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体外膜肺氧合在危重症中的应用


重症患者病情复杂多变,以器官功能受损为核心,临床医生需要搜集更多的信息来深入了解器官的情况,以形成合理的治疗方案。随着重症监护病房(ICU)的日趋成熟和先进医疗技术的发明和完善,诸多技术支持如体外膜肺氧合(ECMO)、机械通气、血液净化治疗等有助于重症患者的诊断、监测和治疗。《麻醉·眼界》杂志有幸采访上海交通大学医学院附属仁济医院皋源教授,请他谈谈ECMO在危重症中的应用,为广大麻醉科医生提供临床思路。

关键词1ECMO的优势

《麻醉·眼界》杂志:国内一项回顾性分析研究,探讨ECMO治疗成人重度急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的临床疗效及相关影响因素,研究结果表明静脉-静脉ECMOV-VECMO)是治疗成人重度ARDS的有效支持手段。请结合您的临床经验谈谈,ECMO相较之其他治疗手段对于治疗ARDS有何优势?

皋源教授:ECMO 是真正意义的“人工肺”,可使肺处于休息状态,避免严重低氧血症时高机械通气条件造成的呼吸机相关肺损伤,具有机械通气所无法比拟的优势,其可纠正进行性低氧血症、清除二氧化碳,从而救治重度ARDS

ECMO 作为体外辅助技术的一种,其原理是将静脉血引流到体外,经膜肺氧合后由驱动泵泵回体内,从而起到心肺辅助的作用。ECMO 分为呼吸支持和心肺支持,呼吸支持模式操作简单;心肺支持模式适合心肺功能都损伤的患者,而对于无心脏损害的重症ARDS患者,呼吸支持模式则是最佳选择。ECMO 可纠正进行性低氧血症、清除二氧化碳,从而救治重度ARDS

ECMO 在呼吸支持方面相对于传统机械通气的优势在于,①ECMO 可辅助维持氧合和清除二氧化碳,ECMO 支持下的通气策略为平台压不超过30cm H2O、呼气末正压限制于5~15cm H2O、潮气量限制于4~ 6 ml/kg,可有效避免传统机械通气造成的呼吸机相关性损伤并同时维持肺开放;②ECMO 可辅助早期拔除气管插管,避免呼吸机相关感染,同时可减少镇静药物的应用,有利于患者的自主咳嗽反射及胃肠道功能的恢复;③ECMO可减少气压伤的出现,减少细胞因子及炎性介质释放, 进而避免全身炎症反应所导致的其他脏器功能损害。ECMO 是真正意义的“人工肺”,可使肺处于休息状态,避免严重低氧血症时高机械通气条件造成的呼吸机相关肺损伤,具有机械通气所无法比拟的优势。

一项比较常规通气支持与ECMO对成人重度呼吸衰竭的功效的多中心随机对照试验(CESAR试验),将患者随机分为常规护理组与标准化护理组(包含ECMO),研究者发现,标准化护理组(包含ECMO)患者的6个月健康存活率为63%,而常规治疗组为47% 。另一项在英国H1N1流感病毒中使用ECMO的配对研究,共纳入研究275例(ECMO80例,非ECMO195例),结果显示ECMO组中的存活率为76%,而对照组的存活率为45%。由此可见,循证医学证实ECMO用于重度呼吸衰竭患者支持的疗效是确定的。 

关键词2ECMO的注意事项

《麻醉·眼界》杂志:近年来,机械器官支持技术使越来越多器官功能障碍的重症患者得到了有效的救治,同时为重症患者的进一步治疗创造了有利条件,赢得了时间。机械通气、血液净化治疗、ECMO 等一系列器官支持技术已成为ICU 常规的生命支持技术,请结合临床经验谈谈采用ECMO 进行生命支持治疗时的注意事项?

皋源教授:进行ECMO 治疗时需要肝素化,因此出血是最常见的并发症,严重而迅速的出血可能会危及患者生命;此外,溶血、栓塞及血流相关感染作为常见并发症也应引起注意。

由于ECMO 是一项较新的技术,对人力、物力、技术等要求较高,因此并未作为常规治疗措施而代替传统机械通气。进行ECMO 治疗时需要肝素化,因此出血是最常见的并发症,严重而迅速的出血可能会危及患者生命;此外,溶血、栓塞作为常见并发症也应引起注意。

因此,在应用ECMO 时应严格掌握适应证和禁忌证,同时需注意ECMO 的操作规范,严格的操作可以减少局部并发症的发生。为保证ECMO 的顺利开展,需有一支训练有素的团队,同时需有一定量的患者数量,不必要每个ICU 均开展该技术。

ECMO 的适应证主要为下述几个:

1. 由于任何原因(原发性或继发性)引起缺氧性呼吸衰竭时,当死亡风险为50%或更高时应考虑体外生命支持(ECLS),当死亡风险为80%或更高时需要使用ECLS

a.50% 死亡率风险与血氧分压/吸入氧浓度(PaO2 /FiO2<150 FiO2> 90%和(或)急性肺损伤评分(Murray评分)2~3 相关;

b.80%的死亡率风险与PaO2 / FiO2 <100 FiO2> 90%和(或)Murray 评分3~4 相关,即便予以最佳护理6 小时或更长 ;

2. 机械通气导致的CO2 潴留,尽管气道平台压力(Pplat)高(>30 cm H2O);

3. 严重空气泄漏综合征;

4. 有插管需要的肺移植患者;

5. 立即心脏或呼吸衰竭(肺栓塞、呼吸道阻塞、对最佳护理无反应)。

ECMO 禁忌证则为:

ECMO 无绝对禁忌证,需个体化考虑每个患者的风险和益处,但是存在与ECMO 相关的并发症,被认为是相对禁忌证。

1. 高设置机械通气(FiO2> 90%Pplat> 30 cm H2O7天及以上;

2. 主要药物免疫抑制(绝对中性粒细胞计数<400/mm3);

3. 近期或扩大的中枢神经系统出血;

4. 不可恢复的并发症,如中枢神经系统损害或终末期恶性肿瘤;

5. 无具体的年龄禁忌,但考虑随着年龄的增加而增加的风险。

关键词3ECMO的前景

《麻醉·眼界》杂志:ECMO 作为一种新兴的呼吸循环支持技术,是抢救常规治疗无效的心肺衰竭患者的有效手段,目前国外ICU 已较广泛地推广使用ECMO 技术,您认为目前我国ECMO 技术临床应用存在的问题与前景如何?

皋源教授:我国ECMO 病例临床资料总结呈现出不同的病种分布特点和相反的临床结果,究其原因在于病例资料少、安装不及时、并发症多等。相信随着ECMO 技术的成熟及临床实践的规范化提高,我国ECMO 呼吸支持的应用会越来越普及。

我国ECMO 病例临床资料总结呈现出不同的病种分布特点和相反的临床结果。2011 年龙村教授等发表的中国ECLS 临床汇总报告显示,339 例患者中ECMO 呼吸支持仅65 例,相应成功率在新生儿、儿童、成人中分别为0% 、18%和28% ,远远低于全球体外生命支持组织(ELSO)公布的全球平均水平。究其原因,主要在于病例资料少、安装不及时、并发症多等。

但随着临床应用的不断开展,国内的ECMO 呼吸支持成功率逐渐提高。浙江的一所医院应用ECMO 治疗13 H7N9 禽流感患者,总存活率为61. 5%。相信随着ECMO 技术的成熟及临床实践的规范化提高,我国ECMO 呼吸支持的应用会越来越普及。

关键词4V-V ECMOV-A ECMO

《麻醉·眼界》杂志:能否根据您的临床经验解释,V-VECMO 和静脉- 动脉ECMOV-A ECMO)的区别,以及适用人群?

皋源教授:V-V ECMO 为肺替代方式,适合肺功能衰竭患者;V-A ECMO 为心肺联合替代方式,适合心脏功能衰竭及心肺衰竭患者。ECMO 方式的选择应参照患者的病因、病情灵活地选择,在病情的变化过程中还可能不断更改转流方式。

V-V ECMO 经静脉将静脉血引出,经氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入另一静脉。该方式通常选择由股静脉引出,颈内静脉泵入,也可根据患者情况选择双侧股静脉。V-V 转流的原理是将静脉血在流经肺之前已进行部分气体交换,弥补肺功能的不足,适合单纯肺功能受损的患者。

V-A ECMO 经静脉将静脉血引出,经氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入动脉。成人通常选择股动静脉;新生儿及幼儿由于股动静脉偏细,常选择颈动静脉;也可行开胸手术,予以动静脉置管。V-A ECMO 是可同时支持心肺功能的连接方式,适合肺功能严重衰竭并有心功能衰竭的患者。由于V-AECMO 的管路是与心肺并联的管路,运转过程会增加心脏后负荷,同时流经肺的血量减少,长时间运行可出现肺水肿甚至粉红泡沫痰。

V-V ECMO 和V-A ECMO 两者的区别主要见下表,ECMO 方式的选择应参照患者的病因、病情灵活地选择。总体来说,V-V ECMO 为肺替代的方式,适合肺功能衰竭患者;V-A ECMO 为心肺联合替代的方式,适合心脏功能衰竭及心肺衰竭患者。而在病情的变化过程中还可能不断更改转流方式,例如在心肺功能衰竭急救过程中,重症医生选择V-A ECMO,经过治疗后患者心功能恢复,而肺功能还未完全恢复,此时为了肺功能的快速恢复,可转为V-V ECMO 模式。不合理的模式选择可能促进原发症的进展,降低成功率;正确的模式选择可对原发症起积极作用,提高成功率。


关键词5ECMO并发症的预防

《麻醉·眼界》杂志:ECMO的使用中需要注意哪些监护要点及并发症护理以期预防并减少并发症的发生,从而提高ECMO的辅助效果?

皋源教授:在ECMO的使用中,常见的不良事件为出血、血栓形成、感染、肢体缺血、左室扩张等,重症医生需进行抗凝管理、使用抗生素、维持血流动力学平稳等一系列措施,以期减少并发症的发生。

ECMO的使用中,最常见的不良事件是出血和血栓形成为预防血栓形成,抗凝治疗是ECMO管理的基石。尽管现在还没有制定明确的抗凝目标,一般建议激活全血凝固时间(ACT)为160~180s或者活化部分凝血酶原激酶时间(aPTT)为60~80s。对于出血风险较高的患者,重症医生可以采用ACT140~160s或者aPTT40~60s的目标值;对于抗凝目标较低的患者,为降低血栓形成风险,应该使患者流过环路的血流量达到最大。

导致出血和血栓形成的原因包括溶血、获得性血管性血友病(vonWillebrand)因子缺乏和血小板减少。由于血栓形成的高风险,重症医生需评估患者心房内形成血栓的可能性,如房间隔缺损、卵圆孔未闭等不良因素,从而调整抗凝措施,降低卒中风险,预防血栓栓塞并发症。

除了出血和血栓形成,感染也是使用ECMO的最重要并发症之一。与紧急启用相比,采用在手术室或心导管室置入的无菌技术,预示着ECMO的操作成功率更高。此外,需要长期ECMO支持的患者,常常患有严重疾病,合并多器官衰竭,其感染风险也相对更高。对于这类患者,启用ECMO后,持续静脉给予抗生素是预防插管部位感染的方法,但其预防全身性感染的效果仍存在争议。

肢体缺血也是使用ECMO的并发症之一,导管大小和放置位置在其中发挥重要作用。除了肢体缺血,筋膜室综合征也可能发生,后者可导致肌肉坏死、酸中毒和下肢截肢,使用再灌注导管可能会提高肢体保留的可能性。

在启用ECMO的早期,心输出量应以能维持末梢器官的灌注为目标,理想的情况是,重症医生可通过调整环路每分钟的转数来达到目标。特殊情况下,重症医生有必要根据其他血流动力学参数(平均动脉压、全身血管阻力)来补充强心药。此外,大多数启用ECMO的患者需行气管插管,重症医生应仔细且经常地进行血流动力学和动脉血气分析。

随着ECMO使用时间延长,患者有可能出现左室扩张的情况。ECMO增加了左室做功要克服的后负荷,这常常导致左室扩张, 进而出现肺水肿。目前已有多种策略用来帮助治疗ECMO患者的左室失代偿,这些措施包括主动脉内球囊反搏、房间隔造口或直接左室减压。经常对患者进行超声心电图和胸片检查,密切监测其血流动力学变化,有助于重症医生在左室失代偿的情况下识别左室扩张和肺水肿恶化。 

关键词6提高ECMO的疗效

《麻醉·眼界》杂志:危重症心脏病一直是心血管外科治疗领域的一大难题。ECMO技术的出现显著改善了此类患者的预后,但由于操作复杂、并发症多,如何提高ECMO技术临床疗效成为我国心血管外科领域亟待解决的问题,请跟广大麻醉科医生分享您的经验?

皋源教授:临床医生在应用ECMO时,应严格掌握其适应证和禁忌证,注意ECMO 的操作规范,医院需建立一支训练有素、经验丰富的ECMO团队,关注ECMO相关的参数并及时调整治疗方案。

首先,临床医生在应用ECMO 时,应严格掌握其适应证和禁忌证。其次,临床医生需注意ECMO 的操作规范,规范的操作能减少并发症的发生。为保证ECMO的顺利开展,医院需建立一支训练有素、经验丰富的团队,各成员之间配合默契,这就需要平时的实践积累,即需要扎实的理论知识和熟练的操作技能。ECMO团队需要在日常工作中不断学习、实践、总结,才能使ECMO的操作技术和管理能力不断提高,使ECMO真正成为患者生命的最后一道防线。

需要ECMO支持治疗的患者往往病情十分危重,皋源教授高度推荐重症医生连续守候在患者床边,管理ECMO环路,关注ECMO相关的参数并及时调整治疗方案,包括抗凝、气体交换目标值、心输出量、环路温度及并发症的预防,这些举措将对ECMO患者的预后产生深远影响。


(内容源于2017.14期《麻醉·眼界》杂志,转载需经授权并注明出处!

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