作者：福建医科大学附属漳州市医院麻醉科（黄巧文）；南京医科大学第一附属医院麻醉科（陈晓东）；福建医科大学附属协和医院麻醉科（俞莹）；美国佛罗里达大学附属Shands医院麻醉科（彭勇刚）

体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）是一项短期替代心肺功能的技术手段，通过CPB设备，将静脉血引出体外氧合，清除CO2后，再用泵将氧合的血液回输到体内，保证机体器官和组织的氧合和血流灌注，经过40多年的应用，目前已发展为成熟和有效的体外支持生命的技术。近年来，随着人口老龄化，心、肺、大血管和器官移植的手术也日趋增多，短期的ECMO支持治疗在围术期的应用也得到了发展。现将ECMO在围术期的应用进展作一综述。

1.ECMO的分类和适应证

ECMO回路包括两个大口径的导管，一根导管用于引流机体的静脉血，另一根导管则用于回输经体外氧合器氧合后的血液，根据回输的血管路径不同，分为静脉－静脉－ECMO（veno-venous ECMO，VV-ECMO）和静脉－动脉－ECMO（venoarterial ECMO，VA-ECMO）两种。近年来，随着ECMO技术的发展，原有的置管策略也得到改进，引入了单管双腔的VV-ECMO和两种三重置管，分别为静脉－静脉－动脉－ECMO（veno-venous-arterial ECMO，VVA-ECMO）和静脉－动脉－静脉－ECMO（veno-arterial-venous ECMO，VAV-ECMO），进一步拓展了ECMO的应用领域。

单管双腔的VV-ECMO仅需要穿刺颈内静脉并置入导管，其中一侧管腔分别从上腔静脉和下腔静脉引出静脉血，然后另一侧管腔对准三尖瓣，供应氧合的血液，最大限度地减少再循环。这种只行上半身置管的ECMO，允许患者停止机械通气，在病房走动和接受物理康复治疗。三重置管的ECMO主要用于情况比较复杂的患者，VVA-ECMO主要用于VA-ECMO使用期间流量不够、左室超负荷或者上半身缺氧的患者，而VAV-ECMO则主要适用于VA-ECMO期间出现呼吸衰竭和VV-ECMO期间出现心力衰竭的患者。

2.ECMO相关并发症

ECMO作为一种CPB技术，由于需要体内置管和抗凝，不可避免地存在介入血管和其他原因所致的全身并发症。另外，由于机械装置出现故障，也可导致严重的并发症。

血管并发症：穿刺的血管出血，静脉可出现血栓和空气栓塞，动脉可出现狭窄缺血、栓塞、动脉瘤等并发症。反复穿刺时并发症发生率高，超声的应用及严密监测肢体的血供可以减少血管并发症。

全身并发症：由于ECMO需要抗凝治疗，出血是常见的并发症，发生率为43%，原因包括ECMO期间的常规肝素化以及管道和机器的转流对机体凝血机制的破坏。急性肾损伤也是常见的并发症，有Meta分析显示，ECMO治疗后需行连续血透治疗患者的比例为52%，与原发病导致的严重呼吸循环衰竭、炎症反应及原发病治疗过程中大剂量的血管活性药的应用、溶血、出血和血栓相关。

ECMO术后感染也不容忽视，有报道超过53%的成人患者在ECMO开始后14d内感染，且ECMO运行时间越长，患者感染几率越高。导管穿刺过程中的无菌水平、ECMO支持期间的导管护理程度、机体抵抗力程度都是感染的影响因素。随着ECMO应用的增多，溶血、神经系统并发症等也有相应报道。

机械装置所致并发症：ECMO的机械装置并发症以氧合器血浆渗漏、氧合能力下降最为常见，发生率约为29%。氧合器血浆渗漏的发生与氧合器的材质有关，聚甲基戊烯制成的膜式氧合器相发生渗漏的可能性较低。除此之外，ECMO运行时间过长、ECMO辅助的流量过大、动脉导管选择过细，均容易导致氧合器发生血浆渗漏。循环管道的打结、破裂和意外断开也有报道。

3.ECMO在围术期的临床应用

先天性膈疝患儿中的应用：先天性膈疝患儿术前给予气管插管机械通气，减少肺不张和减轻肺动脉高压，与术后预后息息相关。而常规机械通气和药物治疗仍很难改善肺动脉高压，辅助ECMO治疗不仅可以避免呼吸机高压的机械通气损伤，而且可以减轻右心后负荷。研究报道，ECMO辅助治疗后手术的先天性膈疝患儿，术后总生存率为75%。关于需要ECMO辅助治疗的患儿手术修复的最佳时机存在争议。有研究提出在ECMO期间，早期行手术修复可提高生存率，但存在出血的风险。也有研究指出，在ECMO期间进行手术修复患者的生存率低于ECMO拔管后进行手术修复患者，且手术并发症发生率高。目前，对需ECMO辅助治疗的先天性膈疝患者的最佳手术时机还有待商榷，需要更多的前瞻性研究来论证。

心脏手术中的应用：心脏手术中出现无法脱离CPB、术后低心排、术后心跳骤停和呼吸衰竭的情况，均是ECMO辅助治疗的适应证。心脏手术复跳后，有些患者由于炎症反应和心肌的再灌注损伤，无法停机，但其心功能具有可逆性，VA-ECMO可以缩短此类患者手术时间，使心脏得到充分的氧供和休息，并且避免勉强停机造成心肌损伤和心功能恶化。对于心脏术后出现难治性心源性休克或呼吸衰竭，使用高剂量的正性肌力药物和或主动脉内球囊泵治疗仍无法维持循环的患者，应尽早实施机械循环支持，而VA-ECMO常作为这种状况下的选择。

有Meta分析表明，心脏术后心源性休克的患者使用ECMO辅助治疗后，约三分之一的患者可以存活至出院，院内生存率提高。但是，这些文献均表明心脏术后心源性休克患者使用ECMO后，总体上院内生存率仍不理想且ECMO并发症发生率高。有Meta分析表明，心脏术后应用ECMO治疗后，出现下肢缺血、肾功能衰竭、神经系统并发症、感染的发生率分别为14.0%、57.0%、16.0%、31.0%。有文献报道ECMO期间的并发症与院内死亡率独立相关。因此，减少并发症的发生率可以提高患者的生存率。关于ECMO在心脏术后患者中应用的时机，国内有报道尽早给予ECMO支持治疗，可以改善患者的预后。北京阜外医院的研究也表明，术后1d内建立ECMO的患者相比1d后的患者生存率高，且并发症发生率低。

心肺移植期的应用：ECMO在供体中的应用，一方面可以保障供体器官的质量，增加供体的数量，另一方面可为接受移植的患者争取等待的时间。除此之外，ECMO还在移植前的桥接，移植术和移植术后并发症治疗中的应用，也发挥了巨大的作用。研究表明，ECMO在器官移植前的桥接治疗很有意义，临床上可以根据患者的心肺情况，选择不同类型的ECMO，尤其是清醒ECMO，由于其可替代机械通气，因此可以避免镇静、气管插管和机械通气的并发症，且多采用右颈内单一双腔置管，利于患者行走和物理康复治疗，目前是肺移植患者术前桥接治疗的理想方法。

同样地，有些终末期心脏疾病患者病情严重，在等待供体心脏期间，各种诱因都可能诱发心源性休克，需要机械辅助支持呼吸循环，而ECMO相对其他装置费用低，操作简便，效果确切，也经常用于心脏移植前的桥接治疗。对于术前已使用ECMO桥接治疗，或者预计术中可能出现呼吸循环不稳定，或术中突发顽固性低氧血症、高碳酸血症和循环不稳定的肺移植患者，均应考虑使用ECMO，并且有研究证实ECMO的使用不影响患者术后的生存率。

心脏或肺移植患者术中无法脱离CPB，以及术后出现药物或机械通气难以控制的呼吸循环衰竭，或者出现移植物无功能的并发症，ECMO是有效的过渡治疗手段，有研究报道ECMO成功治疗的心脏移植术后出现移植物无功能的患者，其长期存活率与未使用ECMO的患者相当。

介入手术中的应用：

（1）经皮冠状动脉手术。在一些多支冠状动脉病变、射血分数严重低下而又不适宜外科手术治疗的冠心病患者中，只能选择经皮冠状动脉介入手术作为治疗手段。这类患者围术期出现药物治疗无效或者使用主动脉球囊反搏（intra-aortic balloon pump，IABP）仍无法维持循环，可以选择ECMO辅助。有研究建议，在其他脏器衰竭出现前，尽早使用机械循环辅助装置，包括单独使用ECMO或者联合IABP，以提高院内生存率。术后冠状动脉开通后，患者呼吸循环稳定、机体代谢改善，停用ECMO。但是，由于VA-ECMO并发症多且治疗复杂，不作为这类手术患者的首选，目前IABP的应用较多，微创的经皮左心辅助装置近年来应用也不少，ECMO只做备用选择。

（2）经皮主动脉瓣置换术。行经皮主动脉瓣置换的危重患者，术中出现严重并发症，应立即行体外生命支持，国外有研究建议这类高危患者术前预防性应用ECMO，相比术中出现并发症而后采取紧急ECMO辅助治疗的患者，手术成功率高且死亡率低。尽管有研究表明使用ECMO的患者院内死亡率高，但无证据表明与ECMO的并发症相关，且ECMO治疗后存活的患者，出现神经功能缺损的发生率低。

（3）急性肺动脉栓塞术。中、高危急性肺动脉栓塞患者由于肺动脉压力急性升高，出现右心功能不全和低氧血症，VA-ECMO在这类患者中的应用可以快速稳定循环，并使心脏和肺得到充分休息，为介入或者外科治疗争取时间。目前，肺动脉栓塞患者在ECMO辅助下成功取栓的报道已经不少。取栓术后因为再灌注损伤导致的呼吸衰竭或者致命性的肺出血，ECMO都有成功的救治经验。

复杂胸科手术中的应用：巨大的纵隔肿瘤，尤其是前纵隔和上纵隔的肿瘤，全麻期间可能出现危及生命的气道阻塞或心血管衰竭的风险。对于术前已出现严重呼吸和心血管并发症的患者，可以在局部麻醉下先行股动静脉部分转流再行全麻诱导。术中肌松药的应用，使得牵拉肿瘤的肌肉和支气管平滑肌松弛，且外科手术操作和采用平卧位均可能加重对气管、支气管或心脏的压迫，导致术中出现严重低氧血症和循环衰竭，快速行ECMO支持，可以保障重要脏器的氧供和血流灌注，待肿瘤切除术后，可以撤除ECMO。有些复杂的胸科手术，如肺癌侵犯心房和上腔，过去这类术式被视为手术的禁区，目前这类患者建议在CPB或ECMO下行扩大切除术，国外有文献报道ECMO辅助下，手术成功切除肿瘤。一侧肺癌行该侧肺全切术后，另一侧肺再发肺癌需手术时，也可考虑ECMO下行手术切除肿瘤。

气道手术中的应用：近年来，随着ECMO技术的发展，其抗凝和全身炎症反应程度均比CPB低，已经逐渐替代CPB用于手术。此类患者多半无循环功能障碍，仅需提供充分的氧合，因此首选VV-ECMO。而对于出现严重高碳酸血症难以纠正，血流动力学不稳定，或者因为慢性缺氧造成肺动脉高压的患者，可以选择VA-ECMO。当气道手术中出现常规通气失败，或者一些急症的气道创伤破裂，是紧急体外生命支持的指征。一项韩国的研究曾报道18例患有不同原发性和继发性气管恶性肿瘤的患者，17例在ECMO支持下顺利完成手术并撤机，且在术中使用肝素过程中，仅有2例观察到明显出血。当大咯血导致严重气道阻塞和血容量不足，而无法行介入下行支气管动脉栓塞或外科手术时，只能依靠ECMO维持生命，直到可以应用介入和外科手术治疗。患儿气道异物行检查或者手术时，相应的器械容易堵塞气道，导致低氧血症和高碳酸血症，ECMO也可以为此类检查或手术提供呼吸支持。

过敏性休克中的应用：术中使用的麻醉药、抗菌素、止血药、鱼精蛋白和骨科关节手术常用的骨水泥，都是常见的过敏源，容易出现过敏反应，甚至过敏性休克。当传统的抗过敏性休克治疗效果不理想的时候，需建立ECMO保证重要脏器的氧供和灌注，可以根据患者的病理生理状态选择不同模式的ECMO，仅表现为呼吸衰竭的患者可以选择VVECMO，合并循环衰竭的患者应选择VA-ECMO。国内外均有文章报道ECMO成功治疗术中麻醉药所致的过敏性休克，而且ECMO的维持时间短，患者恢复良好。

值得注意的是，过敏性休克的患者由于过敏引起的组织水肿，可导致腹部筋膜室综合征，严重阻碍ECMO的静脉回流和限制患者的肺功能，因此，在ECMO有足够的泵速，但出现流量低时，排除血容量不足，静脉引流置管错位，心脏压塞以及ECMO回路内的阻塞等原因，应考虑腹部筋膜室综合征引起的静脉引流障碍，尽快实施经腹切开减压术。

羊水栓塞中的应用：羊水栓塞是产科最严重的并发症，第1小时的死亡率达50%，随后4～5h的死亡率达25%～50%，病因是由于羊水进入母体循环，引发的全身性过敏反应，患者出现呼吸循环衰竭及DIC，危及生命。围术期突发羊水栓塞，传统抢救方法不理想，预估死亡率风险高于50%时，应考虑引入VA-ECMO，它通过与患者心肺系统并联运行，引流机体的静脉血经膜肺氧合，回输到机体的动脉系统，缓解低氧血症和高碳酸血症，并减轻右心后负荷。ECMO的肝素化是否会加重DIC，目前存在争议。血栓弹力图可用于观察凝血功能变化和指导血制品的应用。

4.ECMO应用期间的管理策略

循环监测：ECMO维持阶段可以根据HＲ、MAP、混合静脉血氧饱和度等调整适当的流量，不宜过高，平衡机体的代谢需要，过高易导致左室后负荷增加，建议维持MAP50～60mmHg，混合静脉血氧饱和度维持在65%以上。高血压患者可以维持稍高的MAP。ECMO期间，应定期检查管路情况，同时超声监测导管位置，尤其是流量降低时。

抗凝监测：ECMO期间需全身肝素化，首剂量为普通肝素50～100U/kg，维持剂量为7.5～50.0U·kg－1·h－1，目标维持ACT在180～220s。但由于个体对抗凝存在差异，因此，需定时监测ACT，调整肝素剂量。对于有活动性出血的患者，而流量＞3L/min，可暂停肝素抗凝，但需密切监测ACT，必要时调整方案。如若ECMO转流时间延长，应注意补充新鲜血浆、凝血因子及血小板，维持血小板＞50×109/mm3，纤维蛋白原＞100mg/dl。值得注意的是，保持患者的体温在35～37℃，有助于维持机体的凝血功能。

呼吸和电解质监测：ECMO上机后即可立即调节呼吸参数，使肺得到充分休息，同时定期监测血气分析和电解质，调整机体的电解质和酸碱水平在正常范围内，保证内环境稳定。

并发症监测：ECMO转流期间，应定期检查是否出现下肢缺血、颅内出血、脑梗死、急性肾损伤、感染等并发症以及有无机械故障，做到早发现，早治疗。

ECMO撤机时机：当患者的原发疾病控制良好，心肺功能逐渐恢复，逐渐降低流量，仍能维持循环稳定及机体的正常代谢时，可试行停止ECMO。流量降低至1.5L/min时，应追加肝素。

5.小结

目前，ECMO技术作为围术期许多危重症患者的有效的替代治疗手段，虽然一定程度上提高了院内生存率，但是仍存在不少问题。首先，国内ECMO技术起步较晚，不少医疗中心尚无固定的ECMO团队；其次，ECMO技术的适应证和禁忌证，以及使用时机和管理也缺乏统一的标准，具有较高的并发症发生率；第三，有关ECMO的研究多为回顾性，缺少随机对照研究作为指导。因此，应总结经验，选择合适的患者和上机时机、规范操作化流程、实时监测和预防相关并发症的发生，建立多学科ECMO团队，同时争取更多的随机对照研究为临床提供指导意见，最大程度地提高危重症患者生存率。

来源：黄巧文,陈晓东,俞莹,彭勇刚.体外膜肺氧合在围术期的应用进展[J].临床麻醉学杂志,2020,36(10):1034-1037.

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