作者：王卓，张静，杨艳，詹丽英，武汉大学人民医院

体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）的本质是一种改良的人工心肺机。当患者心肺功能严重受损无法提供呼吸或循环支持时，常规治疗技术将难以救治，ECMO作为一种心肺支持技术，可有效地降低患者死亡率，在围术期应用与急症救治中发挥关键作用。1972年，Hill等首次使用静脉-动脉ECMO（VA-ECMO）成功地救治了1例车祸伤后并发休克肺综合征的年轻男性患者。

我国ECMO的临床应用起步较晚，1993年龙村等报道了我国第1例ECMO在患儿的临床应用。2018年中国医师协会体外生命支持专业委员会颁布了首个成人ECMO循环辅助专家共识。据统计，截至2020年，体外生命支持组织（Extracorporeal Life Support Organization，ELSO）记录到已有282家国际中心中24000例成人患者使用呼吸性ECMO。

1.ECMO的技术原理和工作模式

ECMO的核心组成包括体外氧合器和循环血流泵，其工作原理是通过引流管提取静脉系统内的缺氧血液，在循环血流泵的驱动下引流进氧合器完成体外氧合及二氧化碳清除，再通过灌注管回输至体内，发挥部分或全部心肺替代作用。根据置管方式及支持器官类型不同，ECMO分为3种模式：静脉-静脉ECMO（VV-ECMO）、VA-ECMO和动脉-静脉ECMO（AV-ECMO）。

VV-ECMO将氧合的静脉血回输至右心房，维持足够的氧合，血流量达6L/min，主要提供心血管功能不严重受损的部分或全部体外肺支持；VA-ECMO将氧合的静脉血回输至动脉，替代心脏的泵血功能，最大血流量达10L/min，可提供部分或全部心肺支持；AV-ECMO血流量一般小于1.5L/min，主要用于体外二氧化碳清除。

2.ECMO在围术期及危重症患者中的应用

ECMO在高风险心脏病患者中的应用：过去需要进行外科开放手术的心脏疾病目前可直接进行微创治疗，如经皮冠脉介入治疗（percutaneous coronary interventions，PCI）、心脏射频消融术和经导管主动脉瓣置入术（transcatheter aortic valve implantation，TAVI）等。高风险心脏病患者围术期极易出现严重的血流动力学紊乱和恶性心律失常，甚至发生心源性休克危及生命，ECMO可为这些患者提供体外心肺支持。

2017年ESC指南指出，ECMO可用于急性ST段抬高型心肌梗死患者，多作为PCI等术后的一种补救性疗法。Huang等对急性ST段抬高型心肌梗死患者分别于PCI前和PCI后应用ECMO，结果表明，两组患者30d存活率分别为58.3%和29.4%，6个月存活率分别为58.3%和14.7%，PCI治疗前使用ECMO的患者受益明显大于PCI治疗后使用ECMO的患者。

Higuchi等研究表明，在TAVI术中，7例患者中有6例脱离了ECMO，5例存活出院，提示预防性应用ECMO可能给部分患者带来更好的预后。Vallabhajosyula等对室性心动过速射频消融的系统分析表明，约15%的患者围术期使用ECMO，这些患者短期死亡率为15%，长期死亡率为25%，出血、肢体缺血、脑卒中和急性肾损伤等并发症发生率约1%~6%，与其他机械或药物支持手段比较，应用ECMO有利于维持急性心律失常患者循环稳定、缩短手术时间并增加手术安全性。

ECMO在困难气道患者围术期的应用：部分特殊部位的肿瘤或病变累及气道或大血管，包括巨大纵隔占位、颈部或气管内肿瘤、严重胸部外伤等，需要进行外科手术治疗，这些患者往往存在严重呼吸道梗阻或困难气道，难以配合进行清醒插管，预先行VV-ECMO转流，既可预防麻醉诱导期间因完全性气道梗阻造成缺氧，又可保证高危患者手术期间的循环支持。但对于外周血管置管，尤其下肢外周血管置管，需要注意南北综合征的发生。

朱小兵等报道了1例罕见巨大气管内肿瘤患者应用ECMO辅助切除肿瘤的病例，肿物质硬，上缘距离声门仅约6cm，占据气管截面积90%，无法在气管切开插入气管套管后切除，选择ECMO进行辅助，术后1d拔管，预后良好。陈炳权等在VV-ECMO的辅助下成功抢救1例气管重度狭窄的喉癌患者，肿物累积第1~4气管环，最狭窄处阻塞99%的气管管腔，ECMO在主气道暂时梗阻的情况下提供氧供，为外科医师操作争取了时间。

Yu等使用ECMO配合支气管镜引导介入治疗救治1例恶性肿瘤所致的严重中央气道阻塞患者。Kitazawa等报道了1例巨大纵隔肿瘤侵犯气管隆突、左主支气管和右主肺动脉严重狭窄的病例，在VV-ECMO支持下，患者接受了支气管支架植入术并成功脱机。ECMO强化呼吸支持有望成为部分晚期肺癌继发呼吸衰竭患者度过关键期的桥梁。

ECMO在器官移植手术中的应用：ECMO广泛应用于心肺移植术前移植桥接过渡、术中生命支持以及术后并发症的处理。对于肺移植患者，与心肺转流（cardio pulmonary bypass，CPB）比较，应用ECMO对血制品输注需求更少，并发症发生也更少。病情复杂的患者术后延长ECMO支持时间可明显提高患者存活率，ECMO可成功用于肝肾移植术后患者并发心肺不全的患者。

ECMO不仅能在围术期为受体患者提供生命支持，也能为供体患者及器官提供支持。Peng等系统性分析了ECMO支持下心脏死亡供体肝与脑死亡供体肝，虽然心脏死亡器官捐献受体患者术后并发原发性移植物失功和缺血性胆管疾病的风险明显升高，但心脏死亡器官捐献受体患者与脑死亡器官捐献受体患者术后1年存活率接近。

在肾源方面，与脑死亡器官捐献供体比较，心脏死亡器官捐献供体延迟移植物失功和原发性移植物失功发生率更高，但移植肾如果不并发延迟移植物失功和原发性移植物失功，则存活时间与脑死亡器官捐献供体相当，ECMO能进行胸腹腔脏器原位氧合血灌注和全身降温，有效减轻热缺血损伤，提高供体器官质量，有效提高胸腹腔器官供器官使用率和移植成功率。从早期器官获取到围手术期心肺支持以及器官移植术后并发症的处理，ECMO的作用值得肯定。

ECMO在高危孕产妇围产期的应用：急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）、肺动脉栓塞、围产期心肌病是孕产妇最常见的ECMO使用指征，其中ARDS是孕期使用ECMO最常见的指征。产后使用ECMO的四大指征为ARDS、肺动脉栓塞、产后心肌病和羊水栓塞。Ong等系统分析了ECMO在孕妇及产后期间的应用，共97例孕产妇应用ECMO支持治疗，孕产妇存活率为90.7%，新生儿存活率为83.3%，出血是孕产妇使用ECMO最常见的并发症，发生率为31.9%。

Pacheco等一项对国际多中心数据库的分析结果表明，1997年到2017年需要ECMO的围产期患者中，VA-ECMO是主要的使用模式（49.6%），接受ECMO支持的围产期患者出院前存活率为70%，其中有肾脏并发症的患者死亡率较高。吴亚芬等报道了1例剖宫产术中突发羊水栓塞的肥胖产妇，经VA-ECMO辅助开胸心脏按压抢救成功，术后第4天脱机成功，术后第6天成功拔除气管导管，1个月后随访恢复良好，器官功能正常。在大量血管活性药物难以维持循环和复苏效果欠佳的情况下，及时应用VA-ECMO是高危孕产妇围术期抢救成功的关键。

ECMO在围术期急性肺栓塞中的应用：急性肺栓塞（acute pulmonary embolism，APE）发生后，轻症患者无明显临床症状，当肺血管床堵塞超过30%~50%时，大面积肺栓塞会引起肺血管阻力急剧增加，导致患者急性右心衰竭，可进一步发展成心源性休克甚至心脏骤停，临床病死率极高。

APE的常规治疗方法包括血管活性药物、呼吸支持、抗凝、溶栓、介入和外科取栓治疗。一旦肺栓塞患者发生休克或心脏骤停，在常规治疗失败或没有条件进一步诊治时，床旁迅速建立ECMO可暂时稳定循环、改善低氧血症，为外科或导管定向治疗提供机会。Ghoreishi等对2015年至2018年确诊为大面积肺栓塞的41例患者进行了队列研究，结果表明，使用VA-ECMO支持和抗凝治疗后，73%的大面积肺栓塞患者出现右心室功能恢复。

Oh等研究表明，接受ECOM治疗的高危APE患者的30d死亡率为43.8%。接受ECMO治疗的APE患者一般通过手术取栓或导管导向溶栓实现最终治疗，尽早进行手术干预、减少VA-ECMO的使用时间可有效减少血栓形成，有助于右心室功能恢复。

ECMO在其他危重症中的应用：除围术期保护外，在危重症救治中，ECMO还可在作为生命的桥梁进行抢救性辅助治疗。重度中毒所致猝死、心源性休克、致命性心律失常、喉头水肿、重症哮喘和ARDS等，应用清除毒物、应用解毒剂和对症支持等治疗措施不足以完全解决问题，对于可逆性的毒物重症中毒，ECMO起到挽救性治疗作用，对于毒物造成的不可逆性心肺损伤，在寻找供体期间，应用ECMO能够实现过渡性治疗。

此外，对于一些特殊疾病，如重度肺泡蛋白沉积症，患者伴有严重气体交换障碍，大容量全肺灌洗术是目前唯一有效的治疗方法，ECMO的应用保证了大容量双肺灌洗术的顺利实施，保障患者的生命体征平稳。目前，部分新型冠状病毒肺炎患者短时间内可发展至重型甚至危重型，甚至多脏器衰竭而死亡，由于COVID-19病毒直接损伤、炎性因子风暴损伤和呼吸机相关性肺损伤，应尽早应用ECMO改善氧合和保护肺脏，为患者生存争取机会。

3.ECOM的并发症及禁忌证

尽管ECMO有导致肢体缺血、脑卒中、出血、溶血、气体栓塞、感染、肝肾衰竭、小丑综合征等严重并发症的风险，但随着技术发展和临床经验增加，曾经的绝对禁忌证的现在也成为相对禁忌证，传统上出血患者不能实施ECMO，目前临床经验表明在广泛使用肝素结合回路、做好系统性抗凝等处理后，应用ECMO能够维持出血患者循环稳定。

2020年国内新型冠状病毒肺炎体外膜肺氧合支持治疗专家共识指出，ECMO没有绝对禁忌证，需要临床风险和收益个性化评估。与ECMO不良预后相关的因素包括：合并无法恢复的疾病或重要脏器衰竭、存在抗凝禁忌、在较高机械通气设置条件下（FiO2>0.9，平台压>30cmH2O）超过7d、免疫抑制、主动脉瓣重度关闭不全、急性主动脉夹层、存在周围大血管解剖畸形或病变无法置管等，专家共识将以上因素列为相对禁忌证。

4.小结

经过多年的临床实践，ECMO在高风险心脏病患者、困难气道患者围术期、器官移植手术、高危孕产妇围产期、围术期APE和其他危重症如中毒救治、新型冠状病毒肺炎患者肺保护等方面发挥了关键作用。对于急高危患者，如严重创伤、紧急心源性休克或呼吸梗阻，如何快速有效建立起ECMO通路进行心肺支持，是决定患者预后的重要因素。因此，有必要建设一支由多学科专家成员建立的ECMO团队，创立一条绿色通道，立即启动ECMO治疗。

可移动ECMO系统的出现打破了只能院内进行ECMO治疗的常规。这些系统在国内的推行将是今后ECMO技术的革新方向，将整体前移危重症患者救治关口，更有利于医护人员在“黄金4分钟”内对患者展开紧急救治，在应对重大自然灾害、应急医疗救援和平时院外危重症患者转运等方面，具有广阔的应用前景。

来源：王卓,张静,杨艳,詹丽英.体外膜肺氧合在围术期及危重症患者中的应用进展[J].临床麻醉学杂志,2022,38(02):213-216.

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