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体外膜肺氧合术(ECMO)的历史与概述

发布时间:2015-08-06作者:器械科

体外膜肺氧合术(ECMO)的历史与概述

      体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO),有称叶克膜,是一种将静脉血从体内引流到体外,再经氧合器(人工肺)氧合后由驱动泵(人工心)将血液泵入体内的中短期心肺支持技术,通过对循环呼吸功能较长时间的有效辅助为心肺功能的恢复赢得时间。危重病患者的救治日益成为麻醉学临床工作的重点和难点,许多疾病需要在人工器官的辅助支持下才能渡过危险期。近年来心肺辅助技术发展迅速,其中ECMO安全、可靠、疗效显著,已成为这类技术的代表。

体外膜肺氧合术(ECMO)的历史与概述

      体外心肺辅助的实验室研究从Gibbon医生发明人工心肺机开始,1953年他将体外循环技术首次用于临床心脏手术获得成功,这使人工心肺机系统作长时间心肺辅助有了可能。体外膜肺氧合(ECMO)实际上是心肺转流技术的扩展和延长应用,ECMO用以治疗威胁生命的呼吸衰竭已有20多年。初期的心肺转流用鼓泡式氧合器,它存在血与气的直接接触,这种装置至今仍在心脏手术中应用,其优点是操作迅速、方便、费用低廉,其缺点是有一个血一气界面,对红细胞、血小板、血浆蛋白等血液成分会产生破坏,使用时间超过数小时,可能发生溶血、血小板减少、血浆蛋白变性。1960~1970年,膜式氧合器出现,1965~1975年,抗凝控制技术完善,这使心肺转流技术的延长使用成为可能,膜式氧合器以半透膜将血一气相分开,保护了红细胞、血小板,使ECMO可能较长时间安全进行。

体外膜肺氧合术(ECMO)的历史与概述

      在大量实验的基础上,60年代后期开始在临床上试用长时间体外心肺辅助。1971年Hill医生首次用ECMO救治1例24岁的男性患者,因多发性创伤导致呼吸衰竭进行性加重,经过75小时的ECMO救治,患者脱离危险,抢救成功。1975年Bartlett医生首次成功地用ECMO救治1例患持续性胎儿循环的新生儿。以后ECMO技术在新生儿应用的经验快速增加,现在人们已认为ECMO是治疗新生儿、婴儿严重呼吸衰竭的标准方法。

1980年美国NIH(国立卫生研究院)报告了由9个中心完成的体外心肺辅助用于成年病人呼吸衰竭的首次前瞻性随机的研究结果,原计划准备作300例病人,但作了92例病人后,此研究停止了,因为结果显示ECMO试验组和对照组(常规通气治疗组)的死亡率均低于10%,而且他们判断继续做完300例试验,结果不会有什么变化。他们发现尽管大多数死亡原因与并发症有关,但是在尸检中发现肺均有广泛明显的不可逆性的纤维化改变。因此他们认为,ECMO治疗组的死亡率高,主要问题不在于技术,而在于肺实质的不可逆性病变。对患严重的难治性呼吸衰竭的婴幼儿,应用ECMO治疗的早期结果,成功率的差异也很大,很多婴儿肺发育不全,因此ECMO成功率低。早期ECMO治疗期间的死亡大多数是因为出血(尤其是颅内出血),这与大剂量应用肝素有关。ECMO是一项复杂的疗法,需要有经过广泛训练的专门技术人员管理,早期阶段人员的经验少,因此也影响ECMO治疗效果。

体外膜肺氧合术(ECMO)的历史与概述

      意大利米兰的Gattinoni医生坚持进行ECMO对成人呼吸衰竭治疗的研究,他提出一些设想:通气的目的是排除CO2,通过氧吸入气道内,肺充气膨胀,达到氧合;成人呼吸窘迫综合征肺进行性损伤的原因,部分在于高压通气,或由于肺泡过度膨胀,当功能残腔严重减低时,剩余的肺泡可能过度膨胀,很快导致肺泡损害,肺纤维化,体外膜肺氧合辅助系统应能去除高气道压力和高FiO2对肺的不良影响;如果主要为了排除CO2,又避免高压通气,可采用静脉~静脉ECMO达到,这时应该用面积大的膜肺,并用低血流量。使用这种ECMO辅助技术时,即使肺有严重损伤,肺内有大量分流存在,仍应维持肺的正常血流。NIH的ECMO研究中采用静脉一动脉转流,引起肺血流减少,导致肺血管内微血栓形成,妨碍肺的愈合。Gattinoni和同事根据上述设想进行了静脉~静脉的ECMO研究,选择的成年病人与NIH的ECMO研究计划的标准一样,1986年他们报告43例成年病人用ECMO辅助,成活率为49%,他们的报告与当时其他作者的结果一致。

体外膜肺氧合术(ECMO)的历史与概述

近年来一些报告显示,ECMO治疗某些疾病的存活率显著提高,并发症发生率也已降低,特别是想到这些肺疾病开始治疗时的严重程度,就更觉得ECMO疗法有其独特的好处和显著意义。ECMO期间,肺脏得到休息,肺内各组织细胞有一个修复恢复的机会,这在机械通气中是不能达到的。

以美国密执安大学为首的体外心肺辅助组织(extracorporeal life support organization,ELSO)最近报告了1981年~1991年世界范围体外心肺辅助的治疗结果,新生儿ECMO治疗成活率较高(82%),成人的效果仍不如新生儿(表5—1)。

体外膜肺氧合术(ECMO)的历史与概述

新生儿应用ECMO治疗的成活率与诊断有关(表5—2),胎粪吸入综合征ECMO治疗的成活率最高,达93%。小儿呼吸疾病应用ECMO治疗的存活率与诊断也有关系(表5—3)。246例新生儿和299例儿童用ECMO作心脏辅助的存活率分别为49%、43%。ECMO疗法的远期并发症还有待于观察。

体外膜肺氧合术(ECMO)的历史与概述

ECMO是一种新兴的治疗方法,对心肺功能衰竭有较好的治疗效果,目前全球已有数百所医院成立了ECMO中心。ECMO支持时间较长,涉及方面多,尚有很多问题有待进一步探讨。ECMO未来有赖于ECMO技术和设备朝着创伤小、操作简便、安全有效、并发症少的方向发展。随着体外循环设备的完善以及对ECMO各种问题的深入理解,其疗效将会不断提高。目前包括生物相容性更好的涂抹技术、层流氧合器、安全简便的驱动泵等新技术的研制将推动ECMO在临床广泛应用。ECMO已成为体外循环扩展应用的一个重要方向。进行ECMO除了花费较高外,开展的单位还需拥有完备的医疗设施和由专业技术人员组成的团队。

近年来,我国的ECMO技术也有了很大的进步,已有三十余家医院开展了这项技术,每年ECMO支持病例已突破200例,中国体外循环学会已开办了三期ECMO学习班,并与国际同步建立了中国的ECMO病例注册数据库。随着我国医疗卫生条件的改善,经济水平的提高,ECMO将会成为危重症救治的重要技术。

附录:ECMO适应证、禁忌证及操作事项。

【适应证】

各种原因所致肺换气功能障碍所致顽固性低氧血症,氧合指数(动脉血氧分压/吸入氧浓度)<100 mmHg。

1.重症心肌炎,呼吸、循环功能不全。

2.严重创伤或重症感染(含病毒性感染)引起的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。

3.吸人性肺损伤或肺栓塞等。

【禁忌证】

1.中、重度中枢神经系统损伤。

2.活动性出血或严重凝血功能障碍。

3.恶性肿瘤晚期等。

【操作程序】

1.评估病人及设备准备。

2.建立循环通路并连接,包括静一静脉通路或静一动脉通路。

3.病人全身肝素化并监测ACT。

4.血氧改善后呼吸机的参数调节及生命体征监测。

【注意事项】

监测出血情况及重要器官功能,防治感染。

 

参考文献:

邱海波主编.重症医学科建设管理规范.东南大学出版社,2011.04.145-146

孙大金,杭燕南,王祥瑞等编.心血管麻醉和术后处理.科学出版社,2011.07.721

俞森洋,张进川主编.当代呼吸疗法.北京医科大学,中国协和医科大学联合出版社,1994.10.147-148

http://ems-solutionsinc.com/blog/h1n1-swine-flu-preparing-for-the-sickest-of-the-sick-three-studies-of-icu-treatment-of-critically-ill-h1n1-patients/


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