1、ECMO技术临床应用,徐州医学院附属医院麻醉科 刘功俭,ECMO(Extracorporeal Membrane Oxygenator),体外膜肺氧合(Extracorporeal Membrane Oxygenation)简称ECMO，就是将静脉血引流至体外，经过滚轮泵或离心泵（人工心脏）推动和氧合器（人工肺脏）的氧合，再回到病人血管，取代病人心脏及肺脏之功能的装置。,ECMO与CPB,1. CPB需在全麻下开胸完成，ECMO插管可在局麻下完成；2. CPB只能应用几小时不等，ECMO可行357天心肺功能支持；3. CPB替代心、肺功能而保证手术进行，ECMO为心肺功能恢复争取时间。ECMO
2、使心脏和肺得到充分休息，全身氧供、CO2排出和血流动力学均处稳定状态。,MO,Pump,CPB vs ECMO,体外心肺支持技术常用名词,ECLS ExtraCorporeal Life Support ECMO ExtraCorporeal Menbrane OxygenationECCOR or ECCO2R ExtraCorporeal CO2 removalPECCO2R Portable extraCorporeal CO2 removalECLA Extracorporeal lung assistECLHA Extracorporeal lung and heart assist
3、CPS Cardiopulmonary supportPCPS Portable cardiopulmonary systemPCPS Percutaneous cardiopulmonary supportCPB Cardiopulmonary BypassEPBGEExtrapulmonary blood gas exchangeAREC Assistanc respiratory extracorporealIVOX Intravascular oxygenation,ECMO,体外气体交换。ECMO按使用目的不同分为两类。通常称ECMO是以氧合为主要目的，CO2排出为其继发作用；若以C
4、O2排出为首要目的，则称为体外膜肺CO2 排出(ECCO2R)；若伴以低频正压通气则称为LFPPV-ECCO2R。支持肺脏功能和/或心脏功能,与心脏手术中的体外循环技术相似，但使用时间较长（57天），能以较为恒定流速将血液泵出。随着病人情况的改善，逐渐降低流速，使心肺承担更多工作。,历史和背景,1953年Gibbon用氧合灌注技术首次成功支持开心手术。1969年开始使用膜式氧合器。1976年Gilleh等发现ECMO治疗重症急性呼吸衰竭的病死率高达85，欧美各国也发现ECMO治疗重症呼衰病死率在90，其原因有三点：患者肺大多为不可逆器质性改变；ECMO治疗期间仍进行呼吸机支持，FiO2为60%
5、致肺纤维化；ARDS为病毒和细菌感染所致，而ECMO对损伤、栓塞所致ARDS疗效较好。1979年Gattinoni等把体外清除CO2和低频正压通气结合起来，使ARDS疗效从10提高到50。重新燃起了用ECMO 治疗ARDS的希望。以后这项技术逐步完善并应用至今,ECMO的发展,经皮插管方法可在短时间内建立ECMO，避免开胸和损伤大血管。治疗新生儿呼吸衰竭采用经脐血管建立ECMO，增加静脉回流。1988年Bindslev等用肝素涂抹型膜肺，减少肝素全身用量和出血。Cottrell等应用抑肽酶在ECMO治疗中保护血小板。1993年Zwushenberrger等调查5000例ECMO治疗呼衰患儿，生
6、存率为82%，而常规治疗死亡率为80%。1994年ECMO国际会议认为ECMO对儿童特别是新生儿有很好疗效，对成人效果不理想，对呼吸衰竭效果较佳，对感染和心衰效果较差。1996年全世界有100个医疗中心对新生儿呼衰用ECMO常规治疗。27个用ECMO常规治疗成人ARDS，约有10万患者用ECMO，生存率为80。有的存活率可达为90，而成人的生存率稳定在50，,ECMO的原理,ECMO总体设想是利用体外循环代替自然循环，由离心泵提供血流动力，通过氧合器对静脉血进行氧合，成为含氧高的动脉血，注回人体完成输氧功能。长时间进行体外氧合与CO2移除，支持心肺功能，减少心、肺负荷，为心脏和肺脏疾病的恢复提
7、供时间。,ECMO心肺功能支持的优越性,有效地改善低氧血症。能将静脉血氧合为动脉血，每分钟流量可达1-7L。较长时间支持性灌注为心肺功能恢复赢得时间。治疗过程血液损伤轻。避免长时间高浓度氧吸入所致氧中毒。避免机械通气所致肺损伤。治疗期间进行机械通气只为避免肺泡萎缩，不需很高的压力；有效循环支持。治疗期间机器可代替心脏射血而辅助心脏功能。在没有或较少正性肌力药作用条件下，降低心脏前、后负荷，心肌可获得充分休息，能量储备增加。ECMO治疗中可用人工肾对机体内环境进行可控性调节。,Are there different types of ECMO?,veno-arterial or VA ECMO.
8、veno-venous or VV ECMO,静脉动脉转流,最常用方法是通过颈内静脉插管，经右房将血液引流至氧合器，氧合血通过颈动脉插管至主动脉弓输入体内。此法可将80%回心血量引至氧合器，降低肺动脉压和心脏前负荷。可替代衰竭的心肺功能。当流量达到120ml/kgmin时，心脏可处于休息状态。此法可降低肺动脉压力，人工呼吸依赖性成分少，适用于严重呼吸衰竭。缺点经股动脉低部位灌注，可使上半身的冠状动脉和脑组织得不到充分灌注。肺血流骤然减少致肺淤血，增加肺部炎症和血栓形成危险性。此法非搏动成分多，对维持稳定血流动力学有一定困难。插管拔管操作复杂，结扎一侧颈部血管，对脑发育有潜在危险。,V-A mo
9、de,静脉静脉(V-V mode)转流,常用方法是从股静脉插管，将插管延伸至下腔静脉近心端，引出的血液经氧合后经颈内静脉插管输送氧合血至右房，再经三尖瓣口送至右室。三尖瓣能有效分隔右室内氧合血和右房内非氧合血，80%血液可氧合，由右室收缩注入肺动脉。优点是保证肺血液灌注，同时心脏搏动射血亦存在，适用于无心功能不全呼衰患者，不需动脉结扎，操作简单。缺点是不降低右心脏前负荷，无心功能辅助作用，新生儿重症呼吸衰竭时不宜使用，对PPHN无明显治疗作用，易发生心律失常。,V-V mode,ECMO使用目的,保证机体有足够氧供. ECMO不能治愈心脏或肺脏疾病，但可使心肺休息和恢复。ECMO治疗期间降低呼
10、吸机参数设置，使肺脏休息以维护残余肺功能，减少呼吸机相关肺损伤。ECMO治疗期间减少或停止使用支持心脏药物，暂时性辅助心脏功能。临床用来争取时间而非治愈疾病。,Why ECMO?,Severe pulmonary hypertension Pneumonia Respiration failure from trauma or severe infections Heart failure,ECMO临床效果主要取决于病人心脏和肺功能能否恢复。,ECMO的临床应用,ECMO应用范围,一、 心源性循环衰竭 （一） 心脏手术重建后，造成右心室衰竭合并可逆性肺高压危像。（二） Bridge：为准备心脏
11、手术或心室辅助装置或心脏移植，而暂时替代心脏功能。（三） 心脏手术后暂时左心室功能丧失（stunned heart），常见于prolong bypass。 （四） 可逆性的心肌病变，如心肌炎、冠状动脉暂时性痉挛。（五） 先天性心脏病手术重建後，心输出量不足造成单侧或双侧心衰竭。（六） 肺栓塞或肺梗塞（pulmonary embolism or infarction ）。,各种心功能辅助方法的特点,二、 呼吸衰竭,（一） ARDS（急性呼吸窘迫综合征）1. Qs/Qt （intrapulmonary R to L shunt) 30 2. Peak airway pressure45cmH2O3
12、. TSLCs 5cmH2O 6. lung lavage in pulmonary alveolar proteinosis 7. ARDS patients who do not respond to conventional mechanical ventilator strategies. 8. after lung transplantation,成人ECMO实施标准,低氧性呼衰： 传统的机械通气或PCIRV（压力控制反比通气）已不能纠正缺氧及提高肺顺应性； FiO20.6时，肺内分流30； 肺静态顺应性45cmH2O； Ve200ml/kg/min时仍然PaCO2 45mmHg,1
13、.吸入性胎粪肺炎症候群（MAS:Meconium aspiration syndrome） 2.呼吸窘迫症候群（Hyaline membrane disease） 3.先天性膈疝（CDH；Congenital diaphragm hernia） 4.新生儿顽固性肺高压（PPHN；persistent pulmonary hypertension of neonate）并符合下列呼吸衰竭指标,（二） 小儿及新生儿,新生儿入选标准,无严重的凝血或出血性疾病，无颅内出血，机械通气80-83.2kPa持续4-12h；氧合指数25-40，持续0.5-6h；PaO24.6-6.6kPa持续2-12h；急性
14、恶化状态：PaO24-5.3kPa，pH0.8持续12h时，PaO2/FiO260kPa； PIP40cmH2O时pH7d，变性肌力药物治疗后心肌功能仍差(CI45或75%体循环压），心脏停搏，年龄60岁； 静脉-动脉:机械通气7d，不可逆或慢性心功能不全，年龄60岁。,儿童禁忌症,Lethal chromosomal anomaly 14 days Severe neurologic insult or asphyxia,ECMO并发症,1、出血 ECMO采用全身肝素化，出血不可避免，严重出血将危及病人生命。2、脑损伤 新生儿ECMO大多经颈部插管建立体外循环，结束时需结扎颈部血管。一般认为
15、婴幼儿对右侧颈部血管结扎有很强的耐受，通过左侧颈部血管进行代偿。3、血栓 ECMO中凝血功能发生很大变化，表现在肝素应用、血液和异物表面接触血小板活性物质释放、凝血因子消耗。4、其它 ECMO除对呼吸支持外还可改善循环功能。ECMO治疗过程中常有高血压、心脏顿抑、心律失常等并发症。,ECMO的使用,开机 V-V mode： FiO2：1.0 gas flow：10L/min V-A mode： FiO2：1.0 gas flow：blood flow = 1：1血流量新生儿：150ml/min婴儿：100ml/min儿童：75-10ml/min成人：50-75ml/min氧耗量婴儿：5-8ml
16、/min 儿童：4-6ml/min 成人：3-5ml/min DO2 ：VO2 = 5：1O2 delivery：O2 consumption,开始阶段,开始阶段应尽量提高灌注流量以偿还氧债，纠正酸碱失衡和电解质紊乱。根据神志、末梢循环和内脏灌注情况判断ECMO有效性。病情稳定后根据其心肺功能调节ECMO流量；心衰患者停用正性肌力药物，流量需达正常心排量80%，同时进行血流动力学监测。PaO2应达到70-90mmHg，SvO2应达到75%左右。 ECMO支持期间适当抗凝。肝素初始剂量为100U/kg，然后以30U/(kgh) 速度持续输入。用普通膜式氧合器和管路者，ACT应保持在220260秒
17、；用肝素涂层者，ACT应保持在180200秒。血小板计数应保持100109/L左右。长时间转流者均有血小板减少，应及时补充。,What happens on ECMO?,Turn the ventilator settings down to rest settings. Turn down many of the heart medicines. Daily routine; chest x-ray each morning, weight and bath, blood samples (labs) and constant monitoring of vital signs.Let th
18、e patients rest as much as possible,Ventilator settings,Neonates and Infants: Reduce gradually to FiO2 0.3 (0.2-0.4) over 1-2 hours if possible. Airway pressures 20/5 cm H2O. Rate: 10/min. PEEP: 4cm H2OPediatrics and adults: FiO2 0.4.-0.5. Peak airway pressure 20-30cmH2O, Rate: 10-15 /min. PEEP 10cm
19、 H2O.,Immediately after start-up,Chest X-rayLabs:Complete Blood Count (CBC), ABGs, Na, K, Ca and ionized-Ca, total protein, albumin, glucose, ACT.1.q 4hrs:Hgb, Hct, platlets, Na, K, glucose.2.q 1hr and prn, q 2hrs when stable:ACT, ABGs.,Daily,CBC, CRP, free Hgb in plasma,Na, K, Cl, Ca and ion. Ca, P
20、, Mg, BUN, creatinine, total protein, albumen, glucose,bilirubin, SGOT, SGPT, LDH, amylase,coagulation status including ATIII.Urine lytes and chem.stripCXRUltrasound of head (neonates)Microbiology: urine, sputum. Blood cultures.,Medications,Pain medication Heparin Antibiotics prophylaxis Dopamine, D
21、obutamine.TPN or enteral nutrition when possible,Heparin,Initial dose 100 IU heparin/kg iv, maintain with 15-60 IU/kg/hr using infusion pump. We recommend ACT between 150 and 180 seconds .If ACT 150 seconds give immediately 50IU heparin/kg bolus IV ( 15-25 IU for neonates and children). Then adjust
22、infusion rate.,呼吸功能不全,对呼吸功能不全的患者，在进行ECMO同时实施“肺保护通气策略”，避免肺损伤加重，促进肺功能恢复。肺保护措施包括： 1.保持肺循环有适当血流； 2.机械通气峰值压24cmH2O； 3.FiO2不高(0.21)，避免高浓度氧对肺的损害; 4.加用适当PEEP(12-15cmH2O)。 在ECMO支持过程中尽量避免患者水负荷过重,可用利尿剂，也可在ECMO回路中加用超滤装置以控制水分排出。,ECMO撤离,患者心肺功能逐渐恢复后可逐渐降低ECMO流量，增加心肺负荷。当ECMO流量降至心排量20%以下，即可准备ECMO撤离。心衰患者撤离前应予正性肌力药物支持；
23、呼衰患者撤离后需维持一段时间通气支持。 只要心肺功能损害可逆，绝大多数患者应用ECMO 2-3周即可顺利撤离。ECMO对新生儿呼吸衰竭支持效果最为满意。与呼衰相比，ECMO对心衰支持效果略差，心脏手术后ECMO支持效果很大程度上取决于手术对畸形和病变矫正是否完善及手术过程心肌缺血性损伤的严重程度。,WEANING FROM ECMO,It is recommended to change the tube and rinse the airways before weaning from ECMO. The ECMO flow is then reduced by 60 - 70% durin
24、g 12 - 24 hours. Reduce the sweep gas to the oxygenator.Reduce FiO2 till 0.21.Increase the ventilator support to satisfactory PaO2.,Trial off ECMO,The ECMO support is stopped for a limited period of time to asess the patients ability to oxygenate and remove CO2.Arterial and venous tubing is then cla
25、mped, the ECMO-system is kept ready and recirculated to avoid coagulation of the system if it is needed to reestablish support.,呼吸系统评估与护理,每日胸部X-ray检查，并每4小时听诊呼吸心脏及评估肺扩张情况。以较慢呼吸频率、较大潮气容积为原则，目的使肺得以休息并防止肺塌陷。加强翻身、拍背，定时用叩痰器排痰以利肺部扩张。加强湿化雾化以利痰液湿化并咳出。评估痰液量和性状以及有无水肿症状。使用呼吸机时需要加强呼吸功能监护，避免压力过高。,生命体征及观察记录,持续监测并记
26、录血流动力学数值变化，包括BP、CVP、PAP、PCWP、LAP以及H、 SaO2、 SvO2等，维持平均血压大于60mmHg。观察有无血尿并依医嘱检查尿液潜血反应。每小时评估末梢血循环及记录脉搏强度，有异常情形需报告医师处理每小时监测体温变化，维持中心体温36.5-37。记录离心泵压力数值，并评估有无血液凝固和氧合器老化的情况。遵医嘱dopamine使用。观察及记录SvO2数值。遵医嘱监测血液气体分析数值，并评估病患氧合改善情况,氧气流量表(Air/O2 Blend ),排除CO2主要调节Gas Flow 增加O2主要增加氧气浓度表,生命体征及观察记录,压力监测 Pre-Pump Pressure300mmHg氧合器血块凝固更换氧合器,血液检查数值及抗凝血时间,血红素12-14g/dl、血小板大于75000以上。 ACT：维持150-200sec。依医嘱给予Heparin，维持PT、APTT 1.5倍。观察有无出血倾向维持Hct35-40%。,ACT Machine,其他,维持水及电解质平衡记录输入输出量 执行导管及伤口护理注意导管固定避免牵扯滑脱采用严密无菌技术以防感染维持身体舒适 减轻疼痛或焦虑,给予适当镇静剂（禁用propofol）给予鼻胃管饲或静脉营养，避免注射Intralipid采取集中护理以促进休息,Thanks for your attention,
