“醉”译献 | ECMO基础：第一部分
本帖最后由 糖糖不次糖 于 2024-3-17 23:51 编辑嘉兴市第二医院麻醉科译审
前言
体外膜肺氧合（ECMO）是一种外部人工循环方式，其中患者的静脉血液通过一个循环系统，被富氧化同时去除二氧化碳。血液随后通过静脉系统（静-静脉，V-V ECMO）或动脉系统（静-动脉，V-A ECMO）重新进入患者的循环系统。这是ECMO循环的两种不同配置，每种配置根据患者的基础疾病提供不同的生理支持。
V-V ECMO主要治疗策略涉及在恢复期间暂时支持呼吸衰竭的患者，即使在常规最大通气管理下，患者仍然存在低氧血症或高碳酸血症。这种情况的三个最常见原因包括重症急性呼吸窘迫综合征（ARDS）、慢性阻塞性肺病急性加重和作为肺移植的桥梁。在这种情况下，V-V ECMO通过为血液提供氧气和移除血液中的二氧化碳来提供完整的肺部支持，同时也限制了因通气器引起的肺损伤的发展，如肺泡应变、肺不张创伤、再吸收性肺不张和过度膨胀。
V-A ECMO
V-A ECMO的一般适应症是心脏循环衰竭（伴有或不伴有呼吸系统受累），伴随难治性心源性休克。这包括急性心肌梗死（这些病例中超过80%）、暴发性心肌炎、急性肺心病、大量肺栓塞、原发移植物移植失败、心脏手术后心源性休克、慢性心力衰竭的急性加重、有毒物质摄入和难治性心律失常。V-A ECMO提供血流动力学和呼吸支持（完全心肺旁路），因为循环绕过心脏和肺部，循环中的富氧血液与动脉血液混合，直接灌注远端器官。
ECMO适应症
可分为两类：救援疗法（为了争取时间并允许受支持的器官恢复）和桥接疗法。
救援疗法基于所提供的器官支持：1.心血管系统（V-A ECMO）；2.呼吸系统（V-V ECMO，V-A ECMO）；3.两者（V-A ECMO）。
作为一座桥梁：1.恢复期，当潜在病理是可逆的（如重症ARDS）；2.移植（心脏、肺）或等待移植决定；3.高级治疗，例如永久性左心室辅助装置。
V-V和V-A ECMO提供的支持是暂时的，作为恢复的桥梁或允许过渡到其他长期疗法（外科辅助装置或器官移植），但如果患者呈现严重、不可逆的器官功能障碍，则应避免使用。
V-V ECMO的适应症
在保留心脏功能的患者中，应考虑使用V-V ECMO，如果存在以下一项或多项情况：
•与高死亡率相关的低氧血症呼吸衰竭：Murray评分>3（CESAR；表1）或PaO2/FiO2 <80 mm Hg（EOLIA）已被使用，但迄今为止，没有强有力的数据表明这两者中哪一个更优；
•难治性高碳酸血症引起的酸中毒，尽管进行了最佳的机械通气和医学管理；
•尽管进行了最佳的机械通气和医学管理，平台压力持续升高。
V-A ECMO的适应症
除了上述临床状况外，当心输出量（CO）仍然低（心脏指数 <2 L/mi/m2）尽管进行了最佳治疗时，通常会开始使用V-A ECMO。例如，在一个心脏指数低、左心室（LV）和/或右心室（RV）功能不佳的患者中，尽管有足够的血管内容量，高剂量正性肌力药和主动脉内球囊泵（IABP）。
体外心肺复苏（ECPR）
在过去几年中，ECPR受到了更多关注，即在患者遭受心搏骤停且常规CPR未能实现自主循环恢复的情况下紧急启动V-A ECMO。ECPR可在认为潜在心脏病症可逆的患者中启动。它允许在继续其他复苏努力的同时，为足够的末梢器官灌注（包括大脑）提供支持。文献证据显示，与常规CPR相比，接受ECPR的患者在目击的医院内心脏源性骤停方面，无论是短期还是长期存活方面均有益处。
ECMO禁忌症
根据2021年ELSO指南和最新文献，启动ECMO支持存在一些禁忌症。
绝对禁忌症：1.严重合并症且恢复、拔插管和器官移植均不可行；晚期转移性癌症到致命的颅内病理（脑疝、严重颅内出血或难以控制的颅内高压）和对肺实质的不可逆性破坏性损伤不同，拔管后肺部愈合似乎不可行；2.患者拒绝。
相对禁忌症：1.7天或更长时间的高机械通气设置（FiO2>90%，Pplat>30 cmH2O）；2.中枢神经系统病理（出血、不可逆且致残性损伤）；3.重大药物免疫抑制（绝对中性粒细胞计数<400/mm3）；4.任何抗凝或全身出血的禁忌症；5.老年（死亡风险增加，但未建立阈值；一些作者建议当患者年龄超过70岁时，进行个案分析选择）；6. 主动脉夹层或严重的外周动脉疾病；7. 当心源性休克的原因可以在没有ECMO支持的情况下迅速纠正时（这适用于V-A ECMO）。
ECMO管路
ECMO管路由静脉系统的接入导管（引流导管）、离心泵、血气交换单元和返回导管组成，后者可以放置在静脉系统（V-V ECMO）或动脉系统（V-A ECMO）中（见图）。
引流导管中的负压（入口压力，不应超过300mmHg）使血液从患者的静脉系统流向泵，在那里离心力将血液移动到氧合器。此后，返回导管中的一致正压力（出流压力，不应超过400mmHg）使氧合器中的血液重新进入患者的循环系统。因此，管路本身可以功能上分为三个部分：
1. 引流部分（从引流导管到泵）；2. 泵流出与氧合器“静脉”侧之间的部分；3. 返回部分，从氧合器的“动脉”侧延伸到返回导管。
虽然这两种配置略有不同，但主要原理是相同的（表2）。在V-V ECMO中，脱氧血液从一个大的中心静脉排出，氧合血液返回到右心房或另一个大的中心静脉。在V-A ECMO中，静脉血从一个大的中心静脉排出，并返回到动脉循环，要么通过中心途径（通过升主动脉），要么通过外围途径（通过股动脉，最终进入降主动脉）。
管路组件导管现代导管坚固且薄壁，由生物相容的硅聚氨酯制成（在体温下易于插入）。它们有时涂有额外的聚合物以减少血小板活化和触发炎症级联反应。然而，迄今为止还没有任何涂层被证明能完全消除与管路暴露相关的出血和凝血病风险。这些导管还用不锈钢加固以减少由高吸力压力有时引起的折叠和塌陷（随之而来的ECMO流动中断）的风险。
引流导管允许血液通过泵流向氧合器。它们通常为23至29F（约7.5-10mm直径），并配置有多个侧孔以优化从循环中抽取血液。它们通常放置在大的中心静脉中，如通过股静脉的下腔静脉或上腔静脉（SVC）。V-V ECMO中，导管尖端应位于右心房和SVC的边界处，以最小化循环再流的风险。
返回导管将血液从氧合器返回到患者体内。V-A ECMO通常为15至19F，V-V ECMO为21至23F。它们放置在右心房（V-V ECMO）或股动脉中，尖端位于髂动脉或下腹主动脉（V-A ECMO）。
泵过去几十年来，使用辊轮泵产生对流入导管的直接吸力，但现在已被新型离心泵取代。后者似乎对血液成分的破坏性较小，血小板激活和炎症反应减少。离心泵使用旋转的叶片系统（称为叶轮），与电机磁性耦合。叶片旋转以产生旋涡，产生压差以推动血流。典型的泵速在每min2000至6000转（RPM）之间，血液通过泵的速率是流量（L/min）。外部界面显示速度、流量、流入和流出压力及其差异（Dp）。泵设置也可以通过此界面进行调整。当所有其他变量稳定时，Dp（Pin-Pout）的过度增加可能表明膜的恶化（见下文），可能会对气体交换产生负面影响，因此需要更换组件。根据患者的基础病理，体外血流的需求各不相同：- 心脏支持（V-A ECMO）需要3 L/m2/min；- 呼吸衰竭（V-V或V-A ECMO）需要60-80 mL/kg/min。
一般而言，对于80kg成年人，约需3至4L/min；因此，应调整泵速以允许这种流量。这种流量将支持患者的正常代谢，适用于V-A和V-V ECMO。
流量取决于管路中的各种因素，如泵速（RPM）、血容量、前负荷、下行阻力和后负荷。较高的流量将由较高的泵速、较高的血容量或较高的前负荷决定。相反，较高的下行阻力或后负荷将导致低流量。V-V ECMO中的血流量（L/min）是基础，运行V-V ECMO需要血液动力学稳定，因为它只支持肺功能而不是心脏功能。V-V ECMO将根据与患者心输出量（这是血流量/心输出量比）的比率，对全身氧合产生贡献。
血气交换单元血气交换单元由膜式氧合器（也称为膜肺或氧合器）组成。现代氧合器由分隔血液和气相的中空纤维构成，允许气体跨膜扩散。这些纤维通常由硅橡胶、聚丙烯（微孔）或聚甲基戊烯制成。
血液和气体在膜的不同侧以相反方向流动。逆流气体流动，称为扫流速度，可调节，范围在0至15L/min之间。二氧化碳清除主要通过调节扫流速度（扫流气体流量L/min）来实现。ECMO通过逆流扩散（血流速率L/min）轻松有效地实现CO2去除。ECMO上CO2去除的其他决定因素包括扩散性能、膜的设计和面积、入口PCO2（因此是原生肺的气体交换）和水蒸汽的存在（可能妨碍CO2去除）。
空气-氧气混合器是一种确定输送到氧合器的氧气所需比例的设备。这称为FdO2（输送氧气分数百分比），变化范围在21%的O2/空气混合气和100%的O2之间。因此，氧合取决于膜的表面积、完整性和设计；血流速率（L/min）和血液与膜接触的时间；血流/CO比率；扫流气体的FdO2；以及预氧合器血液的氧饱和度。膜肺应在需要全面支持的情况下提供全O2和CO2交换。
最后，血液通过热交换器加热至37.8°C，然后通过重灌注导管返回给患者。
ECMO的麻醉和通气
对于接受ECMO的危重症患者来说，镇静、镇痛和肌松是主要问题，因为他们的生理和药代动力学发生了改变。此外，膜会捕获一些常用的镇痛剂和镇静剂，需要更高剂量。患者在插管期间通常深度镇静，但在稳定支持后可能被允许醒来。
镇静的指征包括以下几点：
1. 缓解疼痛和焦虑；
2. 降低氧气消耗和CO2产生；
3. 在患者烦躁不安以防止导管脱落；
4. 在晚上允许正常的睡眠模式；
5. 在任何程序之前。
肌肉松弛剂的指征包括：
1. 患者-呼吸机不同步；
2. 患者运动干扰静脉回流；
3. 过度患者运动威胁意外拔管。
在Richmond Agitation-Sedation Scale上约0和-1的镇静水平被证明足以通过持续输注阿片类药物和镇痛剂来管理ECMO患者，通常无需使用神经肌肉阻滞剂。尽管并非所有ECMO患者都需要气管插管或机械通气，但大多数ECMO患者在某个时候都会需要机械通气。标准重症监护病房患者与ECMO患者的主要区别在于后者不依赖于他们的原生肺进行氧合或通气，这允许在不担心发展为低氧血症和/或高碳酸血症的情况下调整通气设置。在过去几年中，观察到患者比过去更早拔管，并且如果他们在ECMO期间保持清醒，则更常见。
ECMO的具体通气策略尚无充分证据支持。保护性通气（潮气量<6 mL/kg和Pplat <29 cmH2O）可能有助于通过减少肺细胞因子的释放以及限制气脓和气压伤的风险从而有助于肺恢复。其他需要记住的目标是限制FiO2（因为高氧化可能导致吸收性肺不张和进一步损伤肺组织）和维持呼气末正压（PEEP）以避免肺不张和肺实变。V-V ECMO患者可以开始使用“ECMO设置”或“休息设置”，这是一种压力控制模式，将驱动压力保持在10 cmH2O，呼吸频率为每min10次，PEEP为10 cmH2O，FiO2为40%。目的是尽可能多地招募肺泡单位，同时避免对肺的进一步伤害。潮气量可能最小，并预期随着肺顺应性的改善而改善。
摘要
在可逆的呼吸和/或心脏病理学恢复和拔管是可行的患者中，ECMO治疗是适用的。ECMO管路由多个组件组成，这些组件可以提供氧合并根据所采用的方式（V-V或V-A ECMO）替代心脏功能。ECMO患者有特殊的临床和药理要求以优化接受治疗时的耐受性和安全性。（https://resources.wfsahq.org/atotw/basics-of-ecmo-part-1/）
嘉兴市第二医院麻醉科简介
麻醉手术科建科于1979年，为浙江省医学扶植学科，嘉兴市医学重点支撑学科，国家级住院医师规范化培训基地，嘉兴市围术期精准麻醉基础研究和临床转化重点实验室。麻醉科人才梯队合理。麻醉科共有成员65人，其中麻醉医生50名，麻醉护士14名，科研员1名，主任医师10名，副主任医师9名，博士3名，硕士35名，教授1名，副教授6名，硕士生导师4名。临床上承担嘉兴地区老年危重病人麻醉联合诊疗中心以及超声可视化教学基地，推动本地区舒适化医疗和围术期快速康复外科快速发展。科研上主攻方向为老年患者围术期脏器功能保护、精准麻醉与可视化技术和围术期认知功能障碍的预防与发病机制三个方向，近三年承担各级科研项目30余项，科研经费500余万元，发表论文80余篇，SCI 20余篇。医教研共同发展为手术科室提供卓越的麻醉手术平台。
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