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1、ECMO临床应用及左心室辅助,李家琼 徐州中心医院,ECMO,ECMO(extracorporeal membrane oxygenation):以体外循环系统为基本设备，采用体外循环技术进行操作和管理的一种辅助治疗手段将静脉血引流体外，经人工肺排除CO2并进行氧合，最后通过驱动泵输回体内用于心肺功能不全的支持，为心肺功能恢复赢得时间,HISTORY OF ECMO,1960 - EXPERIMENTS INTO PROLONGED CPB 1972 - HILL - FIRST ADULT ECMO - AORTIC RUPTURE 1975 - BARTLETT - FIRST SUCCE
2、SSFUL NEONATAL 1979 - FIRST ADULT RCT 1986 - USA 18 CENTRES ECMO 1986 - GATTINONI - 50% SURVIVAL IN ADULT ECCO2R 1989 - ELSO REGISTRY 1994 - SECOND ADULT RCT 2001 - 120 CENTRES WORLD WIDE 2009 - THIRD ADULT RCT: CESAR trial,全球开展ECLS的中心,国内ECMO开展近况,CPB vs ECMO,600,1,6,0,-,22,0,Autotransfusion,Yes,No,H
3、ypothermia,Yes,No,Hemolysis,Yes,No,Hemodilution,Yes,No,Arterial filter,Yes,No,CPB vs ECMO,模式：VV VA,VV,氧合后的体外灌注血液重新回到静脉系统中，并与全身各脏器的静脉回流血液混合，从而提高了右心房氧含量，降低了CO2含量部分混合血液又回到体外循环系统中，称为“再循环” 患者肺功能状态不同，右心室血液流经肺循环后，动脉血中的氧与CO2含量可能会相应发生改变但体循环血流量与患者左心室输出量有关，与体外循环血流量无关，对血流动力学没有明显影响,VA,心脏和肺的功能被人工器官所部分或完全替代在部分VA转流
4、过程中，体外灌注的血流在主动脉内与经过肺循环氧合的左心室射血混合动脉血内的氧和CO2含量实际反映了从上述两个来源的血液混合后的结果体循环血流是体外循环血流与通过自身心肺的血流之和,ECMO适应症,急性的, 严重的, 对常规治疗无反应, 2-4周内能恢复或改善的心肺功能衰竭,ECMO的技术选择,1.VV ECMO：右心房内的静脉血直接氧合成动脉血 前提：心功能能满足全身灌注需要，无严重不可逆 肺动脉高压 优点：创伤小，易于管理 缺点：不能进行循环支持，“再循环”现象 是ECMO呼吸支持最常用的方法,ECMO的技术选择,2.VA ECMO 如果患者同时伴有严重的心功能不全或严重肺动脉高压,需要进行
5、VA-ECMO或V-AV ECMO 优点：可同时进行循环支持 缺点： 管理难度高 需要考虑上、下半身的氧供不同的可能 肺血流减少（不利于肺恢复） 血栓进入动脉系统 左室后负荷增加进一步损伤左室功能,3. AV ECMO：主要用于排CO2, 氧合功能不明显,ECLS技术的应用,呼吸支持 氧合和 CO2 清除 VA 或 VV ，外周插管 AV，CO2 清除 心脏支持 V-A，颈动静脉，股动静脉，中心插管 替代体外循环(肺移植，脑外手术中心肺支持，无心跳的供体支持，急性肺栓塞抢救，气道手术)其他：中毒、人工胎盘等,呼吸支持,新的开始,1975年，美国密西根大学医学院Bartlett等成功对一名因胎粪
6、吸入综合症导致呼吸衰竭的女性弃婴施行ECMO抢救成功 兴奋的医护人员将该无名婴儿命名为Esperanza（希望）该患者目前已经是一名健康快乐的母亲,ECMO 与新生儿呼衰,新生儿ECMO获得了迅速发展1986年，Bartlett发表新生儿呼吸衰竭ECMO支持的一项100例报告，总体生存率为72%英国ECMO协作组：ECMO减少新生儿呼衰死亡风险，不增加严重残疾率目前，一项临床一期及两项随机研究支持ECMO为对机械通气和药物治疗无效的新生儿呼衰的标准治疗,ECMO 与儿童呼衰,尚无随机对照研究1980年 Bartlett报道传统治疗生存率小于10%，ECMO 大于30%1996年，Green等多
7、中心研究报告，ECMO与传统治疗或高频通气等治疗相比可显著降低死亡率（ECMO组生存率74% Vs 对照组53%）2007年，ECLS 3500例儿童呼衰，生存率大于64%，出院达56%,适应症,肺部疾患所致呼衰各种原因的重度ARDS,准入标准,不同疾患新生儿治疗结果,不同疾患儿童治疗结果,ECMO 与成人呼衰,首例成功应用长时间生命支持是在1971年由J Donald Hill及其团队完成患者是1位患成人呼吸窘迫综合征（ARDS）的青年男性,Hill JD, et al. Prolonged extracorporeal oxygenation for acute post-traumati
8、c respiratory failure (shock-lung syndrome). Use of the Bramson membrane lung. N Engl J Med 1972;286:629-34.VA ECMO for 3 days,历史的脚步,1975年，美国国立健康研究院（NIH）主持了一项有关成人严重ARDS VA-ECMO支持的第一项多中心随机对照研究，ECMO 治疗成人严重ARDS生存率8.7% vs 9.5%，与传统治疗无差别，NIH停止临床应用由于NIH的结果，成人呼吸系统疾病进行ECMO治疗中止了将近10年，但在新生儿呼吸系统疾病治疗领域，ECMO技术却首先
9、取得了成果,重燃希望,1986年 Gattinoni等报告对严重呼吸衰竭患者应用ECMO生存率为49%：激发了许多研究者的热情1994年 Morris等进行有关成人严重ARDS ECMO支持的第二项多中心随机对照研究：生存率32% vs 42%，比之前提高20%2000-2006年 Peek 等进行有关成人严重ARDS ECMO支持的第三项多中心随机对照研究（CESAR)：生存率63% vs 47%,结果分析,VA ECMO减少了肺血流，增加了肺内微血栓形成和纤维化的风险，VV ECMO维持全部肺血流，促进肺修复； NIH研究中部分中心没有ECMO经验，例数少，影响了结果； NIH研究中57病
10、人为病毒性或细菌性肺炎，7的病人患肺栓塞而不是弥散性肺疾病，8的病人由于充血性心力衰竭容量负荷过大，不可恢复的心衰决定了这些病人的结果； Gattinoni的目的是让肺得到充分休息，而NIH研究中在ECMO同时仍保持较高的呼吸机参数； NIH组ECMO前高气道压和FIO2 100平均机械通气时间为5天； NIH组高并发症率，平均出血达到2500ml/天，第一天平均出血3.8L。,1988-2006 ELSO 1437例生存率50%2009 H1N1 ANZ-ECMO 201例生存率75%Brogan TV. Extracorporeal membrane oxygenation in adul
11、ts with severe respiratory failure: a multi-center database. ICM， 2009;35(12): 21052114.Davies A, Extracorporeal membrane oxygenation for 2009 influenza A(H1N1) acute respiratory distress syndrome. JAMA 2009; 302(17): 188895.,目前状况,成人呼吸疾患病例,适应征,急性、潜在可复性、威胁生命的、对传统治疗无效的呼吸衰竭是ECMO的指征,准入标准,2. ARDS呼吸衰竭严重性指
12、征,准入标准,2. ARDS呼吸衰竭严重性指征,ELSO的进入和排除标准,不同疾患成人治疗结果,小结,ECMO辅助的意义不仅在于提供有效的气体交换，而且在于可以使保护性机械通气和治疗战略得以实施。ECMO同时不进行保护性机械通气效果也很差用于传统治疗无效或不平稳的可恢复的呼吸衰竭病人，介入标准防止滥用或延误,ECMO循环支持,短期心肺支持 为进一步治疗赢得时间 恢复 移植 长时间辅助装置安装 手术 放弃,Robert H. Bartlett, M.D.,1972年， Bartlett对2岁心脏术后行ECMO，36h脱机,准入标准,禁忌征,尤其注意脑功能的可恢复性,VA-ECMO,机械循环支持(
13、25%) 心脏术后心源性休克 移植或心室辅助的过渡 (ECMO VAD HTx) 急性心肌炎 AMI 心源性休克 扩张性心肌病：治疗或过渡,不同年龄ECMO支持效果,不同病种ECMO支持效果,ECPR,小儿ECPR,15家医院多中心的研究，由PECARN （小儿急诊监护应用研究网）发起和资助 353病人 (0-18, 医院内骤停, 心脏按压或除颤) 49% 存活出院 77% 有好的神经系统的转归 (PCPC)（小儿大脑表现分类）,Meert K, Donaldson A, et al. Pediatr Crit Care Med. 2009 May 15,成人ECPR心肺复苏,1992-200
14、7 ELSO 数据库 297例成人 ECPR (18岁) 平均年龄 52岁 75%为心脏病人 27%存活 29%的非存活者为脑死亡,Ann Thorac Surg 2009;87:77885,适应证,绝对禁忌证,相对禁忌证,急诊室ECMO,急性心肌梗死心肺复苏患者ECMO辅助下实施介入治疗，ECMO,院前急救及转运,感染性休克,45例儿童，墨尔本, Australia 极限剂量缩血管药物无反应 中心插管，高流量支持 47%存活出院 14%有中度以上并发症或后遗症,MacLaren. Ped CCM, 2007,ECMO成功的医疗因素,充足的病例数量，合适病例选择 适宜的时机 良好的ICU基础，
15、精心的ECMO 管理 不断改进完善,心室辅助装置,VAD是将心房或心室 的血液引流到辅助装 置，通过血泵升压后， 再回输到动脉系统， 起到部分或全部替代 心脏做功，维持血液 循环,心室辅助装置,右心辅助：血泵的流入管插入右心房，流出管与肺动脉端侧吻合； 左心辅助：血泵的流入管可与左心房或左心室相连，流出管均与主动脉相连 双心室辅助：血泵与自然心脏并联，即血泵流入管与自然心脏左右心房或心室相连，血泵流出道管与自然心脏主动脉和肺动脉相连,左心辅助装置的种类,IABP 离心泵 离心泵是CPB装置的之一，可用于心脏手术后心力衰竭病人的左、右或双心室的临时辅助 搏动泵 ：第二代，搏动血流，CO可达（61
16、0）L/min。体外搏动泵:心术后提供短期或中期的心室功能的支持.需肝素抗凝，不受电磁干扰植入性搏动泵：用于LVAD后右心失功和晚期CHF心脏移植的等待期。腹前壁或腹腔内，需经皮肤引出电缆线，感染可能，轻度抗凝治疗，但易受电磁干扰,左心辅助装置的种类,非搏动泵 非搏动泵属LVAD中较新类型，由电力驱动，产生非搏动性血流，泵速调节范围较广,常用心脏辅助装置,机制,LVAD可减轻或免除左心室负荷 在基因、生化、组织及功能的水平上为心室重构创造了条件,左心辅助的适应症,左心辅助的三步法则：首选药物支持，药物支持加IABP,最后选择左心辅助LVAD主要用于心脏手术后心脏功能不全心脏移植前的临时支持晚期心力衰竭的治疗,血液动力学指标,CI20mmHg 主动脉收缩压2100dyn.sec/cm5,LVAD的禁忌证,慢性不可逆性肾功能衰竭 与心功能无关的严重肺病患 不可逆性肝功能衰竭 严重感染和败血症 不可逆性的中枢神经系统病患,
