心脏外科在发展初期经历了一段十分黑暗的时期。在十九世纪,由于心脏手术极高的死亡率,当时许多外科学者对在心脏上动刀子持嗤之以鼻的态度,甚至有人说道:“在心脏上做手术,是对外科艺术的亵渎。任何一个试图进行心脏手术的人,都将落得身败名裂的下场。”但是在布莱洛克、比奇洛、李拉海等一代代大师的不懈努力下,这一外科领域中最年轻的分支飞速发展,这其中有一个人功不可没,这就是体外心肺循环机的发明者——约翰·希舍姆·吉本(John Heysham Gibbon,1903~1973)。吉本同学在研发期间经历了一波又一波的打击,但是他付出了常人难以想象的心血,花了二十余年将这一成果推到临床实践的大门前。
嗯?说小编跑题了?No,No,如果没有吉本,就没有今天的主角了。ECMO,全名体外膜肺氧合(Extra-Corporeal Membrane Oxygenation),音译“叶克膜”,戏称“爱克魔”,是体外循环技术(CPB)的扩展和延续,是其走出手术室向重症急救领域发展的最典型的例子,也是衡量重症急救水平的重要指标之一。ECMO的作用简单来说,就是减轻患者功能受损的心肺的负担,在一定程度上代替心肺功能,使其有足够的时间“休息”。
ECMO的结构
1、泵:
作为提供系统内血流动力的核心部件,现在ECMO的泵主要分为滚压泵和离心泵。
滚压泵是通过在泵槽内挤压管道推动血液前进,就像血透机一样。
其特点是:
1)前负荷依赖:需要引血管流量充沛
2)后负荷不依赖:无论后负荷怎么样,泵转速恒定
3)管路阻塞型:血液不会在管路中反流
4)流量由转速和管路直径决定
离心泵是由电磁驱动泵头高速旋转,产生涡流形成负压,驱动血液流动,现较常用。
其特点是:
1)对前负荷敏感:流量受引血量影响大
2)后负荷依赖:流量受回流阻力的影响大
3)小巧,便于转运
4)高速运转时能量消耗小(就是省电)
5)非阻塞型管路,需要一定转速防止血液逆流
6)负压过高可引起溶血
7)泵流量与泵转速无直接联系
8)离心泵较滚压泵安全系数高,不易产生气栓和微栓
2、膜肺(氧合器)
ECMO气体交换的核心部件,以半透膜将血—气相分开,进行气体交换,气体来源于空氧混合器。半透膜的种类不同,对于血液成分的保护和抗血浆渗透的能力也不同。
3、热交换器(水箱)
通过类似冷凝管的原理对血液温度进行调节。
4、三通:可以用于测压、抽血化验、血液透析管路的连接等
模式(根据回流管的插入位置分为VV和VA两种)
VV-ECMO:通常从股静脉引血,经颈内静脉回流,也可根据患者情况选择双侧股静脉,仅支持肺功能。如果使用双腔管(DLC)则行右颈内静脉置管
VA-ECMO:通常选择同侧股动静脉置管,并且静脉置管的顶端要保持在下腔静脉和右心房的结合处,动脉置管顶端应保持在髂动脉处。有时,动脉置管也可选择腋动脉。
适应证
1、ECMO的心脏标准
1)心脏指数< 2L/m2/min 3hrs
2)代谢性酸中毒BE>-5mmoL 3hrs
3)MAP新生儿<40mmHg;婴幼儿<50mmHg;儿童<60mmHg
4)少尿<0.5ml/kg/hr
5)术后 大量活性药效果不佳,难脱机者(基于确切手术)
2、ECMO的肺标准
1)肺氧合功能障碍PaO2<50mmHg或DA-aO2>620mmHg
2)急性肺损伤PaO2<40mmHg、pH小于7.3达2hr
3)机械通气3hrs PaO2<55mmHg、pH小于7.3
4)机械通气出现气道压伤
3、心肺疾病适应证
1)心脏手术重建后右室衰竭合并可逆肺高压
2)心室辅助,为心脏手术做准备或为心脏移植过渡
3)心脏手术后严重的左室功能顿抑
4)可恢复性心肌病变:如心肌炎、冠状动脉痉挛等
5)先心病手术重建后单或双室心功能衰竭
6)急性呼吸窘迫综合症 (ARDS)
禁忌证:
1、首先是出血危险。ECMO时需肝素化,加上运转过程中凝血因子被消耗,所以对于出血的或有出血倾向的病人是危险的。
2、长时间的人工呼吸可导致肺组织纤维化和严重气压伤等不可逆改变,所以单纯机械呼吸治疗已长达7天者为相对禁忌证,长达10天者为绝对禁忌证。因为虽然ECMO可对病人的心肺进行有效的支持,但不能治愈肺的不可逆损伤。
3、严重的先天性肺发育不良、严重肠肌发育不良的患者也难以用ECMO纠正其先天性缺陷形成的呼吸病症。
4、合并心肺以外其他重要脏器严重损伤:如中枢神经损伤、肝功能不全、肾功能不全、一侧肾缺如、马蹄肾等。
5、体重小于2000g,或胎龄不足32周的新生儿:在ECMO肝素化后易发生颅内出血,死亡率高达94%。
并发症:
1、出血
2、栓塞
3、置管相关(血管破裂出血、动脉夹层等)
4、肝素相关性血小板减少(HIT)
5、VA-ECMO相关并发症(肺出血、心脏栓塞、冠脉/脑部缺氧)
6、VV-ECMO重复循环:回血管出来的血液再被引血管吸入
ECMO的管理
1、抗凝管理:由于ECMO期间患者全身肝素化,因而有出血的危险。注意患者皮肤黏膜是否有出血的情况,尤其是意识,防止脑血管意外的发生。维持ACT在160~240s之间。
2、溶血管理:一般ECMO期间溶血情况较低,,若出现血红蛋白尿,应进行碱化治疗,促进游离血红蛋白的排出,保护肾功能。
3、机械通气:ECMO中的机械通气可提高肺泡氧分压,降低肺血管阻力。常规低压低频的呼吸治疗使肺得到休息。
4、体温管理:体温维持在36~37℃,过高可增加机体氧耗,过低可引起凝血机制障碍
5、水电解质:可根据CVP等指标调整补液速度和利尿剂的使用,根据电解质检查结果补充电解质。
6、药物调整:尽量避免使用血管活性药物,给心肺充分休息的时间。
7、膜肺管理:长期ECMO会出现膜肺血浆渗漏、气体交换受阻、栓塞时应更换。
8、血气分析:定期监测动脉血气,根据氧代谢情况调整呼吸机以及ECMO的参数。
9、皮肤管理:由于置管肢体经常被约束,观察肢体的血供情况,同时要适当地翻动肢体,防止压疮的发生。
10、管道管理::静脉管路引流不畅,引不回血时,管道会出现抖动;负压过高(>30mmHg)时会出现溶血;管路应用药棉包裹,避光或避免血液散失;对管道系统操作前,必须先停泵。