ECMO的发展历程
ECMO是体外膜肺氧和(extracorporeal membrane oxygenation)的英文简称,它是代表一个医院，甚至一个地区、一个国家的危重症急救水平的一门技术。
1953年Gibbon为心脏手术实施的体外循环具有划时代的意义。这不但使心脏外科迅猛发展，同时也将为急救专科谱写新的篇章。在心脏手术期间，体外循环可以短期完全替代心肺，而可以实施心内直视手术。同时，在心脏手术室快速建立的体外循环后抢救成功率非常高。学者们立即有了将此技术转化为一门支持抢救技术的想法。但实施起来并不乐观，一系列问题难以解决。其中主要的问题是：肝素抗凝与出血的矛盾、溶血、生物材料组织相容性差。探索的路是漫长的，ECMO的构想从第一例体外循环就产生，但始终突破不了维持数小时的时间限制。直到1972年，Hill报道3天的体外循环成功抢救外伤患者。于是一些医院相继开展ECMO，但很快因低成功率而告一段落。八十年代一些医院将ECMO用于新生儿呼吸衰竭取得成功。1993年Zwushenberrger等对5000例ECMO治疗的呼吸衰竭患儿调查表明，其生存率为82%，而常规治疗死亡率为80%。这又激发了人们的研究热情，并于1994年做出阶段性的总结：ECMO对新生儿的疗效优于成人，对呼吸功能衰竭疗效优于心脏功能衰竭。随着医疗技术、材料技术、机械技术的不断发展，ECMO的支持时间不断延长，成人的疗效不断提高，从而被更广泛地用于临床危重急救。甚至一些医疗中心将ECMO装置定为救护车基本配置，使ECMO走向院前而更好地发挥急救功能。
ECMO的原理
ECMO是走出心脏手术室的体外循环技术。其原理是将体内的静脉血引出体外，经过特殊材质人工心肺旁路氧合后注入病人动脉或静脉系统，起到部分心肺替代作用，维持人体脏器组织氧合血供。
ECMO的基本结构：血管内插管、连接管、动力泵（人工心脏）、氧合器（人工肺）、供氧管、监测系统。临床上常将可抛弃部分组成套包，不可抛弃部分绑定存放，并设计为可移动，提高应急能力。
氧合器（人工肺） 其功能是将非氧合血氧合成氧合血，又叫人工肺。ECMO氧合器有硅胶膜型与中空纤维型两种。硅胶膜型膜肺相容性好，少有血浆渗漏，血液成分破坏小，适合长时间辅助。例如支持心肺功能等待移植、感染所致呼吸功能衰竭。其缺点是排气困难，价格昂贵。中空纤维型膜肺易排气，2-3日可见血浆渗漏，血液成分破坏相对大，但由于安装简便仍首选为急救套包。如需要，稳定病情后可于一至两日内更换合适的氧合器。
动力泵（人工心脏） 作用是形成动力驱使血液向管道的一方流动，类似心脏的功能。临床上主要有两种类型的动力泵：滚轴泵、离心泵。由于滚轴泵不易移动，管理困难。在急救专业首选离心泵作为动力泵。其优势是安装移动方便，管理方便，血液破坏小；在合理的负压范围内有抽吸作用，可解决某些原因造成的低流量问题；新一代的离心泵对小儿低流量也易操控。
肝素涂抹表面（HCS）技术 在管路内壁结合肝素，肝素保留抗凝活性，这就是肝素涂抹表面（HCS）技术。目前常用的有Carmeda涂抹。HCS技术的成功对ECMO技术有强大的促进作用。使用HCS技术可以使血液在低ACT水平不在管路产生血栓；HCS技术可减少肝素用量、减少炎症反应、保护血小板及凝血因子。因此HCS可减少ECMO并发症延长支持时间。
ECMO同传统的体外循环的区别
ECMO区别于传统的体外循环有以下几点：ECMO是密闭性管路无体外循环过程中的储血瓶装置，体外循环则有储血瓶作为排气装置，是开放式管路；ECMO由于是由肝素涂层材质，并且是密闭系统管路无相对静止的血液。激活全血凝固时间（ACT）120—180s，体外循环则要求ACT》480s；ECMO维持时间1-2周，有超过100天的报导，体外循环一般不超过8小时；体外循环需要开胸手术，需要时间长，要求条件高，很难实施。ECMO多数无需开胸手术，相对操作简便快速。
以上特点使ECMO可以走出心脏手术室成为生命支持技术。低的ACT水平（120—180s）大大地减少了出血的并发症，尤其对有出血倾向的病人有重要意义。例如肺挫伤导致的呼吸功能衰竭，高的ACT水平可加重原发症甚至导致严重的肺出血。较低的ACT水平可在不加重原发病的基础上支持肺功能，等待肺功能恢复的时机。长时间的生命支持向受损器官提供了足够的恢复时间，提高治愈率。简便快速的操作方法可在简陋的条件下以极快的速度建立循环，熟练的团队可将时间缩短到10分钟以内，这使ECMO可广泛应用于临床急救。
ECMO主要分为两种方式：V-V转流与V-A转流
V-V转流 经静脉将静脉血引出经氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入另一静脉。通常选择股静脉引出，颈内静脉泵入，也可根据病人情况选择双侧股静脉。原理是将静脉血在流经肺之前已部分气体交换，弥补肺功能的不足。V-V转流适合单纯肺功能受损，无心脏停跳危险 的病例。可在支持下降低呼吸机参数至氧浓度《60%、气道压《40cmH2O，从而阻断为维持氧合而进行的伤害性治疗。需要强调V-V转流是只可部分代替肺功能，因为只有一部分血液被提前氧合，并且管道存在重复循环现象。重复循环现象是指部分血液经过ECMO管路泵入静脉后又被吸入ECMO管路，重复氧合。
V-A转流 经静脉将静脉血引出经氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入动脉。成人通常选择股动静脉；新生儿及幼儿由于股动静脉偏细选择颈动静脉；也可开胸手术动静脉置管。V-A转流是可同时支持心肺功能的连接方式。V-A转流适合心功能衰竭、肺功能严重衰竭并有心脏停跳可能的病例。由于V-A转流ECMO管路是与心肺并联的管路，运转过程会增加心脏后负荷，同时流经肺的血量减少。长时间运行可出现肺水肿甚至粉红泡沫痰。这也许就是ECMO技术早期对心脏支持效果不如肺支持效果的原因。当心脏完全停止跳动，V-A模式下心肺血液滞留，容易产生血栓而导致不可逆损害。如果超声诊断下心脏完全停止跳动>3小时则应立即开胸手术置管转换成A-A-A模式。两条插管分别从左、右心房引出经氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入动脉。这样可防止心肺内血栓形成并防止肺水肿发生。
ECMO方式的选择是要参照病因、病情，灵活选择。总体来说V-V转流方法为肺替代的方式，V-A转流方法为心肺联合替代的方式。心脏功能衰竭及心肺衰竭病例选V-A；肺功能衰竭选用V-V转流方法；长时间心跳停止选A-A-A模式。而在病情的变化过程中还可能不断更改转流方式。例如在心肺功能衰竭急救过程中选择了V-A转流方法，经过治疗心功能恢复而肺还需要时间恢复。为了肺功能的快速恢复，转为V-V模式。不合理的模式选择则可能促进原发症的进展，降低成功率；正确的模式选择可对原发症起积极作用，提高成功率。
ECMO急救适应症
ECMO适应症因其强大的心肺替代功能并且操作简单而非常广泛。由于ECMO的出现使许多危重症的抢救成功率明显上升，如ARDS。更令人振奋的是使许多令医生束手无策的难题有了新的有效解决方法，如心跳呼吸骤停。
1、各种原因引起的心跳呼吸骤停。我们认为在有ECMO条件的医院，心跳呼吸骤停的抢救首选传统急救同时实施V-AECMO。此方案的优点：①最短的时间支持呼吸循环，保护重要脏器;②防止反复出现心跳呼吸骤停;③在安全的状态下寻找并治疗原发病。经过训练的团队可以将ECMO的启动时间控制在8-15分钟。在有效的心肺复苏支持下，团队密切合作尽快启动循环，是可以保护重要脏器不发生不可逆损害。在实施ECMO后一般心跳会很快恢复，若长时间未恢复则可转A-A-A模式。实施ECMO支持下寻找原发症并积极治疗。无原发症的患者可在去处刺激因素后迅速脱离ECMO系统，如电击、高血钾等导致的心跳呼吸骤停。某些原发症经过支持可以逐渐恢复，待恢复后可脱离ECMO系统例如重症爆发性心肌炎。若有严重的原发症且非自限性，如不治疗心功能难以恢复，应迅速进一步治疗如急性心肌梗塞。在ECMO支持下多科协作治疗，尽快实施冠状动脉脉搭桥手术或冠状动脉脉支架植入术是可迅速恢复心功能的。此治疗路径的关键是：①确认排除脑损伤引起的心跳骤停；②迅速有效的心肺复苏，迅速的ECMO启动，保护重要脏器功能；③及时的后续治疗。由于脑功能的丧失使一切治疗失去意义，在这一临床路径中脑功能的确定丧失，是终止ECMO的重要指征之一。
2、急性严重心功能衰竭。严重的心功能衰竭不但会减少组织器官血供，更严重的是随时会有心跳骤停的可能。ECMO可改善其他器官及心脏本身的氧合血供，控制了心跳骤停的风险。常见于重症爆发性心肌炎、心脏外科手术后、急性心肌梗塞。需要进一步治疗，必要时进行手术治疗。在ECMO实施同时可实施主动脉内球囊反搏(IABP)可减轻心脏后负荷，改善冠脉循环，改善微循环，减轻肺水肿，促进心功能恢复。同时主动脉内球囊反搏(IABP)可作为脱离ECMO系统的过渡措施。在支持期间要密切关注心脏活动情况，超声诊断下心脏完全停止跳动>3小时则应立即开胸手术置管转换成A-A-A模式。如若治疗无效果可考虑心脏移植。这类病例多数无其他脏器损害，器官移植的效果也很好。
3、急性严重呼吸功能衰竭。呼吸功能衰竭是ECMO支持实施最早成功率很高的病种。常见有感染、火灾气体吸入、刺激性气体吸入、肺挫伤。大多数不用类似于抢救呼吸骤停那样十万火急，但仍要争分夺秒。因为大多数严重呼吸功能衰竭病例随时有心跳骤停的可能。一旦出现心跳骤停或其他器官损害则势必影响愈后。治疗原则还是尽快建立稳定的生命支持，缩短器官缺氧时间。呼吸功能衰竭需要支持时间长，一般选择V-V转流，氧合器首选硅胶膜式氧合器。对于肺挫伤首选V-A转流方法，可减少肺血流，同时可应对可能发生的肺出血。呼吸机治疗的参数可在ECMO支持下，调至氧浓度《60%、气道压《40cmH2O的安全范围内。有学者提出用低气道压将肺膨胀供氧，排除二氧化碳由人工膜肺完成。
4、各种严重威胁呼吸循环功能的疾患、酸碱电解质重度失衡、重症哮喘、溺水、冻伤、外伤、感染。这些是常见的ECMO治疗适应症。有的虽然心肺功能尚好，但心肺功能随时可受原发病影响。可导致功能下降甚至丧失。出于保障可预见性地实施ECMO支持，或准备随时实施。
对于一些心肺功能没有恢复可能的病例，仍能通过日益强大的移植技术来脱离ECMO达到康复。这就使一些被认为是禁忌症的疾患仍可延伸使用ECMO技术，并与移植技术结合形成一个理想的救治过程，甚至促进了移植技术的发展。这也很容易理解并形成了一个趋势——人工脏器在移植技术中的重要地位。目前已有一些医疗中心在作这方面的探索，并取得了一定成绩。而这一切工作的基础就是其他器官的保护，避免多个器官损害是成功的关键。
