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重症行者翻译组 刘晔 技术方面的问题 置管方法 VV-ECMO静脉置管优先使用经皮Seldinger技术[37]，可能涉及两种不同方式：（i）单一位点置管，使用双腔静脉双腔导管（Bi-caval dual-lumen catheter，以下简称双腔管[译注]）；或者（ii）两个位点置管（股-颈内或股-股）。由于使用双腔管使股静脉空出来，因此这一单位点置管的优势可以使病人更好的进行被动和主动的物理治疗[38]并减少导管相关感染和置管部位出血的风险[39]。成人的双腔管直径介于27和31Fr（9-10.3mm），即，和单腔管（在19-25Fr之间）相比需要大的多的直径以保证足够的血流量通过膜氧合器[40]。双腔管的定位是置管的一个主要的挑战，透视和（或）经食管心脏超声通常是需要的，以保证放置到正确的位置[41-43]。值得注意的是，在放置双腔管时以及因为导管进入右心室或肝静脉而进行调整位置时发生心室破裂均已有报道，导管进入肝静脉ECMO血流会因此而不够而减弱其呼吸支持的作用[44，45]。调整导管位置可能会使病人活动或躁动。在有可能出现躁动的患者以及极其严重呼吸衰竭的患者，双腔管应当慎用。由于置管技术的复杂性和相关的风险较高，在双腔管置管过程中，患者通常是麻醉并气管插管的状态。相比之下，使用两个位点置管的方式时，患者可以在清醒、自主呼吸情况下通过轻度镇静以及局麻完成置管。然而，至少有一根导管需要放在腹股沟，即股静脉，导致物理治疗的可能性受到限制。
体外气体交换的生理以及病人-设备的相互影响 调节肺气体交换的生理规律也适用于体外气体交换。事实上，CO2清除主要取决于膜氧合器的通气即气流量，以及进入ECMO系统的血液的PCO2，后者起的作用较小。此外，CO2的清除也依赖流经膜氧合器的血流量，呈对数关系[28]。 鉴于血液的氧合是一个饱和的过程，氧气转运的主要决定因素是体外循环的血流量和进入膜氧合器的血氧饱和度[46]。值得注意的是，新陈代谢产生的CO2（大约 200ml/min）理论上在较低的静脉血量（0.5-1L）的条件下即可以清除，而提供足够的氧则需要大得多的血量。 清醒、自主呼吸的病人是独立的且不可预测的变量，对于病人-设备之间相互作用存在潜在的相关影响。事实上，通过ECMO系统的最大血流量不止取决于如前述的导管大小，还取决于容量状态——即前负荷和静脉回流——是否足够。容量状态受心肺相互作用的影响，在自主呼吸的病人，尤其受到因呼吸肌收缩引起的周期性胸腔内负压的影响。在正常、生理情况下的自主呼吸，胸腔压力波动很小，大约4-6cmH2O[47]，对血流动力学的影响是通常可以忽略不计。然而，在呼吸窘迫时，胸腔压力波动可以显著增大（常常达到20-30cmH2O），并且膈肌的移动也可以非常显著，甚至在体外支持是也会如此（图2）。这反过来可以导致血液从下腔转移到上腔静脉，以及由于腹内压增高导致的下腔静脉塌陷。这引起的净的效应，在单一下腔静脉引流的情况，会造成在引流导管周围的下腔静脉塌陷，随之血流量减少（图3）。值得注意的是，双腔管由于同时引流胸腔内和胸腔外的血液，受这种相互作用的影响较小。 此外，在胸腔内压升高的情况下，如咳嗽或Valsalva的动作过程中，血液回输（后负荷）可能变得至关重要，从而导致与之相关的血流量减少，通常是一过性的。 除了与血液引流和回输相关的机械性患者-设备的相互作用之外，由体外气体交换引起的生理和代谢方面的病人-设备相互作用同样也在发生。体外CO2清除是ECMO支持的主要和最有效的作用，当存在呼吸性酸中毒时能够进行纠正，从而潜在地降低肺血管阻力并改善全身血流动力学[48]。 呼吸对二氧化碳清除的反应，最初在实验研究中观察到，当通过膜肺去除100％的代谢产生的CO2时，分钟通气量会减少，直到呼吸停止[28,49,50]。这将减少呼吸肌做功，降低呼吸消耗，最高可以达到呼吸衰竭患者总耗氧量的50％[49,51]。 而在临床中，据报道有一些ECMO患者同样存在如上文所述的生理反应，即与体外清除的二氧化碳量成比例地减少其肺泡通气，而其他ECMO患者的通气往往随着二氧化碳清除的变化而仅略有变化（文章已投稿）。这些差异的原因正在研究中，相关的假设包括躁动，不适以及咳嗽的影响以及除了pH/PCO2/PO2以外的参与呼吸和呼吸困难发生的控制的机制，例如肺部受体的活化[30, 32, 52]。 值得注意的是，通过体外CO2清除引起的通气不足会降低病人肺总体的通气血流比，并导致吸收性肺不张，从而使低氧血症恶化[53]。为了避免肺不张，（i）滴定ECMO气流量以减轻呼吸困难并避免胸膜压力较大波动，（ii）保持一定程度的自主呼吸活动以避免与通气不足有关的肺不张，以及（iii）通过应用持续气道正压（CPAP）增加平均气道压力或无创通气。增加通过膜氧合器的氧供从而增加动脉PO2，对通气的影响较小，这是因为和CO2清除相比，低氧性呼吸驱动刺激通常仅在较低的PO2值下才会出现[27]。尽管如此，已经证明，在低氧性ARDS患者的压力支持通气（所有其他参数不变）的情况下，增加吸入氧分数因此增加PO2会导致分钟通气量减少，主要是由于呼吸频率降低[54]。 最后，VV-ECMO增加静脉血氧饱和度和静脉血氧张力，因此可以减少缺氧性肺血管收缩，这具有双重作用，（i）增加分流比例，（ii）降低肺动脉压，因此间接地降低右心室负荷[55,56]。
清醒ECMO时的监测 在清醒、自主呼吸的ECMO患者，其血流动力学监测和镇静和插管的ECMO患者的监测没有任何差异。相反，呼吸监测是一个重大挑战。事实上，医生通常无视气道压力和潮气量，而这是患者呼吸监测的支柱。 因此，医生需要依靠临床评估呼吸窘迫的体征和症状，如呼吸频率，呼吸困难，浅快呼吸等等。此外，一些中心监测食管压力波动，即由吸气时肌肉收缩产生的胸膜压力变化的替代指标[57]。这些压力波动在动态条件下进行评估，因此表示施加于肺泡的以克服弹性和阻力负荷的压力。其中弹性部分是使肺泡膨胀的跨肺压，而阻力部分产生经气道的气流。值得注意的是，这两个组成部分，即跨肺压和由于阻力负荷造成的吸气负压，在数值非常高的情况下，会使基础的肺损伤恶化[58]。因此，从我们的观点来看，无论食管压力波动增大的原因如何，都需要进行控制才能避免额外的肺损伤。通常，通过增加ECMO气流量可以减少食管压力的波动，因此会增加体外CO2清除。如果仍不够，轻度镇静可以帮助轻微减少呼吸驱动。在我们的机构，尽管缺乏关于这个问题的良好的临床证据，如果病人的食管压力波动仍然高到“危险”（>15cmH2O）的程度，患者通常会深度镇静，并转而采用常规有创机械通气。
患者自身肺脏的气体交换的评估 在VV-ECMO患者中评估患者病肺的气体交换极其困难。正确评估患者自身肺脏的氧合能力受到因肺部缺氧性血管收缩的部分丧失引起的分流分数增加的阻碍。 另一方面，患者自身肺脏的二氧化碳清除能力的评估也是具有挑战性的。在稳态下，二氧化碳的清除（VCO2）等于二氧化碳的生成。在体外CO2清除期间，总VCO2等于体外的清除（VMCO2）加上患者自身的二氧化碳消除（VLCO2）。VMCO2可以通过分析排出膜氧合器的气体组成并将CO2浓度乘以ECMO气流量来较容易地测量。相反，VLCO2在非插管患者中的测量是困难的。旁流式二氧化碳测量仪测定自主呼吸患者的呼气末二氧化碳现在已经有应用，可以估计肺泡死腔比例；然而，这种方法不能提供体积的数据，因此VLCO2不能被评估。 值得注意的是，通过中断ECMO气流（气流量=0L/min），膜氧合器对气体交换的贡献可以暂时归零，从而可以更好地评估患者自身的肺的功能。然而，这个过程通常在评估ECMO撤机的阶段进行，很少在还需要体外支持的患者中进行。   临床探索 作为肺移植的过渡 在清醒、非插管自主呼吸患者使用VV-ECMO，最早是在等待肺移植的患者（作为肺移植的“桥梁”）的呼吸功能恶化中描述的。这些患者是清醒ECMO方法的理想对象，因为他们通常是单一器官功能障碍，心肺平衡脆弱，且术前维持身体康复治疗具有潜在的巨大收益[59,60]。过去几年已经发表了几个病例系列（表1），最近，与历史对照相比，回顾性分析显示，与机械通气的患者相比，清醒ECMO患者的存活率更佳[61]。 此外，最近的一项研究表明，以清醒ECMO作为肺移植的过渡的患者，和以机械通气作为过渡的患者相比，术后机械通气时间更短，住ICU时间和住院时间也更短[62]。然而，与不需要术前有创呼吸支持（机械通气和/或ECMO）的患者相比，因出现快速的呼吸功能恶化而需要术前有创呼吸支持的患者明显具有更高的术后死亡风险[63]。这些研究结果表明，术前患者的病情比呼吸支持的类型对术后结果的影响更大。
慢性阻塞性肺病加重 由动态过度充气、通气血流比失调和肺泡通气减少引起的二氧化碳潴留是慢性阻塞性肺病（COPD）急性加重的典型特征。在药物治疗和无创通气治疗失败的情况下，可能需要插管和有创性机械通气[64]，这使得这些患者面临诸多与机械通气相关的副作用。 由于COPD患者通常以高碳酸血症和轻度低氧血症为特征，低血流量体外二氧化碳清除系统可能足以为其呼吸系统减负。关于这一专题的探索性研究显示，无创通气失败的患者应用体外气体交换支持可以降低插管率（表2）[65-68]。此外，一些作者描述了通过使用体外二氧化碳清除来辅助早期拔管以及在接受机械通气支持的COPD患者中开展物理治疗的可能性[65,69]。尽管缺乏良好的临床证据，但鉴于在这一类患者中行机械通气的已知的不足，这一策略似乎是有前途的。
急性呼吸窘迫综合征 最近，一些研究组已经探索了在清醒，自主呼吸的ARDS患者中使用ECMO作为机械通气替代方案的可能性[70,71]。现有的数据非常少；然而，鉴于此类患者合并呼吸衰竭者出现多器官功能障碍非常多，这些患者对于清醒ECMO来说似乎过于复杂了。   结论 在清醒、自主呼吸的患者应用VV-ECMO治疗呼吸衰竭（清醒ECMO）有很强的理由，因为它可以避免与镇静、插管和机械通气相关的诸多副作用。然而，心-肺-ECMO系统之间相互影响的复杂性、呼吸监测相关的难题以及对清醒的体外支持病人的管理使得清醒的ECMO患者对ICU工作人员构成了重大挑战。在撰写本文时，关于该专题的良好临床数据很少，未来需要更多的临床研究，以提高我们对清醒ECMO患者的病理生理学的理解，并评估与目前的标准治疗相比任何可能的临床结局的获益。 原文链接：https://eyun.360.cn/surl_yJTneTxjksd （提取码：95df） |
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