体外膜式氧合——危重急性呼吸窘迫综合征患者的希望

急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的病死率极高，严重威胁患者生命[1]。多年来，ARDS呼吸支持的相关研究仅保护性肺通气策略[2]及俯卧位通气[3]能够改善患者预后，对常规机械通气策略不能维持的极重度ARDS患者，体外膜式氧合(ECMO)可作为挽救性措施替代或部分替代其心肺功能，也可帮助降低呼吸机相关肺损伤(VILI)的发生。2009年，静脉－静脉ECMO(VV－ECMO)在救治新型甲型H1N1流感病毒所致极重度ARDS的成功经验激励了其在该领域的应用[4,5,6,7]；同期的CESAR研究和最新发表的EOLIA研究的部分主要结果也证实ECMO在救治极重度ARDS患者时有其优势[8,9]。这无疑将促进这项技术在国内的广泛应用。现就VV－ECMO的病理生理、指征把握及关键过程管理阐述如下。

一、ECMO的气体交换

关于膜肺进行气体交换的生理学特点，不考虑膜面积的前提下，氧合与血流量及引流静脉血氧饱和度呈线性关系。假设一成人患者静脉血氧饱和度为70%～80%，那么保持基本的氧合状态，ECMO血流量需要达到4～6 L/min。然而对于已给定的膜肺面积和血流量，CO2清除依靠气流量调节，当气流量>8 L/min时，膜肺CO2清除率达到平台，随血流量增加，CO2清除率随之增加250～1 500 ml/min。因此，ECMO运行时氧合主要依靠血流量，CO2清除由气体流量调节。

VV－ECMO可将充分氧合静脉血回输至静脉系统以提高混合静脉血氧含量，进而增加动脉血氧含量；也可改善高碳酸血症及酸中毒来降低肺动脉高压和减少低氧导致的血管收缩。体外CO2清除有助于降低肺泡通气量，降低VILI风险。总之，ECMO保证机体氧合的同时可以减少有创通气和VILI风险；CO2清除也是降低肺泡通气量、潮气量、分钟通气量和呼吸频率的关键。

二、ECMO的适应证和禁忌证

目前ECMO在极重度ARDS中应用时机仍存争议，指征把握应谨慎。国内外相关指南或专家共识均指出ECMO可作为重症ARDS在传统机械通气无法维持时的补救措施[10,11,12]，但建立时机并未统一。

我国指南推荐为采用肺保护性通气并且联合肺复张、俯卧位通气等处理，在纯氧条件下氧合指数[动脉血氧分压(PaO2)/吸入氧浓度(FiO2)]<100 mmHg(1 mmHg＝0.133 kPa)，或肺泡气氧分压与PaO2的差值(PA－aO2)>600 mmHg；呼吸频率>35次/min时，pH<7.2且平台压>30 cmH2O(1 cmH2O＝0.098 kPa)[11]。

国际上，体外生命支持组织(ELSO)急性呼吸衰竭指南中提出死亡风险≥50%时(在FiO2>90%条件下PaO2/FiO2<150 mmHg，伴/不伴Murray评分2～3分)应成为ECMO备选，而死亡风险≥80%(无论治疗时间是否>6 h，在FiO2>90%条件下PaO2/FiO2<100 mmHg，伴/不伴Murray评分3～4分)时应及时建立ECMO[13]。EOLIA研究认为应用肺保护性通气等措施，FiO2≥0.8条件下PaO2/FiO2<50 mmHg>3 h；或FiO2≥0.8条件下PaO2/FiO2<80 mmHg>6 h；或为滴定平台压≤32 cmH2O呼吸机设置为潮气量1～4 ml/kg，呼气末正压(PEEP)≥8 cmH2O时，pH<7.25、PaCO2≥60 mmHg伴呼吸频率>35次/min>6 h[9]。Berlin定义则以PaO2/FiO2<70 mmHg为ECMO建立时机[14]。

但PaO2/FiO2不应作为ARDS患者建立ECMO的唯一考量，应结合如年龄、原发病、合并症及对治疗的反应等进行综合评估。不推荐对存在有创通气>1周、严重的免疫抑制、姑息治疗的恶性肿瘤、抗凝禁忌等情况的患者进行ECMO救治[12]。有研究认为对于出血高风险或合并出血的ECMO患者不抗凝也是安全的，而现代ECMO抗凝策略逐渐转变为低强度抗凝方案[15]。Schmidt等[16]的研究分析发现ECMO前状态，包括血液系统恶性肿瘤、PaCO2、年龄、驱动压、血小板计数以及确诊免疫抑制状态距建立ECMO时间>30 d为6个月病死率的独立危险因素。

综合上述研究证据，结合自身临床实践，笔者认为：从客观指标来说：在PEEP≥15 mmHg时，PaO2/FiO2<80 mmHg；或目前规范肺保护通气下，为维持基本氧合和通气，平台压>30～35 cmH2O；亦或规范肺保护通气下，明显CO2潴留失代偿，pH<7.15，可考虑启动ECMO支持。而当患者存在以下情况：建立ECMO前高强度的呼吸支持时间过长，如>1周；有凝血或血小板功能障碍，抗凝风险巨大；严重和较长时间的免疫抑制，如干细胞移植；合并严重感染中毒症；合并多器官功能不全；高龄等因素时，提示预后不良风险增加，但亦绝非禁忌。除非判断存在明确不可逆的原发或基础疾病，如脑死亡，ECMO小组的负责医生应参考客观指标、结合预后风险及家属的理解与支持程度，以及本ECMO中心在该领域的理解和救治把握度，综合判断是否上机和上机时机。

三、ECMO患者的管理

1．ECMO患者的集中管理：

国际指南及专家共识都强调为了更好的预后，接受ECMO支持的患者应集中到有经验的中心进行管理。有研究证实每年ECMO病例<20例的医院是缺乏经验的，对于患者可能是不安全的[17]。专家建议每年应实施至少12例ECMO支持的成人呼吸衰竭病例，所有ECMO团队的医护人员必须经过严格的培训，并且定期评估他们的能力[18]。ECMO转运团队需24 h待命，且有能力将ECMO支持下的重症ARDS患者经救护车、直升飞机或固定翼飞机长距离由初诊医院成功转运至ECMO中心。

2．ECMO患者肺保护：

ECMO有助于ARDS患者'超肺保护通气策略'的实施，VV－ECMO患者应用较高的PEEP，甚至在潮气量<4 ml/kg时，也可能避免肺泡萎陷及不张，从而提高肺通气/血流匹配[19]。法国的REVA注册研究也发现ECMO第1天较低的平台压与降低病死率相关[5]。近期研究发现，驱动压是ARDS患者接受ECMO支持过程中唯一与住院期间病死率独立相关的呼吸机参数[20]。PEEP的设置可根据跨肺压、驱动压、应变、电阻抗断层扫描以及超声等进行滴定，但这些方法对ECMO患者的有效性需要更多的研究来证实。

3．ECMO患者的抗凝管理：

尽管ECMO技术迅猛发展，接受ECMO支持的患者仍需全身抗凝。目前普遍接受的是普通肝素维持低强度抗凝的策略，维持活化部分凝血活酶时间(APTT)/激活凝血时间(ACT)在1.2～1.5倍正常范围内。除APTT/ACT以外，推荐进行ATⅢ水平、Ⅹa因子浓度、血栓弹力图等检测方法以辅助指导抗凝的使用。

4．'清醒ECMO'与早期康复：

'清醒ECMO'是指用ECMO完全替代传统的机械通气，其优势是患者可以不插管、不镇静、保留自主呼吸。这种策略可以完全避如VILI、呼吸机相关肺炎、神经肌肉虚弱等并发症。但'清醒ECMO'可能会带来自主呼吸相关性肺损伤，因此其适应人群需被仔细评估，亟待相关临床研究进一步证实。此外，有观察性研究提出在重症监护室内接受ECMO支持的患者进行早期康复是安全可行的，早期气管切开也可增加患者舒适性并可促进早期活动，应综合评估出血风险、管路安全，并做好应对。

ECMO在ARDS救治中的应用尚存争议，主要矛盾在于与传统机械通气相比对生存率的影响。除作为难治性ARDS患者挽救措施这一公认的适应证以外，该技术还可以用于需实施'超保护肺通气策略'来改善预后的ARDS患者。为改善预后需要仔细评估适应证及ECMO前状态，同时建议ECMO患者集中到经验丰富的ECMO中心进行管理。ECMO在ARDS救治的应用仍需要更多高质量研究结果的支持，促进和提高我们在这一领域的更深入理解，才能使其真正成为ARDS患者的希望。

（参考文献略）