第二节　ECMO循环支持的管理

一、ECMO建立

（一）患者评估

在严格把握适应证的前提下，应用时机是ECMO治疗成功的关键。因此，在会诊协商时要严格掌握适应证和时机，具体可参考表4-1。目前认为在以下状况可进行ECMO循环支持。

患者评估时尤其要注意脑功能的可恢复性，一旦脑功能不可恢复，则会造成人力、财力的巨大浪费。向患者或家属交代病情，解释ECMO的益处及危险性，以及ECMO辅助治疗期间可能出现的并发症等，征得家属同意。一旦决定使用ECMO，应迅速建立，以免延误时机、影响治疗效果。时机太晚，患者不仅有严重的心脏问题，还伴有多脏器衰竭，后者将增加ECMO的难度，直接影响患者的存活率。时机和适应证的把握目前看法不一。阜外医院的基本共识为：患者生存率﹤10%不积极用ECMO，患者生存率﹥50%可考虑使用ECMO。此外，还要考虑ECMO成活患者以后的生活质量和尊严。

（二）插管方式

循环支持患者均采用VA ECMO方式（图4-1）。

1.VA ECMO股动、静脉插管（图4-1A）

为最常见的插管方式。因此类插管简单、迅速、有效。其不足表现在以下方面：

（1）远端肢体易发生缺血性坏死。

（2）主要用于成人。小儿因肢体血管细小，不宜采用。

（3）当心脏有射血时，ECMO经股动脉射血很难使血液到上半身，这样可出现上半身自身心脏灌注，下半身ECMO灌注的交叉状态。如继发肺功能不全，可出现上下半身氧供不匹配的现象。

2.VA ECMO股静脉、腋动脉插管（图4-1B）

在患者心功能极差时可积极采用此插管方法。它可保证全身的血流供应。但腋动脉的插管方法难度较大，一旦发生肢体缺血或奢侈性灌注，后果非常严重。

3.VA ECMO中心插管（图4-1C）

主要应用于小儿心脏术后的患者。其引流充分、灌注有效，但在ECMO安装和终止时，需开胸插管和拔管。在ECMO运行中因胸骨未闭合，发生感染概率较大。对于成人，胸骨未闭合易出现胸骨严重渗血，故不建议采用此类插管。

4.小儿颈动、静脉插管VA ECMO（图4-2）

主要应用于婴幼儿的循环支持。由于小儿头部血管较粗，此部位易于插管。但对新生儿，在ECMO结束时，颈部血管难以修复，一般采用结扎方法。从长期的随访结果来看，这种简单的血管结扎对小儿的大脑发育有不良影响。

成人应尽量采用外周插管方式，可有效减少感染。最常见的途径是血液从股静脉引出，经氧合后经股动脉注入。如果患者肺功能很差，可表现为下半身氧合参数好，上半身氧合参数差，即俗称的“阴阳人”或“南北综合征”。因为上半身主要接收患者肺氧合不良的血液，下半身接收ECMO氧合完全的血液。此状态如不及时处理，可造成心、脑组织缺血。处理的方法为：①通过颈部动脉或腋动脉灌注氧合血；②通过颈静脉向右心房灌注氧合血，通过三尖瓣（tricuspid valve，TV）和肺循环，注入左心房（图4-3）。

VA ECMO灌注血流和心脏血流为对冲状态。对于严重左心功能不全者，左室射血困难，使左心膨胀。此时心脏得不到休息，心室内易产生血栓。应增加左心引流，减轻左心前负荷，并可减少心室血栓的危险。

（三）管道预充

使用晶体液预充系统。一般使用0.9%生理盐水或醋酸林格液（勃脉力）：成人1500ml，小儿600ml。一般依靠重力引流，先预充离心泵，再预充管道，最后预充膜肺。预充过程中轻击排气，防止小气泡形成。晶体预充排气后成人一般应用血定安或万汶500～1000ml。小儿一般使用库存血预充，有条件时预充液中可加入白蛋白10～20g。新生儿由于体重小，血液容量少，缓冲能力低，如果库血存储时间长，应对此血液进行净化处理，否则在ECMO开始时易发生心搏骤停。

（四）ECMO启动

动静脉插管与动静脉管道连接完成后，台上、台下分别检查核对管道，确保无误后，先打开静脉管道钳，启动ECMO泵，旋转流量开关，调至转数达到1500rpm以上，再打开动脉管道钳，ECMO开始运转。观察血流方向和流量读数，打开气体流量仪，观察动静脉血颜色及动静脉氧饱和度，观察静脉引流情况，注意患者血流动力学变化；体外循环过渡至ECMO要注意其流量的平稳；中心插管患者要注意右心房的密封状态，以免管道负压进气。

二、ECMO运行

（一）ECMO早期

ECMO早期主要是指ECMO开始的1～2天。此时ECMO的治疗原则是稳定生命体征，减轻心脏负荷，偿还氧债，纠正内环境紊乱。

1.循环管理

循环管理的原则是降低前负荷，适当维持后负荷，减少血管活性药物的应用，让心脏得到充分的休息。

心房压力偏低是心肌休息的基础条件。由于患者右房血液部分引流进入ECMO管路中，因此左室的前负荷降低，自身的心输出量下降。通过利尿剂增加尿量以及血液超滤或人工肾可以加速液体的排出。人工放血也能够达到降低前负荷的目的。VA ECMO的动脉血流和心脏射血的方向相反。对于严重左心功能不全，ECMO流量比例较大时，左心易发生膨胀。此时及时进行左心减压使左室得到充分休息。心脏术后的患者可在左房放置引流管。未开胸的患者可通过大静脉经皮置管，通过房间隔，将左房的血液引流，可达到有效减压；或房间隔开窗达到左心减压的目的。

维持适当的后负荷可通过调整ECMO的流量实现。一般情况下，婴幼儿血压维持在40～50mmHg，儿童或成人血压维持在60～70mmHg即可。ECMO不宜强调正常动脉压力。ECMO充分的流量灌注，保障组织的氧供、氧耗平衡，血压稍低可以耐受。此时，如乳酸在正常范围、中心静脉氧饱和度﹥60%、尿量正常，就提示机体组织有充分的血液灌注。

ECMO期间血流动力学稳定，首先减少正性肌力药的用量，目的是让心脏得到充分休息，充分发挥ECMO的辅助作用。此时心率减慢，心肌收缩减弱，利于心脏休息。去甲肾上腺素和肾上腺素可调整到0.05μg（/kg·min），逐渐减少多巴胺和多巴酚丁胺的应用，维持在5μg（/kg·min）为最佳。

ECMO运行时泵负压不宜低于−40mmHg，否则易造成血液破坏，甚至血液内气体析出。静脉吸引负压偏高时，应排除下列原因：①静脉管道偏细；②管道头端不在右心房；③容量不足；④表测量误差。根据具体原因分别处理。

ECMO辅助早期主要以偿还氧债为主。泵流量最高可达心输出量的80%。参考流量一般为新生儿150ml（/kg·min），婴幼儿100ml（/kg·min），儿童70～100ml（/kg.min），成人50～75ml/（kg·min）。表现为脉搏氧和静脉氧饱和度提高，末梢循环改善，有尿排出，乳酸缓慢下降，酸中毒减轻。

2.呼吸管理

呼吸管理的原则是保证呼吸通畅，避免肺泡萎陷，减少肺泡渗出，避免氧中毒。

一般情况下，患者采用机械辅助呼吸的方式。气管插管，持续机械通气，成人采用同步间歇指令通气模式，以容量控制为主，具体参数为，FiO₂ 0.4～0.6，呼吸频率8～12次/分，潮气量8～10ml/kg，PEEP3～5cmH₂O。

如果患者呼吸功能尚可，SpO₂﹥96%、PaO₂﹥80mmHg、PaCO₂﹤45mmHg，意识清楚，配合治疗，可拔除气管插管，在清醒状态下进行ECMO。其优点表现为：

（1）避免呼吸机带来的并发症，如气压伤、氧中毒、气道感染等。

（2）自主进食，可保证每日能量供给，避免肠道菌群紊乱。

（3）由于无肌松药的使用，患者可在医护人员的指导下进行小范围肢体活动，减少褥疮的发生率。

小儿机械辅助呼吸的方式主要以容量控制为主，并根据体重进行调整。具体见表4-2。

膜肺的氧浓度可通过血气检查结果调整，一般维持氧分压在130～180mmHg之间，一方面可有效维持氧供，另一方面可防止氧中毒的发生。

3.血气和电解质管理

维持酸碱平衡正常，保持水、电解质平衡，维持内环境稳定是ECMO管理的关键。

进行ECMO支持的患者一般都有严重的代谢性酸中毒和水、电解质紊乱。同时，ECMO中大多数患者处于全麻状态，无主观症状，酸碱代谢状况应以血气为准，一旦失调，应首先处理病因，如内源性代谢性酸中毒以改善组织灌注为主。如内环境紊乱严重，纠正一般不可能立竿见影，需要一个较长过程，一般情况下血流动力学的改善常先于内环境的改善。

乳酸是反映组织代谢的一个重要指标，乳酸浓度﹥3mmol/L则提示异常，持续增高说明氧供、氧耗失衡，组织缺氧。具体原因有：应用ECMO前，存在严重心力衰竭，组织血液灌注不足，乳酸堆积；应用ECMO过程中，辅助流量低，血液氧合不良，麻醉偏浅、感染、体温增高等也可引起乳酸堆积；此外，严重的肝衰竭等也会导致乳酸水平升高，应针对不同的原因加以处理。长时间应用ECMO，如发现乳酸急剧升高，提示患者已发生感染，大量的乳酸来自白细胞的“呼吸爆发”。

胶体渗透压的检测对ECMO患者水平衡管理有重要意义。成人正常值为22～24mmHg；新生儿较低，为14～17mmHg。如果患者水钠潴留严重，可在ECMO管道中安装血液超滤器或人工肾，加强水的排出，同时以白蛋白或人工胶体增加胶体渗透压，使细胞间质的水流至血管，再通过肾脏或滤水器排出体外。另外，ECMO期间应积极避免高胶体渗透压，因为胶体渗透压的过高可带来下列不良后果：①血压下降；②尿量减少；③痰液黏稠，难以排出。

4.抗凝管理

ECMO期间最常见的并发症是凝血功能紊乱。出血与渗血难以鉴别，出血应以外科手段解决。ECMO期间抗凝不足，则有血栓形成的危险，而抗凝过度又可导致严重出血，因此，ECMO期间抗凝管理尤显重要。一般肝素首次负荷剂量为100IU/kg，以后每小时给予肝素5～30IU/kg。阜外医院的实践发现，应用肝素涂抹管道和应用小剂量肝素，使ACT维持在120～160秒，可有效地减少出血，同时严重血栓并发症也很少发生，与国外多数报道的ACT时间相比（160～200秒）要短，这可能与国人的体质等有关。但为了防止抗凝不足引起血栓，应定期监测跨膜压差。ECMO实践早期，国外大都使用未经肝素涂层抗凝的硅胶膜肺，另外西方人的凝血功能要高于国人；因此，早年ECMO时建议使ACT达到200秒左右。北京阜外医院的ECMO患者多为心脏手术后，自身凝血已受损，凝血功能差。采用表面涂层抗凝的中空纤维膜肺，只要ECMO血流速度够高，凝血的概率不大；心脏手术后第1天的ECMO支持患者尽量不给予肝素，直至没有明显出血和渗血8小时后，逐渐用肝素抗凝使ACT值至180秒左右。在没有肝素抗凝时，成人ECMO系统流量﹤1L/min时，系统产生凝血的概率较大。如系统出现少量凝血块，无气体交换障碍，可不更换系统，但应避免系统振动，以防凝血块脱落。ACT监测仪应具备用血量少、结果准确、速度快的特点。ECMO期间不要应用其他抗凝药（如阿司匹林、华法林）。应及时发现出血原因并纠正。维持温度在36～37℃。在上述处理下仍有渗血情况，应积极补充凝血因子，并使血小板高于50×10⁹/L。

5.肢体并发症

对于股动、静脉插管患者，插管部位远端肢体缺血是常见的并发症。可采用16号套管针或8F动脉插管对股动脉远端供血。此时应：①每3个小时对比观察肢体情况，如温度、颜色、周径等；②从肢体远端的灌注管输入肝素，减少血栓发生；③直接监测插管部位远端肢体灌注血流，成人一般的流量为200～300ml/min，如果流量明显降低，或无流量灌注应及时处理；④近红外线光谱成像监测肢体的氧饱和度可有效动态反映肢体的灌注状况。

ECMO期间，一旦发现肢体并发症应及时处理，如更换插管位置、血管内拉栓子、肢体筋膜切开等。

（二）ECMO中期

是指从ECMO第3天至1周。其治疗重点为维持较为满意的生命体征，等待心脏功能恢复。

1.循环功能的管理

判断心功能恢复的主要方法有以下几种：

主要通过定期观察，前后对比，判断心功能恢复情况。心功能恢复的主要表现为心肌活动增强、心室舒张末径减小、心室射血分数（ejection fraction，EF）增加。

ECMO中期心脏只用少量正性肌力药，低负荷工作，使心肌得到充分休息、恢复。

心功能恢复表现为血流动力学稳定，脉压加大，心肌酶不断下降，心电图恢复正常。心钠素（心房肽）明确作为心力衰竭评价指标，其变化趋势与患者预后高度相关。

经过ECMO早期的高流量辅助，机体缺氧状况一般会得到显著改善。一般心肌缺血恢复需要3～5天的时间。如果ECMO的目的是心室训练，则可根据血流动力学情况和超声检查，逐渐减低ECMO辅助流量，使心室功能得到锻炼，逐步恢复。一般心室训练需要的时间为5～7天。

在ECMO中期，血流动力学可比较容易地维持在正常状态。一般平均动脉压维持在60～80mmHg即可，组织灌注情况主要根据乳酸、静脉血气、末梢脉搏氧饱和度来估计。

2.呼吸功能的管理

和早期阶段相似，但应避免ECMO血流高氧分压造成的损伤。ECMO长时间的高氧状态，易造成视神经损伤，小儿患者可出现一过性失明。ECMO的氧分压应控制在100～200mmHg。

3.并发症的预防

ECMO循环辅助的患者并发症主要有出血、神经损伤、肾脏损伤、心血管并发症、肺部并发症和感染等；机械并发症主要有氧合器故障、管道破裂、驱动泵失灵、热交换器障碍、血栓形成、气栓及插管意外等。ECMO期间应定期观察患者及ECMO辅助系统状况，及时发现，积极处理。膜肺的血浆渗漏使气体交换能力可出现明显下降，一旦出现应更换氧合器。每天常规检测游离血红蛋白，正常应低于50mg/L。如果游离血红蛋白出现急剧增加，并有血红蛋白尿，在排除负压过高、泵速过快、动脉管径过小、心内畸形和其他溶血因素后，应判断为离心泵头或膜肺内形成血栓，应及时更换ECMO系统。

4.凝血功能的调节

由于各脏器功能的恢复，特别是肝脏功能的恢复，肝素代谢增加，此时应及时追加肝素，使ACT维持在120～160秒，APTT 50～70秒。但ACT仪器的稳定性及患者对抗凝的个体差异，常使不同患者ACT安全范围变化较大。临床工作中应密切观察、定时监测。长期ECMO支持的患者血小板会有一定消耗，如果无明显出血或渗血，血小板﹤50×10⁹/L，可考虑补充血小板。有些患者在血小板输入后其总数不升，反而下降，应予以高度重视，一旦发现，立刻停止输入。

5.营养支持

在ECMO支持中期，患者仍处于高分解状态，因此，营养支持非常重要。此时，除全胃肠外营养（total parenteral nutrition，TPN）外，还应根据患者情况给予肠内营养。如有可能尽量拔除气管插管，自主进食。如不能拔管，则应尽量行肠道营养。

6.预防感染

开胸感染的高峰期一般在7～10天，预防感染是此阶段的主要环节。ECMO要求ICU或手术室有清洁的环境，空气流通，定时消毒，并且常规使用抗生素预防感染。伤口无菌操作、及时更换敷料、患者定期翻身以及良好的护理，对预防感染非常重要。维持消化道菌群正常对预防感染也有积极的作用。对已出现感染的患者，要及时进行血、痰和分泌物的培养，及时发现致病菌和敏感抗生素，使抗感染治疗精确有效。

7.其他

ECMO进行1周后，如发现心功能尚无恢复的迹象或进一步恶化，一定要组织内科、外科、ICU和体外循环医师讨论，对下一步进行慎重的评估：被迫放弃；安装长时间心脏辅助装置或心脏移植。ECMO支持期间出现不可逆的脑损伤、其他重要器官的衰竭或不可控制的出血，应终止ECMO。

（三）ECMO后期

ECMO后期是指ECMO结束前的1～2天，其主要工作是逐渐降低ECMO辅助流量，逐渐让心脏行使正常功能。EF在40%左右，心肌酶接近正常，少量的正性肌力药〔多巴胺，多巴酚丁胺﹤5μg（/kg·min）〕能保持正常血流动力学和氧代谢即可考虑减少ECMO流量。对于肺循环阻力高，心脏发育不良，移植心脏过小的患者，不要急于停用ECMO。ECMO流量逐渐减低对心肌是一训练和适应的过程。

1.ECMO脱机的原则

一般缺血再灌注损伤的心脏，在ECMO辅助下2～5天即可恢复。心功能恢复后应尽早撤出ECMO，以减少并发症的产生。

让心脏逐渐行使血液驱动作用。如果达不到基本灌注的要求，不要勉强撤除ECMO。

2.ECMO脱机的指标

（1）心功能恢复：血流动力学参数正常、脉压恢复正常、动脉和静脉血氧饱和度恢复正常、心电图正常、超声心动图收缩舒张功能正常，心肌酶谱恢复正常。

（2） ECMO循环流量仅为患者血流量的10%～25%，可维持机体正常代谢，乳酸水平正常或进行性降低，尿量正常。

3.停机前的准备工作

减ECMO流量前要根据患者具体情况制订计划。动脉压、静脉压、左心房压力、脉搏氧饱和度、SvO₂达到预定目标即可减流量。如果效果不佳，可适当增加血管活性药和正性肌力药。如仍不能改善，应恢复ECMO原有流量。在减ECMO流量时，要增加肝素，使ACT维持在300秒左右，以防止ECMO系统内的血栓形成。

ECMO的拔管过程中需要进行充分镇静和麻醉。清醒、无气管插管的ECMO患者，在停ECMO前4个小时开始禁水、禁食。此措施对于防止呕吐造成误吸有非常积极的作用。

在终止ECMO 1～3小时后，观察患者情况，如果病情稳定，可拔除循环管道，机器撤离。