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ECMO临床应用及左心室辅助临床应用及左心室辅助李家琼李家琼徐州中心医院徐州中心医院ECMOECMO(extracorporealmembraneoxygenation):以体外循环系统为基本设备，采用体外循环技术进以体外循环系统为基本设备，采用体外循环技术进行操作和管理的一种辅助治疗手段行操作和管理的一种辅助治疗手段将静脉血引流体外，经人工肺排除将静脉血引流体外，经人工肺排除CO2并进行氧合，并进行氧合，最后通过驱动泵输回体内最后通过驱动泵输回体内用于心肺功能不全的支持，为心肺功能恢复赢得时用于心肺功能不全的支持，为心肺功能恢复赢得时间间HISTORY OF ECMO 1960-EXPERIMENTS INTO PROLONGED CPB1972-HILL-FIRST ADULT ECMO-AORTIC RUPTURE1975-BARTLETT-FIRST SUCCESSFUL NEONATAL 1979-FIRST ADULT RCT 1986-USA 18 CENTRES ECMO1986-GATTINONI-50%SURVIVAL IN ADULT ECCO2R1989-ELSO REGISTRY1994-SECOND ADULT RCT2001-120 CENTRES WORLD WIDE2009-THIRD ADULT RCT:CESAR trial全球开展全球开展ECLSECLS的中心的中心国内国内ECMOECMO开展近况开展近况CPBvsECMO 600 160-220 Autotransfusion Yes No Hypothermia Yes No Hemolysis Yes No Hemodilution Yes No Arterial filter Yes No CPBvsECMO手术室手术室体外循环体外循环ICUECLS静脉回流罐静脉回流罐用用不用不用肝素（肝素（ACT）大剂量（大剂量（600秒）秒）滴定（滴定（120180秒）秒）自体输血自体输血用用不用不用低温低温用用不用不用溶血溶血会会不会不会贫血贫血会会不会不会动脉滤器动脉滤器用用不用不用静脉引流来源静脉引流来源右房右房右房右房泵控制泵控制灌注师灌注师/回流罐回流罐灌注师灌注师/反馈控制反馈控制气体交换气体交换膜肺膜肺膜肺膜肺热交换器热交换器用用用用监测监测SvO2、压力、压力SvO2、压力、压力模式：VV VAVV氧合后的体外灌注血液重新回到静脉系统中，并氧合后的体外灌注血液重新回到静脉系统中，并与全身各脏器的静脉回流血液混合，从而提高了与全身各脏器的静脉回流血液混合，从而提高了右心房氧含量，降低了右心房氧含量，降低了CO2含量含量部分混合血液又回到体外循环系统中，称为部分混合血液又回到体外循环系统中，称为“再再循环循环”患者肺功能状态不同，右心室血液流经肺循环后，患者肺功能状态不同，右心室血液流经肺循环后，动脉血中的氧与动脉血中的氧与CO2含量可能会相应发生改变含量可能会相应发生改变但体循环血流量与患者左心室输出量有关，与体但体循环血流量与患者左心室输出量有关，与体外循环血流量无关，对血流动力学没有明显影响外循环血流量无关，对血流动力学没有明显影响VA心脏和肺的功能被人工器官所部分或完全心脏和肺的功能被人工器官所部分或完全替代替代在部分在部分VA转流过程中，体外灌注的血流转流过程中，体外灌注的血流在主动脉内与经过肺循环氧合的左心室射在主动脉内与经过肺循环氧合的左心室射血混合血混合动脉血内的氧和动脉血内的氧和CO2含量实际反映了从上含量实际反映了从上述两个来源的血液混合后的结果述两个来源的血液混合后的结果体循环血流是体外循环血流与通过自身心体循环血流是体外循环血流与通过自身心肺的血流之和肺的血流之和ECMOECMO适应症适应症急性的急性的,严重的严重的,对常规治疗无反应对常规治疗无反应,2-42-4周内能恢复或改善的心肺功能衰竭周内能恢复或改善的心肺功能衰竭 ECMOECMO的技术选择的技术选择 1.VV ECMO1.VV ECMO：右心房内的静脉血直接氧合成动脉血右心房内的静脉血直接氧合成动脉血 前提：心功能能满足全身灌注需要，无严重不可逆前提：心功能能满足全身灌注需要，无严重不可逆 肺动脉高压肺动脉高压 优点：创伤小，易于管理优点：创伤小，易于管理 缺点：不能进行循环支持，缺点：不能进行循环支持，“再循环再循环”现象现象 是是ECMOECMO呼吸支持最常用的方法呼吸支持最常用的方法 ECMOECMO的技术选择的技术选择2.VA ECMO2.VA ECMO如果患者同时伴有严重的心功能不全或严重肺动如果患者同时伴有严重的心功能不全或严重肺动脉高压脉高压,需要进行需要进行VA-ECMOVA-ECMO或或V-AV ECMOV-AV ECMO优点：可同时进行循环支持优点：可同时进行循环支持缺点：缺点：管理难度高管理难度高需要考虑上、下半身的氧供不同的可能需要考虑上、下半身的氧供不同的可能肺血流减少（不利于肺恢复）肺血流减少（不利于肺恢复）血栓进入动脉系统血栓进入动脉系统左室后负荷增加进一步损伤左室功能左室后负荷增加进一步损伤左室功能3.AVECMO：主要用于排主要用于排CO2,氧合功能不明显氧合功能不明显ECLS技术的应用技术的应用呼吸支持呼吸支持氧合和氧合和CO2清除清除VA或或VV，外周插管，外周插管AV，CO2清除清除心脏支持心脏支持V-A，颈动静脉，股动静脉，中心插管，颈动静脉，股动静脉，中心插管替代体外循环替代体外循环(肺移植，脑外手术中心肺支持，无心肺移植，脑外手术中心肺支持，无心跳的供体支持，急性肺栓塞抢救，气道手术跳的供体支持，急性肺栓塞抢救，气道手术)其他其他：中毒、人工胎盘等：中毒、人工胎盘等呼吸支持呼吸支持新的开始19751975年，美国密西根大学医学院年，美国密西根大学医学院BartlettBartlett等成功对一名因胎粪等成功对一名因胎粪吸入综合症导致呼吸衰竭的女性弃婴施行吸入综合症导致呼吸衰竭的女性弃婴施行ECMOECMO抢救成功抢救成功兴奋的医护人员将该无名婴儿命名为兴奋的医护人员将该无名婴儿命名为EsperanzaEsperanza（希望）该患者（希望）该患者目前已经是一名健康快乐的母亲目前已经是一名健康快乐的母亲ECMO ECMO 与新生儿呼衰与新生儿呼衰新生儿新生儿ECMOECMO获得了迅速发展获得了迅速发展19861986年，年，BartlettBartlett发表新生儿呼吸衰竭发表新生儿呼吸衰竭ECMOECMO支持的一项支持的一项100100例报告，总体生存率为例报告，总体生存率为72%72%英国英国ECMOECMO协作组：协作组：ECMOECMO减少新生儿呼衰死亡减少新生儿呼衰死亡风险，不增加严重残疾率风险，不增加严重残疾率目前，一项临床一期及两项随机研究支持目前，一项临床一期及两项随机研究支持ECMOECMO为对机械通气和药物治疗无效的新生儿为对机械通气和药物治疗无效的新生儿呼衰的标准治疗呼衰的标准治疗ECMO ECMO 与儿童呼衰与儿童呼衰尚无随机对照研究尚无随机对照研究19801980年年 BartlettBartlett报道传统治疗生存率小于报道传统治疗生存率小于10%10%，ECMO ECMO 大于大于30%30%19961996年，年，GreenGreen等多中心研究报告，等多中心研究报告，ECMOECMO与传统治与传统治疗或高频通气等治疗相比可显著降低死亡率（疗或高频通气等治疗相比可显著降低死亡率（ECMOECMO组生存率组生存率74%Vs 74%Vs 对照组对照组53%53%）20072007年，年，ECLS 3500ECLS 3500例儿童呼衰，生存率大于例儿童呼衰，生存率大于64%64%，出院达出院达56%56%适应症适应症 肺部疾患所致呼衰肺部疾患所致呼衰各种原因的重度各种原因的重度ARDS准入标准准入标准不同疾患新生儿治疗结果不同疾患新生儿治疗结果不同疾患儿童治疗结果不同疾患儿童治疗结果ECMO ECMO 与成人呼衰与成人呼衰首例成功应用长时间生命支持是在首例成功应用长时间生命支持是在19711971年由年由J Donald HillJ Donald Hill及其团队完成及其团队完成患者是患者是1 1位患成人呼吸窘迫综合征位患成人呼吸窘迫综合征（ARDSARDS）的青年男性）的青年男性Hill JD,et al.Prolonged extracorporeal oxygenation for acute post-traumatic respiratory failure(shock-lung syndrome).Use of the Bramson membrane lung.N Engl J Med 1972;286:629-34.VA ECMO for 3 days历史的脚步历史的脚步19751975年，美国国立健康研究院（年，美国国立健康研究院（NIHNIH）主持了）主持了一项有关成人一项有关成人严重严重ARDS VA-ECMOARDS VA-ECMO支持的第一项支持的第一项多中心随机对照研究，多中心随机对照研究，ECMO ECMO 治疗成人严重治疗成人严重ARDSARDS生存率生存率8.7%8.7%vsvs 9.5%9.5%，与传统治疗无差别，与传统治疗无差别，NIHNIH停止临床应用停止临床应用由于由于NIHNIH的结果，成人呼吸系统疾病进行的结果，成人呼吸系统疾病进行ECMOECMO治疗中止了将近治疗中止了将近1010年，但在新生儿呼吸系统疾年，但在新生儿呼吸系统疾病治疗领域，病治疗领域，ECMOECMO技术却首先取得了成果技术却首先取得了成果重燃希望重燃希望19861986年年 GattinoniGattinoni等报告对严重呼吸衰竭患者应用等报告对严重呼吸衰竭患者应用ECMOECMO生存率为生存率为49%49%：激发了许多研究者的热情：激发了许多研究者的热情19941994年年 MorrisMorris等进行有关成人严重等进行有关成人严重ARDS ECMOARDS ECMO支持支持的第二项多中心随机对照研究：生存率的第二项多中心随机对照研究：生存率32%vs 42%32%vs 42%，比之前提高，比之前提高20%20%2000-20062000-2006年年 Peek Peek 等进行有关成人严重等进行有关成人严重ARDS ECMOARDS ECMO支持的第三项多中心随机对照研究（支持的第三项多中心随机对照研究（CESAR)CESAR)：生存：生存率率63%vs 47%63%vs 47%结果分析结果分析1.VAECMO减少了肺血流，增加了肺内微血栓形成和纤维化的风险，减少了肺血流，增加了肺内微血栓形成和纤维化的风险，VVECMO维持全部肺血流，促进肺修复；维持全部肺血流，促进肺修复；2.NIH研究中部分中心没有研究中部分中心没有ECMO经验，例数少，影响了结果；经验，例数少，影响了结果；3.NIH研究中研究中57病人为病毒性或细菌性肺炎，病人为病毒性或细菌性肺炎，7的病人患肺栓塞而的病人患肺栓塞而不是弥散性肺疾病，不是弥散性肺疾病，8的病人由于充血性心力衰竭容量负荷过大，的病人由于充血性心力衰竭容量负荷过大，不可恢复的心衰决定了这些病人的结果；不可恢复的心衰决定了这些病人的结果；4.Gattinoni的目的是让肺得到充分休息，而的目的是让肺得到充分休息，而NIH研究中在研究中在ECMO同时仍同时仍保持较高的呼吸机参数；保持较高的呼吸机参数；5.NIH组组ECMO前高气道压和前高气道压和FIO2100平均机械通气时间为平均机械通气时间为5天；天；6.NIH组高并发症率，平均出血达到组高并发症率，平均出血达到2500ml/天，第一天平均出血天，第一天平均出血3.8L。1988-2006 ELSO 14371988-2006 ELSO 1437例生存率例生存率50%50%2009 H1N1 ANZ-ECMO 2012009 H1N1 ANZ-ECMO 201例生存率例生存率75%75%Brogan TV.Extracorporeal membrane oxygenation in adults with severe respiratory failure:a multi-center database.ICM，2009;35(12):21052114.Davies A,Extracorporeal membrane oxygenation for 2009 influenza A(H1N1)acute respiratory distress syndrome.JAMA 2009;302(17):188895.目前状况目前状况成人呼吸疾患病例成人呼吸疾患病例适应征适应征急性、潜在可复性、威胁生命的、对传统治疗无效的呼吸衰竭是ECMO的指征 准入标准准入标准1975NIH ECMO1975NIH ECMO介入标准介入标准快速介入标准快速介入标准慢介入标准慢介入标准持续持续FIO2 1.0 FIO2 1.0 PEEP 5 cmH2OPEEP 5 cmH2OPaCO2 30-45PaCO2 30-45PaO2 50 2PaO2 50 2小时内小时内3 3次次FIO20.6FIO20.6超过超过4848小时小时Qs/Qt30Qs/Qt30（FIO2 1.0FIO2 1.0时）时）PEEP 5 cmH2OPEEP 5 cmH2OPaCO2 30-45PaCO2 30-45PaO2 50 PaO2 50 Gattinoni et alGattinoni et al+潮气量为潮气量为10ml/kg10ml/kg时肺顺应性时肺顺应性 30 ml/cm.H2O18岁)平均年龄 52岁75%为心脏病人27%存活29%的非存活者为脑死亡 AnnThoracSurg2009;87:77885适应证适应证绝对禁忌证绝对禁忌证相对禁忌证相对禁忌证急诊室急诊室ECMOECMO急性心肌梗死心肺复苏患者急性心肌梗死心肺复苏患者ECMOECMO辅助下实施介入治疗，辅助下实施介入治疗，ECMOECMO院前急救及转运院前急救及转运感染性休克感染性休克4545例儿童，墨尔本例儿童，墨尔本,Australia,Australia极限剂量缩血管药物无反应极限剂量缩血管药物无反应中心插管，高流量支持中心插管，高流量支持47%47%存活出院存活出院14%14%有中度以上并发症或后遗症有中度以上并发症或后遗症MacLaren.Ped CCM,2007ECMO成功的医疗因素成功的医疗因素1.充足的病例数量，合适病例选择充足的病例数量，合适病例选择2.适宜的时机适宜的时机3.良好的良好的ICU基础，精心的基础，精心的ECMO 管理管理4.不断改进完善不断改进完善心室辅助装置心室辅助装置 VAD是将心房或心室是将心房或心室的血液引流到辅助装的血液引流到辅助装置，通过血泵升压后，置，通过血泵升压后，再回输到动脉系统，再回输到动脉系统，起到部分或全部替代起到部分或全部替代心脏做功，维持血液心脏做功，维持血液循环循环心室辅助装置心室辅助装置右心辅助：血泵的流入管插入右心房，流右心辅助：血泵的流入管插入右心房，流出管与肺动脉端侧吻合；出管与肺动脉端侧吻合；左心辅助：血泵的流入管可与左心房或左左心辅助：血泵的流入管可与左心房或左心室相连，流出管均与主动脉相连心室相连，流出管均与主动脉相连双心室辅助：血泵与自然心脏并联，即血双心室辅助：血泵与自然心脏并联，即血泵流入管与自然心脏左右心房或心室相连，泵流入管与自然心脏左右心房或心室相连，血泵流出道管与自然心脏主动脉和肺动脉血泵流出道管与自然心脏主动脉和肺动脉相连相连 左心辅助装置的种类左心辅助装置的种类IABP离心泵离心泵离心泵是离心泵是CPB装置的之一，可用于心脏手术后心装置的之一，可用于心脏手术后心力衰竭病人的左、右或双心室的临时辅助力衰竭病人的左、右或双心室的临时辅助搏动泵搏动泵：第二代，搏动血流，第二代，搏动血流，CO可达（可达（610）L/min。体外搏动泵体外搏动泵:心术后提供短期或中期的心室功能的心术后提供短期或中期的心室功能的支持支持.需肝素抗凝，不受电磁干扰需肝素抗凝，不受电磁干扰植入性搏动泵：植入性搏动泵：用于用于LVAD后右心失功和晚期后右心失功和晚期CHF心脏移植的等待期。腹前壁或腹腔内，需经皮肤心脏移植的等待期。腹前壁或腹腔内，需经皮肤引出电缆线，感染可能，轻度抗凝治疗，但易受引出电缆线，感染可能，轻度抗凝治疗，但易受电磁干扰电磁干扰 左心辅助装置的种类左心辅助装置的种类非搏动泵非搏动泵非搏动泵属非搏动泵属LVAD中较新类型，由电力驱动，中较新类型，由电力驱动，产生非搏动性血流，泵速调节范围较广产生非搏动性血流，泵速调节范围较广常用心脏辅助装置常用心脏辅助装置 装置装置分类分类位置位置驱动机制驱动机制IABP反搏反搏主动脉内主动脉内气动气动离心泵离心泵非搏动性非搏动性体外体外电动电动HeartMateIP可植入，搏动性可植入，搏动性腹前壁或腔内腹前壁或腔内气动气动HeartMateVE电动（危急时可气动）电动（危急时可气动）HeartMateVAD搏动性搏动性腹前壁腹前壁气动气动NovacorLVAS可植入，搏动性可植入，搏动性腹前壁或腹腔内腹前壁或腹腔内电动电动ABIOMED，BVS5000体外，搏动性体外，搏动性体外体外气动气动Jarvik2000体内，轴流泵非体内，轴流泵非搏动性搏动性置入心内泵和升置入心内泵和升主动脉主动脉电动电动DeBakeyVAD体内，轴流泵非体内，轴流泵非搏动性搏动性置入心内和降主置入心内和降主动脉动脉电动电动机制机制 LVAD可减轻或免除左心室负荷可减轻或免除左心室负荷在基因、生化、组织及功能的水平上为心在基因、生化、组织及功能的水平上为心室重构创造了条件室重构创造了条件左心辅助的适应症左心辅助的适应症左心辅助的三步法则：首选药物支持，药左心辅助的三步法则：首选药物支持，药物支持加物支持加IABP,最后选择左心辅助最后选择左心辅助 LVAD主要用于主要用于心脏手术后心脏功能不全心脏手术后心脏功能不全心脏移植前的临时支持心脏移植前的临时支持晚期心力衰竭的治疗晚期心力衰竭的治疗血液动力学指标血液动力学指标CI20mmHg主动脉收缩压主动脉收缩压90mmHg尿量尿量2100dyn.sec/cm5 LVAD的禁忌证的禁忌证慢性不可逆性肾功能衰竭慢性不可逆性肾功能衰竭与心功能无关的严重肺病患与心功能无关的严重肺病患不可逆性肝功能衰竭不可逆性肝功能衰竭严重感染和败血症严重感染和败血症不可逆性的中枢神经系统病患不可逆性的中枢神经系统病患 时机时机病人出现低心排，决定是否使用病人出现低心排，决定是否使用LVAD，应在，应在再灌注再灌注60分钟内，否则多脏器功能衰竭分钟内，否则多脏器功能衰竭（MOF）、出血等并发症将迅速增加）、出血等并发症将迅速增加 左心辅助的并发症左心辅助的并发症 出血、血栓栓塞出血、血栓栓塞感染感染溶血溶血肾衰和多脏器功能衰竭（肾衰和多脏器功能衰竭（MOF）等）等左心室辅助的撤机标准左心室辅助的撤机标准 预示撤机指标是预示撤机指标是LAP、SVO2、CI和和EF，当，当多巴胺的量减到多巴胺的量减到5mg/kg/min和异丙肾上腺和异丙肾上腺素素0.1 g/kg/min时，循环功能尚好，不时，循环功能尚好，不用再试停机，即可停用用再试停机，即可停用LVAD