体外膜肺（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）是一种不需要开胸手术的循环呼吸辅助系统。该系统通过体外循环协助肺脏使血液氧合并排出二氧化碳，即用膜式氧合器和血泵将血液从体内引到体外，经膜肺氧合后再用血泵将血灌注入体内，对一些呼吸或循环衰竭患者进行有效支持，使心肺得到充分休息，为肺功能和心功能的恢复创造条件。临床上主要用于严重呼吸衰竭、体外循环心内直视手术时不能脱机的患者。现已经被大量地应用在心导管室、ICU。
一、ECMO的管路途径
1．静脉－动脉转流法 此方法是经皮穿刺插入导丝后用扩张导管扩张，然后插入18～24Fr的静脉导管至右心房以保证血流的引流通畅。如果导管的头部不能到达右心房的话，则血液向ECMO的流入将受到明显的限制。动脉插管一般选用17～23Fr的导管，经股动脉插到髂外动脉水平进行灌注。如果在插管时，导丝不能顺利引导导管的插入，则应该用外科的方法切开皮肤直接显露股血管进行直视下插管。这种插管技术可以引出心排血量70%～80%的血量，因此可以明显减少肺血量、降低肺动脉压力、减少肺充血和减轻肺水肿，加之氧合后的血液是由股动脉灌注入体内，可以明显增加体动脉压力、改善全身血供，有利于重要脏器的恢复与维护。因此，它又是一种循环辅助的好方法，尤其是当患者有心功能不全或肾功能不全合并严重的呼吸衰竭时，可以选用此方法。
2．静脉－静脉转流 如果患者应用ECMO的目的主要是呼吸支持，可以选用周围血管插管方法，这也是目前最常用的一种方法。从股静脉插入1根或2根静脉插管，导管头部在髂血管部位，将静脉血引出至体外肺进行氧合，再经另一根由另一侧股静脉插入的静脉导管（导管头部应插至右心房水平）将氧合血泵入体内，经右心室和肺动脉后，氧合血再经左心至体循环。应用静脉插管体外膜肺时最多可引出体循环血量的40%～45%，完全可以治疗所有的肺功能不全的患者。为了使治疗更为快捷和简便，目前已经沿用了连续静脉血液透析法（CVVH）的插管方法，即应用单根双腔导管经股静脉或颈静脉插入腔静脉，由导管的侧孔将静脉血引出体外经膜肺氧合后，再经导管的头端泵入腔静脉内。由于导管的侧孔与头部的孔之间有较长的距离（5～7cm），故一般不会发生氧合血再次被抽出体外而发生重复氧合的情况。用该法氧合后，动脉血氧分压可以达到100mmHg（13．33kPa）以上，二氧化碳分压可达5．44kPa（40mmHg）以下。由于该方法不减少右心血量和肺血量，因此，要求患者的右心功能应相对正常。当然，有时应用了静脉－静脉转流膜肺氧合后，由于氧合的静脉血进入肺动脉内，可以减轻由于低氧血症所致的肺动脉压力增高，对于右心功能的恢复较为有益。近年来应用了一种新的静脉－静脉氧合法即静脉内氧合（intravascular oxygenator，IVOX）法来治疗肺功能衰竭。这种氧合装置是应用导管头部的中空膜性纤维在腔静脉内直接与静脉进行气体交换，而循环的静脉血可以围绕中空纤维的外表面自由流动，既不影响血流动力学，又不会影响患者的体温。
3．动脉－静脉转流法 该方法是将股动脉血引出，利用动脉的压力将血液推过氧合器进行氧合，然后血液经静脉回输体内。此种方法是利用左心室做功的力量推动ECMO系统血液的流动。因此，它是一种消耗心脏做功的方法，所以应用该法的前提是患者的左心功能必须良好。该转流法不需要体外泵的驱动，在动脉－静脉体外氧合时的“转流”十分平稳，既达到了简化体外循环设施和转流程序的目的，也减轻了用泵驱动的体外膜肺血路对血细胞破坏的缺点，其惟一不利的方面是增加了右心负荷，因此对于右心功能不全的患者不适合。此方法一般多用于治疗心功能良好但动脉血二氧化碳过高的患者。
4．右心系统－左心房转流 对于临床上病情十分严重的原发性或者继发性肺动脉高压且伴有严重缺氧和右心衰竭的患者，一般药物治疗往往是无效和徒劳的。根据目前的外科技术水平，根治这类患者的有效方法是心肺联合移植，但由于供体来源与时间的问题，有时患者尚未等到移植就已经死亡了。因此，迫切需要有一种方法能对患者的心肺进行较长时间的支持，作为“桥梁”以维持患者到心肺联合移植。右心系统（右心室、肺动脉）－左心房转流是一种非常有效的心肺支持方法。采用右心室插管或者肺动脉插管的方法，依靠右心室的搏动力量将血液泵入膜肺进行氧合并排出二氧化碳，再回流至左心房，依靠左心室搏动力量泵至体循环系统。该方法的缺点是需要开胸插管，程序相对烦琐、创伤较大，但与挽救患者生命相比，这些缺点就成为次要问题了。
二、适应证与禁忌证
（一）适应证
对于肺部的急性病变，考虑可以逆转、以呼吸机辅助呼吸效果不佳、严重而威胁生命的缺氧，以及有长期使用呼吸机的禁忌证患者均可为ECMO的适应证。
1．体外循环手术后严重的灌注肺，但心功能尚好，应用呼吸机辅助呼吸仍不能保证满意的动脉血氧分压而不能停体外循环机患者。
2．儿童病员急性肺部损伤，如严重肺动脉高压、各种感染原因所致的肺炎、心脏术后灌注肺、肺梗死、肺泡蛋白沉积、严重肺创伤和右心功能不全等，均可应用ECMO进行有效的治疗。
3．新生儿呼吸衰竭用小儿呼吸机辅助呼吸或药物治疗无效时，应用ECMO可收到良好的治疗效果。
4．相对于体外氧合来说，ECMO还可以为单纯排除体内过高的二氧化碳分压而应用。
5．ECMO除作为呼吸辅助的一种有效手段外，还可以在特殊的情况下进行循环辅助。ECMO进行循环辅助的优点是可以采用外周血管插管、快速建立体外循环，操作相对简便安全。在紧急情况下可以在ICU中插管并建立并行循环，能挽救一部分危重病人的生命。
6．对于一些难度特别大的手术，如咽喉部或气管肿瘤等，在麻醉时可能发生肿瘤脱落窒息等危险，如果事先建立体外膜肺的管路保证患者的供氧问题后，即可以从容地进行气管插管麻醉，而且也不必担心肿瘤脱落等意外情况发生，可以极大限度地保证手术患者的安全。新生儿先天性膈疝手术前如果呼吸功能极差时，建立ECMO后再进行麻醉插管和手术则安全性明显提高。
体外膜肺的转流量应根据患者的实际情况而定，如果是单纯静脉系统回路氧合方式，可以考虑应用患者的1／3血容量，同时要根据患者的PaO2和静脉氧饱和度（SvO2）进行调整。如果患者除应用体外膜肺进行呼吸辅助以外，还需要进行一定量的循环辅助者，则体外膜肺的转流量可以相应增大，以达到临床检验结果满意和患者情况改善为度。在转流的过程，要经常进行ACT（激活凝血酶原时间）、血细胞比容（HCT）、血电解质浓度和动脉血气等检查，以保证患者的安全和体内环境的稳定。
（二）禁忌证
主要有明显出血倾向、已有颅内出血、多发性创伤、中枢神经系统损害、脓毒症以及晚期肿瘤的患者等，因为应用ECMO治疗是需要给予一定量的肝素进行抗凝处理，故对于上述患者不能应用ECMO治疗。
三、ECMO的管理
在ECMO的应用过程中，管理工作是十分重要，除了要熟悉机体的血流动力学改变以外，还要十分注重精确地调整转流量与氧流量，并应定时检查动脉血气分析以了解氧合效果。患者进行体外膜肺治疗时，床边必须始终有高年资的专业护士和医师监护，认真详细地做好各项指标的记录，定时抽血送检，观察机器运转情况和精细调节，全面掌握患者生命体征的变化，同时应定时评估治疗效果。另外应用体外膜肺进行治疗时，应始终保持患者处于麻醉状态，这样既保证患者能够安静地接受治疗，而不致发生躁动和意外拔除循环血路等问题，也不会使患者受到过强的恶性刺激而发生精神方面的异常等。
病例分析
【病例】 男性，患者，73岁，体重82kg。因乙状结肠癌择期在全麻下行乙状结肠癌根治术，术后7d并发双下肺感染。血气分析：pH 7．331，PaCO250．2mmHg，PaO2 65．2mmHg，BE－5；查体：患者不能平卧，轻度发绀，腹部明显膨隆；呼吸32／min，听诊双肺可闻及干、湿性音，布满明显弥漫性哮鸣音。经抗感染、扩张支气管、持续低流量吸氧无明显好转。当日午夜2：00患者突然呕吐并大量胃内容物反流误吸，出现神志恍惚，躁动不安，大汗，呼吸达44／min，HR145／min，SpO280%左右。
1．该患者有无建立人工气道的指征？
分析：有。因为：①患者严重缺氧；②大量胃内容物反流误吸，需要立即进行清除。
2．立即行经鼻行气管插管（导管内径为7．0mm）、纤维支气管镜冲洗吸痰；行胃肠减压、呼吸机正压通气（参数：VT 450ml、f 15／min、FiO2100%、I／E 1∶1．5），患者SpO2维持在86%。问：呼吸机参数的调节有哪些不合理？
分析：呼吸机参数的首次调节VT应根据患者的公斤体重进行计算。该患者82kg，按标准6～8ml／kg计算应该是492～656ml，说明该患者若按450ml潮气量给予通气则产生通气不足，最后导致动脉血中二氧化碳分压升高。
3．该患者开始时FiO2100%而SpO2仍然只维持在86%，为什么？应采取什么措施提高血氧浓度？
分析：因该患者有误吸史，有误吸综合征；肺内有大量渗出使肺泡失去了功能性肺泡扩张功能，必须通过PEEP来增加功能残气量、提高血氧浓度。
4．该患者在治疗中出现痰液黏稠不易吸出应如何处理？
分析：因该患者有肺部感染，有大量脓性分泌物出现且经过长时间的脱水治疗使痰液干燥；治疗上应加强气道湿化及雾化，碱化痰液；吸痰前可注入低渗碳酸氢钠（1．25%）使痰液稀释。
5．3d后患者表示无法耐受经鼻气管插管，且鼻前庭有少许脓性分泌物，怀疑有鼻窦感染。此时，患者有无气管切开的指征？
分析：因该患者气道内有大量分泌物，气管切开造口置管有利于吸痰、保持气道通畅及减少呼吸道死腔。另外因患者肺部感染未能很快缓解，估计需要长时间进行机械通气。患者不能耐受气管插管且已有鼻窦感染不能再保留经鼻气管插管。
6．机械通气过程中出现低压报警，我们应该如何处理？
分析：（1）检查人工气道和呼吸机管道系统连接是否漏气，如人工气道完全脱出、管道系统完全脱落；管道连接处是否密闭，管道有无老化导致漏气；气管导管气囊是否充盈有无漏气等。
（2）呼吸机工作压力是否降低或气源压力是否下降。
（3）呼吸机是否因故障停止工作或传感器异常，查看气道压力表。
（4）如发现呼吸机低压力报警，要迅速采用简易气囊维持呼吸，排除故障或更换呼吸机。
思考与练习
1．定容型与定压型呼吸机相比较有何异同？
2．在使用呼吸机前应进行哪些检查，使用过程中应该如何维护？
3．建立人工气道的方法有哪些？临床上如何根据患者病情进行选择？
4．气管切开造口置管术后为何要保持室内相对湿度90%以上，为保持气道通畅应如何管理？
5．建立人工气道后，为什么要保持每日有充足的液体输入？
6．人工气道湿化的标准有哪些？
7．在吸痰时如何根据痰液性状判断痰液黏度，其临床意义？
8．哪些情况下患者需应用机械通气，应注意避免哪些情况？
9．呼吸机使用过程中常见报警有哪些，应如何消除？
10．在机械通气过程中，通过监测如何判断下列情况并给予相应处理：①自主呼吸与机械通气对抗；②通气不足；③通气过度；④低氧血症；⑤气压伤；⑥机械通气有效。
（韩文军 李永庆）
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