体外膜肺氧合（ECMO）作为一种重要的体外生命支持技术，临床上主要用于心脏功能不全和（或）呼吸功能不全的支持，目前已经成为治疗难以控制的严重心力衰竭和呼吸衰竭的关键技术[1-2]。20世纪60年代ECMO于国外开始应用于临床，20世纪末国内临床上成功开展ECMO。随着ECMO的发展和演变，现今ECMO的适应证更加广泛，已在心脏外科手术、暴发性心肌炎、心肌梗死、心脏骤停、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）以及心肺器官移植等多个领域开展，并取得了一定的效果[3-4]。近年来国内外已经相继发布了ECMO技术方面和单项疾病应用的专家共识和指南[5-7]。然而随着ECMO的跨学科应用，治疗领域不同，涉及的各专业临床医护人员掌握ECMO的水平差异较大，医护人员必须严格掌握ECMO在不同情况下的适应证及应用方法；而现有的ECMO相关研究主要以回顾性队列研究和病例报道为主。为此，由中国心胸血管麻醉学会牵头组织多学科专家，参考国内外相关疾病诊疗专家共识和指南的基础上，结合我国ECMO临床实践，对ECMO应用流程和管理，ECMO的心脏外科应用、救治暴发性心肌炎、心脏骤停、心肌梗死合并心原性休克、ARDS、肺移植，以及ECMO期间的镇静镇痛管理等方面，综合制定专家共识，供国内相关从业人员参考。
1ECMO概述
1.1ECMO工作原理和类型
ECMO工作原理是将静脉血从体内引流到体外，经膜式氧合器氧合和二氧化碳排除后再用离心泵将血液注入体内，承担气体交换和血液循环功能。
按照血液回输的途径不同，通常ECMO有两种类型：从静脉系统引出动脉回输为VA-ECMO；从静脉引出又注入静脉为VV-ECMO。前者同时具有循环和呼吸辅助功能；后者仅具有呼吸辅助功能[8-9]。
插管方式分经皮穿刺和手术切开两种插管技术[10-11]。需结合病情和ECMO技术经验进行操作；如果条件允许，建议插管前采用超声评估血管，引导插管，减少插管并发症。
1.2ECMO在循环领域的应用
VA-ECMO是各种急性双心室功能衰竭合并呼吸功能衰竭患者的首选治疗方法，也是心脏骤停患者的抢救性辅助治疗手段[12]。主要适应证包括：（1）各种原因（包括急性心肌梗死、心脏外科术后、暴发性心肌炎、心脏介入治疗突发事件、等待心脏移植、长期慢性心力衰竭患者急性失代偿、药物中*、溺水以及冻伤等）引起的心脏骤停或心原性休克。（2）急性右心功能衰竭：急性大面积肺栓塞、心脏移植术后合并右心功能不全、接受左心室辅助装置出现急性右心衰竭、严重呼吸衰竭引发的急性肺原性心脏病。（3）顽固性室性心律失常。
1.3ECMO在呼吸领域的应用
VV-ECMO是各种原因所致的急性呼吸衰竭患者的首选治疗方法[13]。主要适应证包括：ARDS患者、肺移植患者、支气管哮喘、肺栓塞、大气道阻塞、慢性阻塞性肺疾病等原因引起的严重急性呼吸衰竭。
1.4ECMO的运行及管理
1.4.1凝血功能管理
ECMO辅助时必需使用抗凝措施以预防血栓形成，肝素是ECMO运行期间最常用的抗凝剂。通常在ECMO插管前先首次给予肝素U/kg，使得激活凝血时间（ACT）维持在~s范围内。运行过程中持续泵注肝素，维持适当的ACT水平，并结合活化部分凝血酶原时间、抗-凝血因子Xa、血栓弹力图测定结果以及患者病情等综合判断所需的抗凝强度，在血栓栓塞风险与出血并发症之间进行适宜平衡。在ECMO辅助过程中还需要维持机体适当的凝血功能，防止发生出血，保持血小板数目≥50×/L，如有必要及时补充凝血物质。
1.4.2血气管理
定时监测动脉血气，保持动脉二氧化碳分压在40mmHg（1mmHg=0.kPa）左右；持续监测中心静脉血氧饱和度，以维持在70%~75%为宜。VA-ECMO动脉氧饱和度维持在95%以上，VV-ECMO稳定状态下动脉血氧饱和度一般保持在85%~90%之间。
1.4.3通气设置
运行过程中采取保护性肺通气策略[平台压30cmH2O（1cmH2O=0.kPa）；呼气末正压5~15cmH2O；吸入氧浓度50%；呼吸频率小于10次/min和总潮气量ml]。ECMO通气：血流比=1:1.5~2.0，维持二氧化碳分压35~45mmHg，氧分压mmHg左右。对于ARDS患者需采用更严格的保护性肺通气策略，详见分论章节。
1.4.4流量管理
VA-ECMO直接影响动脉血压和全身各脏器的灌注，既要满足全身其他器官的有效灌注，又要尽可能的减轻心脏的负荷。辅助过程中有必要维持较低剂量的正性肌力药物，维持必要的左心室射血功能有利于心脏功能恢复。VV-ECMO辅助流量应控制在能够保证全部的氧供和二氧化碳排出，并尽可能将再循环降至最低。通过调节血流量保持适当的血压以及合适的动静脉氧饱和度。
1.4.5血流动力学管理
运行过程中，目标血压设定应结合患者组织、器官灌注和氧代谢情况，满足患者重要脏器血供需求。根据患者基础血压情况以及全身状况，建议将平均动脉压维持在50~90mmHg，对于既往有高血压病史者，可适当维持较高血压。监测中心静脉压，保持其处于较低水平。针对特殊情况，可以联合主动脉球囊反搏及左心房减压等技术。
1.4.6容量管理
应结合患者心功能状态、循环状态和组织灌注情况等因素综合考虑，进行容量管理。严格限制液体入量，并积极处理容量超负荷已成为ECMO管理主要内容。VA-ECMO维持容量相对较欠，满足ECMO引流，尽量降低心脏前后负荷，减轻静脉系统内压，改善脏器灌注；VV-ECMO，在循环稳定的前提下，维持液体负平衡，有利于减轻肺脏渗出，改善预后。必要时联用持续性肾替代治疗。
1.4.7其他
ECMO运行期间还需注意：（1）护理：基础日常护理非常重要，包括黏膜、皮肤和气道护理，并保持安静的环境。（2）抗感染：ECMO治疗期间感染是常见并发症之一[14]，应当做好院内感染防控，结合感染情况合理选用抗生素，必要时进行血培养。（3）营养支持：为了维持脏器基本功能，促进病情恢复，应当重视营养支持。（4）保护肾功能：维持肾脏良好的灌注，必要时给予小剂量利尿剂，以维持足够的尿量。
1.5撤机
1.5.1撤机标准
VA-ECMO的撤机标准：（1）心脏功能恢复良好，ECMO流量减至原流量的1/3或低于1.5L/min时，较少的血管活性药物能够维持满意的循环；（2）心脏功能评估：超声心动图动态评估左心室收缩性功能：主动脉速度-时间积分10，左心室射血分数（LVEF）30%，右心功能评估良好，心室壁运动协调。
VV-ECMO撤机标准：（1）肺部原发病、肺功能以及影像学等情况改善；（2）机械通气：吸入氧浓度50%，潮气量6~8ml/kg情况下，气道峰压30cmH2O、气道平台压25cmH2O，呼气末正压≤10cmH2O，维持氧合满意；（3）血气分析：二氧化碳清除能力、氧合指数及内环境稳定。
1.5.2撤机流程
VA-ECMO撤机有快撤机和慢撤机两种方式。慢撤机即逐渐减小辅助流量，观察患者情况，一般需6~24h；快撤机直接将流量降至最低（1.5L/min），如患者在低剂量正性肌力药物作用下维持循环稳定，一般在1~2h内完成。VV-ECMO当流量仅为起始流量的20%~30%时，先停止向膜肺供气，继续转流，监测静脉氧饱和度，循环稳定后即可撤机。
由于在ECMO撤机过程中流量较低，血流缓慢，为避免血栓形成，应当调整肝素的用量，观察临床出血情况和ACT。
1.6知情同意制度
在ECMO治疗期间需严格落实知情同意制度。实施ECMO前，应当详细告知患者家属ECMO治疗目的，ECMO治疗期间可能发生的并发症和处理措施，以及相关治疗费用等，并签署知情同意书。在ECMO运行期间及撤机前也应注意医患沟通，及时告知病情变化。对于放弃治疗的决策，需进行充分医患沟通，征得同意并签署知情同意书。
1.7ECMO应用后监测和随访制度
在完成每例ECMO应用后，按规定进行随访、记录、保留并及时上报相关病例数据信息，接受各级质控中心对ECMO技术临床应用的质量管理。
1.8ECMO团队构建
由于ECMO技术的临床应用，医院多个部门、多个专科，必须构建ECMO多学科团队，具备共同协作、快速反应和良好专业的能力[15]。专业成员包括：麻醉科、体外循环科、重症监护室（ICU）、心脏及血管外科、心血管内科、呼吸科、急诊科、肾内科、影像科、营养科、神经内科等专科医护人员。
2ECMO的临床应用
2.1心脏外科术后患者ECMO支持治疗
心脏外科术后ECMO循环支持的目的在于保障全身有效的血液灌注，作为对病变心脏的有效辅助方法，为心脏的进一步诊治恢复赢得宝贵时间[16]。
2.1.1心脏外科术后ECMO支持治疗适应证
（1）心脏外科术后心原性休克的治疗；（2）心脏移植后严重供体器官功能衰竭的治疗；（3）心力衰竭终末期安装心室辅助装置或心脏移植的过渡治疗；（4）左心室辅助装置后右心衰竭的预防治疗。
2.1.2心脏外科术后ECMO支持治疗的禁忌证
绝对禁忌证：（1）恶性肿瘤；（2）不可复性脑损伤以及严重的不可逆性多脏器损害。相对禁忌证：（1）心脏术后依然合并不能矫治的先天和后天疾病者；（2）心肺复苏时间超过30min者。
2.1.3心脏外科术后ECMO运行的管理
选用VA-ECMO循环及呼吸支持模式。ECMO期间血压可偏低，特别是在ECMO初期。成人ECMO平均动脉压不宜太高，维持在50~60mmHg即可。混合静脉血氧饱和度65%、脉搏血氧饱和度95%。乳酸2mmol/L或逐渐下降，提示组织灌注良好。
容量管理：维持中心静脉压低于8mmHg，左心房压低于10mmHg较为理想。中心静脉压过高可用利尿剂增加尿量，也可用肾替代治疗加速液体的排出。对于严重左心功能不全患者，经左心房放置引流管，可有效降低左心室前负荷，使左心室得到充分休息。在此期间常常因发热、利尿、肾替代治疗排除水分过多、酸碱失衡等因素，需要监测血气分析和血流动力学，调整内环境平衡，对容量管理也是非常关键的。
药物调整：ECMO启动后逐渐降低正性肌力药物用量至维持量水平，保持心脏一定的兴奋性，并让心脏得到充分的休息。
抗凝管理：心脏外科手术后难以脱离体外循环机患者开始ECMO支持时，可使用全量鱼精蛋白中和肝素。术后密切观察患者胸腔、纵隔引流、渗血和出血量等情况。术后24h逐渐增加肝素的入量。间隔2~3h测定凝血功能，及时调整肝素用量。根据凝血功能监测结果，选择不同的治疗措施，包括药物和血液制品。
呼吸管理：包括保证呼吸通畅，避免肺泡痿陷，减少肺泡渗出，避免氧中*。持续机械通气应该采用保护性肺通气策略，根据临床表现和血气分析结果，综合评定心肺功能。期间应注意避免肺不张和肺部感染。
温度管理：注意保持体温在35℃~36℃。温度过高，机体氧耗增加。温度过低，易发生凝血机制和血流动力学的紊乱。
肢体并发症：对于股动脉插管患者，插管部位远端肢体缺血是常见的并发症[17]。为了避免发生，可采用以下方法：（1）比较观察双侧肢体情况，如温度、颜色、周径等。（2）用适当的灌注管供血给远端下肢，建立远端灌注。（3）从肢体远端的灌注管泵入肝素，减少血栓形成。
在心脏外科术后ECMO支持治疗的管理中，循环功能的调控、凝血功能以及术后院内感染防控是需要重点注意的问题。
2.1.4心脏外科术后ECMO的撤机
脱机前应行多学科会诊确定脱机时机。脱机标准：（1）ECMO循环支持流量为患者正常心输出量的20%；（2）在停用或小量血管活性药物的条件下，血流动力学、心脏超声监测及血气分析指标明显好转：血流动力学稳定，评价动脉压60mmHg，脉压20mmHg，中心静脉压10mmHg，左心室压12mmHg，LVEF40%，混合静脉血氧饱和度60%，乳酸2mmol/L；（3）无恶性心律失常。脱机时逐步调整正性肌力和血管活性药物的剂量，缓慢减少ECMO的流量，当流量减少至仅为患者血流量的10%时，可考虑停机。
终止指标ECMO治疗期间若出现下述情况应考虑终止：（1）不可逆的严重脑损伤；（2）其它重要器官功能严重衰竭；（3）顽固性出血；（4）心脏功能无任何恢复迹象且无更佳的治疗方案；（5）不可控感染。
2.2成人心肺复苏的ECMO治疗
体外心肺复苏是指在病因可逆的前提下，对已使用传统心肺复苏不能恢复自主心律或反复心脏骤停而不能维持自主心律的患者，快速实施ECMO支持治疗，提供循环及氧合支持的方法。年美国心脏病协会心肺复苏指南建议：能够快速实施体外心肺复苏的医疗机构可以为可逆病因的心脏骤停患者实施体外心肺复苏[18]。国内体外心肺复苏已用于临床，但是不同中心患者出院存活率差异较大，其原因主要与以下因素有关：患者的选择、有效的传统心肺复苏、高效而安全的体外心肺复苏以及心脏骤停出现到开始有效ECMO辅助的间隔时间等，应不断提升该技术水平。
2.2.1体外心肺复苏的适应证
目前认同度较高的体外心肺复苏的适应证[19]：（1）年龄18~75周岁；（2）心脏骤停发生时有目击者，并有旁观者进行传统心肺复苏，从患者心脏骤停到开始持续不间断高质量传统心肺复苏开始的时间间隔不超过15min；（3）导致心脏骤停的病因为心原性、肺栓塞、严重低温、药物中*、外伤、ARDS等可逆病因；（4）传统心肺复苏进行20min无自主循环恢复、血流动力学不稳定或出现自主循环恢复但自主心律不能维持；（5）心脏骤停患者作为器官捐献的供体或即将接受器官移植的受体。
2.2.2体外心肺复苏的禁忌证
绝对禁忌证：（1）心脏骤停前意识状态严重受损；（2）多脏器功能障碍；（3）创伤性出血无法控制，消化道大出血，活动性颅内出血；（4）左心室血栓；（5）严重的主动脉瓣关闭不全。
相对禁忌证：（1）主动脉夹层伴心包积液；（2）严重的周围动脉疾病；（3）心脏骤停时间已超过60min。
2.2.3体外心肺复苏的实施
医疗机构急救单元应确保体外心肺复苏的设备耗材能及时使用。如果符合体外心肺复苏的适应证，在实施常规高质量复苏的同时，快速有效地进行置管和连接ECMO设备。
由于体外心肺复苏的紧急性及复杂性，需要ECMO团队的有效配合，实施者能够迅速建立经皮置管或外科切开置管，在预定的程序下进行有效的多学科合作。一般情况下，院外医院后，或发现院内心脏骤停患者，主诊医师即刻进行传统心肺复苏及高级生命支持，同时评估患者进行体外心肺复苏的指征。如果患者符合体外心肺复苏的入选标准且无禁忌证，则在有条件的环境就地进行置管和连接管路，并注意实施场地的院感防控。
置管方法取决于心脏骤停当时的环境，中心血管或周围血管均可作为置管血管。为方便置管及评估，建议配备超声仪器设备。置管方法首选超声引导下经皮股血管置管。由于股静脉在心肺复苏中容易操作，通常选用股静脉。
2.2.4ECMO的转运
体外心肺复苏患者的启动不一定在ICU，一旦启动需要转运到ECMO中心ICU继续接受治疗[20]。故体外心肺复苏需成立转运团队。ECMO转运团队包括ECMO管理医师、ECMO置管医师、ECMO治疗师（ICU护师或体外循环师）、转运护师和转运呼吸治疗师。转运前每个成员必须仔细检查所有设备，填写检查表。转运过程中需固定每个组件，以防止因震动、变速导致管路脱出、机器故障等并发症。要求氧合器低置于患者的水平，以降低血泵停转后空气栓塞的风险。注意环境温度和患者的保暖。转运过程中医师、护师、技师及相关人员应各司其职，维持患者适当的通气及氧合，维持血流动力学基本稳定，保证患者安全。
有条件可使用集成便携式ECMO转运系统，更加安全方便，且不增加患者病死率[21]。转运ECMO应配备应急泵或手动控制泵，以防主泵故障或电源故障。还应配备不间断电源，能够在电源故障时满足所有设备的电力需求。ECMO以外的设备包括转运呼吸机、输液泵、氧源、不间断电源，以及ACT监测仪、监护仪、除颤仪、便携式超声仪、血气分析仪、动静脉压力监测设备等，还需要备用抢救药物及血液制品等。
2.2.5体外心肺复苏的伦理挑战
将ECMO引入心肺复苏可能引发一些伦理问题。这些问题主要涉及体外心肺复苏的开始和结束。虽然体外心肺复苏相对于传统心肺复苏的优势越来越多，但还没有一个明确的指南来指导治疗。通常在体外心肺复苏前不能判断它是否有效，但该技术却能够人工支持生命直到结束[22]。然而，体外心肺复苏对医疗机构综合水平、相关人力资源以及医疗费用要求高，并不是所有可能获得潜在益处的患者都能够平等地接受该技术救治。需要实施体外心肺复苏的情况通常非常紧急，患者无法自主决定接受或拒绝该治疗，通常由医生建议，家属决定。在体外心肺复苏使用期间，患者有可能出现不可逆的脑损伤，既不能接受器官移植，又不能恢复意识及生活能力，陷入只能长期依赖体外生命支持的困境[23]。
2.3暴发性心肌炎的ECMO治疗
暴发性心肌炎是一个以心肌受累为主要表现的全身性疾病，其表现形式特殊，突出特点为起病急骤，病情进展迅速，可突发严重心力衰竭、恶性心律失常、心原性休克甚至猝死。根据暴发性心肌炎的特点，治疗应按照“以生命支持为依托的综合救治方案”进行，对心脏泵功能和循环的机械支持是此类患者转归的决定因素[24]。暴发性心肌炎在ECMO支持治疗下，存活率明显提高，而且大部分患者经5~9dECMO支持治疗即可撤离，逐渐痊愈，长期随访心功能持续改善，所以对于血流动力学不稳定的暴发性心肌炎患者推荐尽早使用ECMO治疗[25-26]。
2.3.1暴发性心肌炎ECMO治疗的适应证
（1）心脏指数2L/（m2·min）；LVEF40%~45%，左心室短轴缩短率26%；（2）动脉血气分析指标：pH7.15、碱剩余-5mmol/L、乳酸4.0mmol/L且进行性加重，尿量0.5ml/（kg·h），毛细血管再充盈时间3s，中心静脉氧饱和度50%；（3）使用两种或两种以上正性肌力药/血管活性药物，且大剂量维持下仍存在低血压，如果以上情况持续达3h以上，需紧急启动ECMO。（4）出现或反复出现心室颤动、心搏停止或无脉电活动、短阵室性心动过速、三度房室阻滞等严重心律失常，经抗心律失常药物、正性肌力药物或临时心脏起搏器等处理，仍不能维持有效循环者；（5）心脏骤停经传统心肺复苏15min后仍不能维持自主循环者。
2.3.2暴发性心肌炎ECMO治疗的禁忌证
（1）严重脑功能障碍或已明确脑死亡者。（2）长时间严重代谢性酸中*，如乳酸10mmol/L持续10h以上。（3）长时间严重多器官功能障碍综合征。以上对“禁忌证”的规定，除严重脑功能障碍或明确脑死亡者外，其余均非绝对，如多脏器功能不能恢复，病死率极高，且存活者后遗症多，临床医生需时刻警惕多器官功能障碍综合征的发生与发展，及时建立ECMO。
2.3.3暴发性心肌炎ECMO治疗的管理
ECMO治疗管理重点：（1）早期管理（ECMO第1~2d）治疗重点：保证足够的流量，泵流量约为心排量的60%~80%，稳定生命体征，减轻心脏负荷，偿还氧债，纠正内环境失衡。逐步减量或停用血管活性药。维持红细胞压积在30%~35%。如果流量不足，可适当补充容量，增加离心泵转速，提高胶体渗透压至18~20mmHg。（2）中期管理（ECMO第3~5d）治疗重点：继续稳定内环境，等待心功能恢复及预防并发症发生。心功能恢复表现为脉压逐渐增大，心肌酶、心肌损伤标志物、心电图、超声心动图等指标持续改善。（3）后期管理（ECMO第6~9d）治疗重点：逐步降低ECMO流量，增加自体心脏做功。如有左心减压管，可钳夹至拔除，适当上调呼吸机参数和正性肌力药物，并评估生命体征、血流动力学及心功能各项指标，为ECMO撤离作准备。
如果心功能尚无恢复迹象，必须重新评估并制定下一步治疗计划：继续ECMO辅助；改换长期心脏辅助装置；心脏移植；被迫放弃。不推荐在急性期行心脏移植，因部分患者还有恢复可能。ECMO支持治疗全程需密切观察临床表现，生化指标、血气分析结果、超声心动图表现、炎症因子，对病情进行动态观察，及时调整治疗策略。
预防感染及抗生素应用：ECMO建立时无菌操作，管路为封闭系统，置管创伤小，一般不需大剂量、多种广谱抗生素联合应用，除非临床情况复杂，休克时间长，机体免疫力明显抑制者。日常诊疗及护理中做好手卫生，环境物表的清洁，避免院内交叉感染，密切监测各项感染指标，如出现感染，应遵循抗感染原则对症处理。
联合应用连续肾脏替代疗法：若在有效的ECMO流量灌注下仍少尿、容量过负荷、肾功衰竭者应尽早及时使用，可有效控制出入量；同时为了清除*性物质，最好持续进行，每天至少8~12h或更长，同时起始时引血或终止时回血过程必须缓慢，以免诱发循环和心功能衰竭。连续肾脏替代疗法可连接在ECMO管路上或独立置管，也可考虑ECMO及连续肾脏替代疗法一体化设备。
暴发性心肌炎ECMO治疗的撤机方案：对于暴发性心肌炎患者关键指征是原发病缓解、心功能改善。撤机前建议行撤机试验：先将ECMO流速降低至基线水平的2/3，继而降低至1/3，最终降低至最低水平（1~1.5L/min）。
在撤机试验过程中，应用床旁超声心动图监测患者心功能情况，如患者LVEF≥20%，血流速度时间积分≥6，组织多普勒三尖瓣环侧壁收缩期峰值运动速度≥6cm/s，则可考虑撤离ECMO。如果患者无法完成撤机试验，可能需考虑应用主动脉内球囊反搏、心室辅助装置或考虑心脏移植等后续支持手段。
未完待续
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