一、前言
體外膜氧合 (extracorporeal membrane oxygenation,ECMO) 是持續(xù)體外生命支持 (extracorporeal life support,ECLS) 技術(shù)之一,用于部分或完全替代患者心肺功能,從而為原發(fā)病的診治爭取時間。
雖然 ECMO 在發(fā)達國家已成為一項床旁可及的重要生命支持技術(shù),但在國內(nèi)則起步較晚,前期主要應(yīng)用于心臟病領(lǐng)域,在呼吸衰竭領(lǐng)域的應(yīng)用始于 2009 年新型甲型 HINI 流感在國內(nèi)的流行和重癥病例的集中出現(xiàn),目前多家醫(yī)院已開始將 ECMO 應(yīng)用于重癥呼吸衰竭的救治。
但考慮到 ECMO 是一項成本高昂、技術(shù)復(fù)雜且并發(fā)癥較多的生命支持技術(shù),中華醫(yī)學(xué)會呼吸病學(xué)分會聯(lián)合國內(nèi)有一定應(yīng)用經(jīng)驗的單位,結(jié)合國內(nèi)實際情況起草了本文件,以期規(guī)范 ECMO 治療成人呼吸衰竭的臨床應(yīng)用。
二、原理
ECMO 通過泵(其作用類似人工心臟)將血液從體內(nèi)引至體外,經(jīng)膜式氧合器(其作用類似人工肺,簡稱膜肺)進行氣體交換之后再將血回輸人體內(nèi),完全或部分替代心和(或)肺功能,并使心肺得以充分休息。
按照治療方式和目的,ECMO 主要有靜脈 - 靜脈 ECMO(VV-ECMO) 和靜脈 - 動脈 ECMO(VA-ECMO) 兩種。
VV-ECMO 適用于僅需要呼吸支持的患者,VA-ECMO 可同時進行呼吸和循環(huán)支持。對于呼吸衰竭,vv 方式的并發(fā)癥和病死率略低于 VA 方式,故最為常用。
近年來,一種通過動脈.靜脈壓差驅(qū)動的 AV-ECMO(pumpless ECMO) 也逐漸在臨床得到應(yīng)用,但其提供的血流量較低(一般不超過 1L/min),對氧合有輕度改善作用,主要用于 CO2 的清除。
1.VV-ECMO:ECMO 引血端(多為股靜脈)及回血端(多為頸內(nèi)靜脈)均位于腔靜脈內(nèi),相當(dāng)于人工膜肺與患者肺串聯(lián),從而使患者動脈血氧含量得以改善,改善程度與以下因素相關(guān):
(1)ECMO 血流量;(2) 靜脈回心血量;(3) 再循環(huán)血流量,即引血端及回血端之間距離過近造成的部分血流再循環(huán)至 ECMO 引血端,這種再循環(huán)血流會減少經(jīng)膜肺充分氧合的血液進入肺循環(huán),從而影響氧合;(4) 混合靜脈血氧飽和度;(5) 患者殘存肺功能。
盡管 VV-ECMO 不能提供循環(huán)支持,但由于其運行中所需正壓通氣支持壓力的降低及冠狀動脈氧供的增加,患者的心功能往往也能在一定程度上得以改善。
2.VA-ECMO: 通過腔靜脈(股靜脈或頸內(nèi)靜脈)置管,人工泵將體循環(huán)血流引至體外,經(jīng)膜肺氧合后再經(jīng)頸動脈或股動脈導(dǎo)管回到體內(nèi),相當(dāng)于膜肺與患者肺進行并聯(lián),這種方式與傳統(tǒng)的體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass,CPB)相同。
運行過程中的 Sa02 受到 ECMO 和患者自身心臟功能的共同影響:當(dāng)左心室不具有射血功能時,患者 Sa02 完全由 ECMO 回血端血氧飽和度決定;當(dāng)左心室具有一定射血功能時,Sa02 由來自 ECMO 和左心室的混合血流血氧含量共同決定。
因此,當(dāng)肺功能嚴重障礙且 ECMO 回血端位于股動脈時,由于左心室射血血流的氧含量很低,因而存在上半身(冠狀動脈、顱內(nèi)血管及上肢血管供血區(qū))缺氧的潛在危險。如果患者尚有部分殘存肺功能,或者 ECMO 回血端位于主動脈近端,可規(guī)避以上風(fēng)險。
三、適應(yīng)證
ECMO 治療的基本目的是提供相對于常規(guī)呼吸支持更有效、更安全的通氣與氧合支持,從而為診斷和治療原發(fā)病爭取更多的時間,在選擇患者時應(yīng)綜合考慮以下多種因素。
1.疾病潛在可逆性:ECMO 作為一種臟器支持治療手段,對原發(fā)病本身沒有直接治療作用,因此在決定是否給患者行 ECMO 治療之前,應(yīng)綜合判斷原發(fā)病的潛在可逆性,同時應(yīng)綜合考慮所在單位及當(dāng)?shù)貙@種疾病的綜合診治能力,這是決定是否行 ECMO 治療最為重要的先決條件。
2.原發(fā)的嚴重程度及進展情況:應(yīng)對呼吸衰竭嚴重程度進行較為客觀的評估,如測定氧合指數(shù) (Pa02/Fi02)、呼吸系統(tǒng)靜態(tài)順應(yīng)性、氣道阻力、氣道壓力以及內(nèi)源性呼氣末正壓(PEEPi) 等。
如果患者病情確實很重,并有加重的趨勢,在優(yōu)化目前機械通氣治療的情況下仍不能維持滿意的通氣和(或)氧合,可考慮行 ECMO。
3.合并癥與并發(fā)癥:如果在嚴重呼吸衰竭的基礎(chǔ)上再合并嚴重的合并癥(如高血壓、糖尿病、冠心病、腦血管病及出凝血功能障礙等)及并發(fā)癥(如多個臟器嚴重功能不全),將會大大增加治療的難度,從而顯著降低 ECMO 的成功率。
4.社會 - 經(jīng)濟因素:ECMO 的成本昂貴,并發(fā)癥較多,總體成功率受多種因素影響,因此需要患者家屬充分理解治療的意義、費用及整個過程的困難程度,積極配合,方可最大限度地提高成功率,以避免半途而廢或不必要的醫(yī)患糾紛。
5.管理經(jīng)驗與團隊建設(shè):一個完整的 ECMO 團隊需包括呼吸、危重癥醫(yī)學(xué)、心胸外科、血管外科、超聲科、輸血科等多個學(xué)科的配合,并且能及時到位;而 ECMO 患者的管理涉及全身各個臟器系統(tǒng),要求相關(guān)人員在呼吸、循環(huán)、血液、營養(yǎng)、感染等各個領(lǐng)域均有豐富的經(jīng)驗。
建議在開始臨床應(yīng)用前進行必要的動物實驗與演練,并對每例患者進行總結(jié)。
6.禁忌證:ECMO 沒有絕對禁忌證。如患者具有上述不利因素(原發(fā)病可逆性小,具有多種嚴重的合并癥與并發(fā)癥,存在嚴重影響 ECMO 操作的社會一經(jīng)濟因素),應(yīng)視為相對禁忌證。
此外,以下情況應(yīng)特別注意:
(1) 有應(yīng)用肝素的禁忌或相對禁忌,如嚴重凝血功能障礙、合并有近期顱內(nèi)出血、對肝素過敏、具有肝素誘導(dǎo)的血小板減少癥(heparin-induced thrombopenia,HITT)等;
(2) ECMO 前機械通氣時間過長(表明原發(fā)病處理較為困難,或合并有嚴重氣壓傷、呼吸機相關(guān)肺部感染等并發(fā)癥),其 ECMO 的成功率越低,因此高通氣支持水平 [氣道平臺壓> 30 cmH20(1 cmH20=0.098 kPa),F(xiàn)i02 >0.8] 應(yīng)用>7 -10 d 的患者行 ECMO 需謹慎;
(3) 高齡往往作為一個獨立因素與 ECMO 的成功率及病死率相關(guān);(4) 對于體重 >l kg/cm 或 BMI> 45 kg/m2 的患者,目前的膜肺所提供的氧供尚不能滿足這類患者的需求。
在選擇 ECMO 患者時,應(yīng)綜合考慮上述多種因素,而不能簡單地以生理學(xué)指標(biāo)去篩選患者。
具體病種所致呼吸衰竭的 ECMO 臨床應(yīng)用指征和現(xiàn)狀分述如下:
(1)ARDS: 挽救治療參考標(biāo)準:采用肺保護性通氣(潮氣量 6-8ml/kg,PEEP≥10 cmH20)并且聯(lián)合肺復(fù)張、俯臥位通氣和高頻振蕩通氣等處理,在吸純氧條件下,氧合指數(shù) <100,或肺泡 - 動脈氧分壓差 [P(A-B) 02]>600 mmHg(l mmHg=0.133kPa);通氣頻率 >35 次 /mm 時 pH 值 <7.2 且平臺壓>30cm H20;年齡 <65 歲;機械通氣時間 <7 d;無抗凝禁忌。
對于具有氣壓傷高風(fēng)險或有明顯 C02 潴留的患者,可采用 AV-ECMO 有效降低平臺壓和潮氣量或 C02 水平。重癥肺炎所致嚴重呼吸衰竭可參考上述標(biāo)準。
(2) 肺移植:ECMO 應(yīng)用于肺移植一方面可以維持通氣與氧合,另一方面還可以避免氣管插管所帶來的肺部感染等相關(guān)并發(fā)癥,保證術(shù)前康復(fù)鍛煉,使患者有足夠長的時間等待供肺,并提高移植的成功率。此外,移植術(shù)中在阻斷一側(cè)肺動脈或行單肺通氣時不易維持通氣和氧合,或肺動脈壓力急劇升高致嚴重血流動力學(xué)障礙時采用 ECMO 可保證手術(shù)順利進行,從而避免了體外循環(huán)。而術(shù)后因嚴重再灌注肺水腫、急性排斥、感染或手術(shù)并發(fā)癥致嚴重呼吸衰竭時,也可采用 ECMO 進行支持。
(3) 支氣管哮喘:支氣管哮喘患者的 ECMO 成功率高達 79.3%。對于平臺壓 > 35 cmH2O 同時伴有嚴重呼吸性酸中毒(pH 值 <7.1),或血流動力學(xué)難以維持者,若無 ECMO 禁忌,可積極行 ECMO 或 AV-ECM0。
(4) 肺栓塞:對于伴有嚴重血流動力學(xué)障礙而又不宜常規(guī)溶栓者,或需要手術(shù)迅速解除梗阻者,行 VA-ECMO 以迅速降低右心負荷,穩(wěn)定血流動力學(xué),并改善氧合。
(5) 大氣道阻塞:由于新生物或異物所致大氣道阻塞常需要氣管切開或氣管鏡介入治療,以 ECMO 支持可以保證上述操作安全進行,大部分報道均取得較好的療效。
(6) 慢性阻塞性肺疾?。ê喎Q慢阻肺):AV-ECMO 可使大部分需要有創(chuàng)通氣的重癥慢阻肺患者避免插管,并維持較好的通氣與氧合,但與傳統(tǒng)有創(chuàng)通氣相比,并不改善 28 d 及 6 個月生存率。
四、ECMO 的建立與相關(guān)操作
1.血管通路的選擇與準備:VV-ECMO 引血端的靜脈插管通常經(jīng)股靜脈置入,回血端經(jīng)頸內(nèi)靜脈置入(優(yōu)先選擇右側(cè))。VA-ECMO 的引血端靜脈插管和 VV-ECMO 相同,回血端通常選擇在同側(cè)或?qū)?cè)的股動脈。
如患者股動脈較細,為避免下肢缺血,應(yīng)同時從動脈插管分流一下肢灌注血管。AV-ECMO 的血管通常選擇同側(cè)或?qū)?cè)的股動脈和股靜脈。
ECMO 插管前的準備與常規(guī)的深靜脈及大動脈穿刺類似。通常需要雙側(cè)同時準備,在一側(cè)穿刺失敗時可更換至對側(cè)。常備血管切開包,以便在穿刺置管不成功時隨時改切開置管。
穿刺前可應(yīng)用床旁超聲定位血管走行,預(yù)先標(biāo)定位置,或在超聲引導(dǎo)下定位穿刺。頸內(nèi)靜脈導(dǎo)管固定點要延伸至耳后乳突位置,需擴大備皮范圍,甚至剪除同側(cè)或全部頭發(fā),以便消毒和護理。而股靜脈穿刺的皮膚準備應(yīng)該要達到膝蓋水平。
常規(guī)準備 800 ml 懸浮紅細胞、400 - 800 ml 血漿或相應(yīng)容量負荷的膠體。ECMO 系統(tǒng)開機運行前,應(yīng)提前補充懸浮紅細胞和膠體,以避免或減少開機后立即出現(xiàn)的低血壓狀態(tài)。
另外,考慮到 ECMO 穿刺時無菌敷料需完全覆蓋床單位,穿刺前應(yīng)充分吸痰、清除氣囊上滯留物,延長靜脈通路以便在操作過程中需要應(yīng)用肝素、血管活性藥物等治療時不會影響到操作區(qū)域。
2.操作要點:主要步驟包括穿刺、置管、與預(yù)充好的 ECMO 套包的連接、開機試運行、導(dǎo)管位置的確認和固定、連接水箱等。目前大部分 ECMO 置管能在床旁通過穿刺方式建立,無需切開。切開需要外科醫(yī)生在床旁或手術(shù)室進行。
ECMO 置管的穿刺方式通常采用 Seldinger 技術(shù)。應(yīng)用擴張管沿導(dǎo)絲對置管皮膚和皮下通道進行逐級擴張。通常情況下頸內(nèi)靜脈/股動脈回血端管路的置入深度為 14 -15 cm,而股靜脈引血端的置入深度為 43 -47 cm。
可以通過 X 線胸片了解導(dǎo)管的位置,股靜脈引血端開口應(yīng)在下腔靜脈接近右心房開口處,大約在橫膈水平、第 10 胸椎左右,頸內(nèi)靜脈回血端開口應(yīng)在上腔靜脈接近右心房開口處,大約以第 4 胸椎下緣為標(biāo)記。置管前根據(jù)病情進行全身肝素化,具體劑量參考抗凝節(jié)。
將完成預(yù)沖、夾閉循環(huán)的 ECMO 系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至床旁,接通電源與氧氣,連接好提前穩(wěn)定運行于 37℃水溫的水箱。由輔助人員將 ECMO 系統(tǒng)的引血、回血管路遞給穿刺操作者,再由操作者將引血管路和回血管路分別和引血、回血導(dǎo)管切實相連。
連接時,兩端連接管路的開口部分可能會有空氣,應(yīng)予以排出。應(yīng)注意患者低血容量或自主呼吸較強時可能導(dǎo)致引血困難、空氣進入血管內(nèi)產(chǎn)生氣體栓塞。
全面、仔細檢查 ECMO 系統(tǒng)管路,連接無誤、牢固可靠后,打開離心泵達到 1 500 r/min,打開管路上的管鉗,開通氧氣,可見膜肺后血液迅速變?yōu)轷r紅色,患者氧合逐漸改善。
根據(jù)病情需要,將血流量調(diào)節(jié)至維持基本氧合水平,氧氣流量通常與血流量之比為 1:1。縫扎固定血管內(nèi)導(dǎo)管于患者皮膚,固定完畢后以無菌敷料覆蓋。
五、設(shè)備與管路的管理
1.血泵:目前臨床上最常用的血泵為離心泵和滾壓泵。離心泵運轉(zhuǎn)時能耗低,不會產(chǎn)生過大的正壓或負壓,也能捕獲少量氣體并使其滯留在泵頭中,因而安全性能優(yōu)越;其主要缺點為流量不穩(wěn)定,低流量時溶血風(fēng)險增大。
相反,滾壓泵能提供穩(wěn)定的流量,在新生兒低流量運轉(zhuǎn)時,溶血風(fēng)險低;缺點是無論血容量是否足夠、管路壓力改變,滾壓泵會持續(xù)運行,容易出現(xiàn)過大的管路負壓或正壓,空氣栓塞的風(fēng)險也增加,通過在血泵的引血端和回血端安裝伺服控制的壓力傳感器,可增加使用的安全性。
每臺血泵均應(yīng)配有備用電源,或自帶蓄電池。另一必備的配套設(shè)備是手搖柄,保證在血泵故障時啟用手搖柄驅(qū)動血泵泵頭。增加血泵轉(zhuǎn)速從而提高血流量是改善氧合最重要的手段,應(yīng)密切監(jiān)測血泵的轉(zhuǎn)速與流量。
通常在 ECMO 系統(tǒng)穩(wěn)定運行時二者具有固定的比例關(guān)系,若出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不變而流量下降的情況(有時可能是很小的變化),提示整個 ECMO 系統(tǒng)阻力增加(管路打折、血栓形成等)或血容量不足,應(yīng)及時排查原因。
2.膜肺:膜肺是 ECMO 系統(tǒng)的另一核心部件,為進行氣體交換的裝置。目前市場上膜肺的材料有固體硅膠膜、微孔中空纖維膜(聚丙烯)或固體中空纖維膜 (聚甲基戊烯,PMP)。
與固體硅膠膜相比,微孔中空纖維膜預(yù)沖時排氣快,氣體交換能力強,膜面積小,膜材料生物相容性好,跨膜壓差低,操作簡單、高效,同時能有效減少血小板的激活、紅細胞的破壞和血栓形成;但這種微孔膜易發(fā)生血漿滲漏而失去功能,尤其是靜脈輸注脂類更容易發(fā)生,限制了其臨床應(yīng)用。
目前常用的固體中空纖維膜結(jié)合以上兩種膜的優(yōu)點,克服了血漿滲漏的缺點,使臨床使用時間明顯延長。
盡管目前的膜肺大都使用肝素涂層,但血栓形成仍是導(dǎo)致其功能下降的最重要原因,臨床應(yīng)密切觀察,并通過監(jiān)測膜肺后的血氣情況來判斷血栓對其功能的影響。
3.氧供氣流 (sweep gas):通常情況下,氧供氣流為 100% 的純氧或二氧化碳與氧氣的混合氣(含 5% 二氧化碳及 95% 氧氣)。常規(guī)設(shè)置氧供氣流流量與血流量相等 (1:1)。
增加氧供氣流流量可以增加 C02 的清除,但對氧合影響較小。如果 ECMO 僅用于清除 C02(如體外 C02 清除),可選用較小的膜肺,血流量可低至 0. 75 L.min-1.m-2,氧供氣流常選用氧氣,氣流與血流量之比通常為 10:1。
水蒸氣可凝集于膜肺內(nèi),間斷提高氧供氣流的流量,可以避免水蒸氣凝集形成“肺水腫”導(dǎo)致的膜肺功能下降。此外,即使是固體硅膠和固體中空纖維膜肺,也可能因為小的破損而出現(xiàn)氣體栓塞。
為避免氣體栓塞的形成,應(yīng)維持膜肺中血流側(cè)的壓力高于氣流側(cè),在氧供氣流的管路上安裝壓力釋放閥或壓力伺服調(diào)節(jié)控制器,或保持膜肺的水平高度低于患者,可以使氣體通過膜肺進入血流的風(fēng)險降至最低。
4.管路:患者通過管路與 ECMO 的主要部件如血泵和膜肺連接。在充分考慮連接和轉(zhuǎn)運便利等因素下,管路的長度越短越好,管路中的接頭越少越好,以盡量減少湍流和血栓的形成。血管內(nèi)導(dǎo)管(ECMO 插管)是 ECMO 系統(tǒng)中提供理想血流量的主要限制因素。
通常在給予充分支持時,ECMO 系統(tǒng)的血流量為 60 - 120 ml.kg-1.min-1。插管口徑越大,能夠提供的血流量越大,但穿刺時的難度會加大,血管損傷增大;而口徑太小則不能提供足夠的血液流量,這種矛盾在引血端尤為明顯。
而回血端由血泵提供動力,其阻力大小對血流影響相對較小,但過細的動脈插管將使回血阻力顯著增加。成人患者靜脈引血端插管的大小為 21 - 23 Fr,動脈插管的大小為 15 - 17 Fr。在 VV-ECMO 采用雙腔靜脈插管是一種簡單的替代方法。
5.水箱:由于大量血流持續(xù)流經(jīng)體外,患者熱量丟失較大,以水箱維持血溫必不可少。一般水箱水的溫度保持在 37℃。若患者出現(xiàn)發(fā)熱,可以水箱降溫。
水箱中的循環(huán)水不是無菌的,與血液不發(fā)生直接接觸。若循環(huán)水中發(fā)現(xiàn)少量血細胞或蛋白,或出現(xiàn)無法解釋的溶血或感染時,應(yīng)警惕發(fā)生血液與水的混合,這往往與膜肺破損有關(guān),需立即更換。
6.模式與參數(shù)調(diào)節(jié):(1) VV-ECMO: 通常將氧供氣流和血流量設(shè)置于相同水平,使其通氣血流比為 1:1。如需要提高氧合,則增加 ECMO 血流量,如需降低 C02 水平,則增加氧供氣量的流量。(2)VA-ECMO: 參數(shù)調(diào)節(jié)也包括血流量和氧氣流量,但其設(shè)置的目標(biāo)除了要考慮氧合水平,更應(yīng)該關(guān)注心功能。
由于 VA-ECMO 通常經(jīng)股動脈回血,患者肺功能較差時仍然由肺循環(huán)通過的血流得不到充分氧合,導(dǎo)致氧合較差的血液供應(yīng)主動脈根部和腦部。
為改善冠狀動脈、腦的氧供,此時可考慮在膜肺后的回血管路上分出一支管路 (VAV-ECMO),經(jīng)頸內(nèi)靜脈等大靜脈回到右心房,以提高回心血流的氧含量。
7.ECMO 系統(tǒng)的更換:開始 ECMO 系統(tǒng)運行后,隨時間的延長,可能出現(xiàn)氧合器功能下降、血栓形成、溶血等情況,如有必要,需考慮更換除血管內(nèi)導(dǎo)管外的整套管路(包括泵頭和氧合器)或僅更換氧合器。更換過程需反復(fù)演練,直至熟練配合,應(yīng)控制在 1 min 以內(nèi)。
六、患者管理
(一)機械通氣的管理
ECMO 時機械通氣的主要目標(biāo)是“肺休息”,降低或避免呼吸機誘導(dǎo)肺損傷 (VILI) 的發(fā)生,因此其機械通氣參數(shù)的調(diào)節(jié)有別于常規(guī)機械通氣。
1.潮氣量:對于肺部存在大量肺泡實變或不張的重癥 ARDS 患者,即使給予小潮氣量通氣 (6 ml/kg,平臺壓 <30cmH2 0),仍有 33% 患者會出現(xiàn)肺組織過度充氣的現(xiàn)象發(fā)生,同時肺部炎性反應(yīng)也隨之增強。
因此,ECMO 治療重癥呼吸衰竭時,需進一步降低潮氣量或吸氣壓,減輕肺組織的應(yīng)力和應(yīng)變,對肺組織實施更加嚴格的保護性通氣策略(“超保護性通氣策略”)。建議實施 ECMO 后逐漸降低吸氣壓或潮氣量,維持吸氣道峰壓低于 20 - 25 cmH20。
2.呼氣末正壓 (PEEP):隨著潮氣量的顯著減低,肺組織可能會出現(xiàn)肺不張或?qū)嵶兗又?,?dǎo)致肺順應(yīng)性降低,增加肺泡毛細血管通透性和右心后負荷。因此,ECMO 機械通氣時應(yīng)該使用較高水平的 PEEP 以維持呼吸末肺容積。但具體方法目前尚無定論,推薦使用 10 - 20 cmH20。
3.呼吸頻率:推薦初始呼吸頻率設(shè)置 4 -10 次 /min,以降低呼吸頻率過快導(dǎo)致的肺剪切傷的發(fā)生。
4.吸氧濃度:推薦降低吸氧濃度至 50% 以下,以減少氧中毒的發(fā)生。
5.通氣模式:推薦使用定壓型的部分通氣支持模式,如壓力型輔助/控制通氣、壓力支持通氣等。
(二)鎮(zhèn)靜問題
為減少疼痛、降低呼吸氧耗量和避免 ECMO 導(dǎo)管的脫出,常規(guī)給予適度鎮(zhèn)靜,維持 Ramsay 評分為 3-4 分。應(yīng)逐漸減少鎮(zhèn)靜劑的用量,恢復(fù)自主呼吸,增加患者活動。
(三)容量管理
對于 ECMO 患者,因本身心肺功能嚴重受損,以及早期 ECMO 所繼發(fā)的炎癥反應(yīng),常常會發(fā)生毛細血管滲漏,如輸入過多液體將會加重全身水腫和心肺衰竭,因此其液體管理的目標(biāo)是使細胞外液容量恢復(fù)并保持在正常水平(干體重)。如果血流動力學(xué)穩(wěn)定,可持續(xù)使用利尿劑直至達到干體重。
如對利尿劑反應(yīng)不佳,或者患者出現(xiàn)腎功能不全,可加用持續(xù)腎臟替代治療 (CRRT)。CRRT 可采用單獨的血管通路,也可通過在 ECMO 泵后管路的兩條分支管路進行,通常在膜肺后引血、膜肺前回血。
(四)營養(yǎng)支持
與其他危重癥患者的營養(yǎng)支持相比,ECMO 患者的營養(yǎng)支持在能量需求、營養(yǎng)物質(zhì)需求、并發(fā)癥的防治方面沒有特別的不同。但考慮到 ECMO 治療前的低氧、低血壓、血管活性藥的使用及 ECMO 期間鎮(zhèn)靜劑和抗生素的使用,腸道結(jié)構(gòu)與功能往往會受到較大影響,因此在此期間考慮短期使用腸外營養(yǎng) (PN) 作為 ECMO 治療初期的營養(yǎng)途徑。
隨著通氣、氧合及血流動力學(xué)的改善,應(yīng)盡早開始腸內(nèi)營養(yǎng) (EN)。研究結(jié)果表明,啟動 VV-ECMO 支持治療的 24 -36 h 內(nèi)開始腸內(nèi)營養(yǎng)是安全的,并且耐受性良好。雖然多數(shù) VA-ECMO 存在嚴重血流動力學(xué)障礙,但在適當(dāng)?shù)墓芾硐履c內(nèi)營養(yǎng)也是安全的。
由于抗凝要求,無論選擇何種營養(yǎng)支持途徑,必須在 ECMO 使用前完成置管等操作。對于無法進行腸內(nèi)營養(yǎng)而需腸外營養(yǎng)者,為減少脂肪乳的輸注對膜肺及 ECMO 管路的不利影響,建議在任何可能的情況下,脂肪乳輸注應(yīng)選擇單獨的靜脈通路。
(五)ECMO 相關(guān)感染
ECMO 支持過程中合并感染將導(dǎo)致 ECMO 支持時間和 ECMO 撤離后的機械通氣撤離時間明顯延長,病死率和并發(fā)癥顯著增加,需高度重視感染的診斷、治療和預(yù)防。
1.發(fā)生率、高危因素及病原學(xué):因呼吸衰竭接受 ECMO 支持的成人患者感染的發(fā)生率為 44%,53% 的患者在 ECMO 支持超過 14 d 時發(fā)生感染。接受 ECMO 支持的患者年齡越大,感染發(fā)生率越高。
ECMO 支持超過 1 周,發(fā)生感染的比值比 (OR) 增加 6 倍。vv 模式支持的患者由于多數(shù)同時接受有創(chuàng)機械通氣,原發(fā)病又多為呼吸道感染,所需 ECMO 支持時間較長,因而其感染的發(fā)生率高于 VA 模式。
感染部位以血流、下呼吸道和泌尿系最常見,外科手術(shù)部位和其他部位感染亦有報道。常見病原菌包括銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌。
此外,大腸桿菌、克雷伯桿菌、腸球菌和腸桿菌屬細菌也有報道。近年來,多重耐藥和泛耐藥非發(fā)酵菌逐漸成為 ICU 患者院內(nèi)感染的重要致病菌,也可導(dǎo)致 ECMO 患者的院內(nèi)感染。曲霉感染在 ECMO 患者中亦有報道,且多為非經(jīng)典免疫抑制患者。
2.診斷:如下原因使 ECMO 相關(guān)感染的診斷十分困難:
(1) 患者本身存在的基礎(chǔ)疾病、ECMO 相關(guān)操作和治療,以及同時接受其他多種有創(chuàng)監(jiān)測和支持,均可增加感染的風(fēng)險,極難判斷感染是來源于原發(fā)病抑或繼發(fā)于 ECMO 或其他的操作與治療;
(2) 環(huán)境溫度可降低體外循環(huán)管路內(nèi)的血溫,而血液在回到體內(nèi)之前又被水箱加熱至相對正常水平,因此患者實際的體溫不能反映患者的感染狀態(tài);
(3) ECMO 系統(tǒng)誘發(fā)的炎癥反應(yīng)使診斷感染常用的體溫、白細胞計數(shù)等在 ECMO 支持的患者中受到極大限制。
①體溫:如患者發(fā)熱超過 38.3℃時需要仔細尋找患者的感染征象并給予治療。部分患者體內(nèi)持續(xù)存在的炎癥反應(yīng)在撤離 ECMO 后可表現(xiàn)為急驟高熱,但并不能提示新發(fā)的感染。
②白細胞:在 ECMO 治療后,尤其是早期,白細胞多黏附于體外循環(huán)表面,可出現(xiàn)白細胞計數(shù)下降。而在治療的后期,氧合器或其他管路成分老化導(dǎo)致血液成分消耗增加,亦可出現(xiàn)白細胞計數(shù)下降。
相反,部分患者的初始反應(yīng)可激起廣泛的白細胞入血,使白細胞計數(shù)明顯升高。當(dāng) ECMO 支持數(shù)日且狀態(tài)穩(wěn)定的患者出現(xiàn)白細胞的驟然升高時不應(yīng)忽視感染的可能,但如果 ECMO 患者的白細胞僅呈中等程度的升高或降低時,不能輕易將其視為感染的征象。
③ C反應(yīng)蛋白 (CRP)、ESR 與降鈣素原 (PCT):由于每個患者對不同病原體和 ECMO 管路的炎癥反應(yīng)不同,難以在 ECMO 患者中應(yīng)用 CRP 或 ESR 來判斷感染。
PCT 可能有助于判斷 ECMO 患者是否發(fā)生感染,與 CRP 聯(lián)合應(yīng)用可提高診斷感染的敏感度。監(jiān)測 PCT 的動態(tài)變化趨勢更具有診斷和判斷抗生素療效的價值。
④床旁 X 線胸片:在 ECMO 治療早期,由于 ECMO 所致炎癥反應(yīng)和呼吸機參數(shù)設(shè)置為“休息”狀態(tài),患者的 X 線胸片常表現(xiàn)為肺實變或雙肺彌漫滲出影。因此,在 X 線胸片助益不大的情況下,需要嚴密觀察患者氣道分泌物的性狀和量,也可行氣管鏡檢查協(xié)助診斷。
⑤其他:發(fā)現(xiàn)膿尿、氣道膿性分泌物和開放傷口引流出膿液往往是最可靠的感染證據(jù)。當(dāng)患者出現(xiàn)低灌注或氧輸送不足的變化時,往往提示感染中毒癥的存在。
ECMO 可保證患者安全的轉(zhuǎn)運,CT 檢查對尋找隱匿感染具有重要價值。診斷性穿刺因抗凝需特別謹慎,如有必要,最好有超聲等定位或引導(dǎo)。
3.治療:明確存在感染的 ECMO 患者與普通感染患者的治療原則相同。需注意 ECMO 患者體內(nèi)藥物的分布容積調(diào)整藥物劑量,并監(jiān)測藥物濃度。除硅膠膜管路外,其他 ECMO 管路不會對抗生素造成明顯影響。近年來使用 PMP 氧合器增加,可按照常規(guī)劑量應(yīng)用抗生素。
如果同時需要 CRRT,則需根據(jù)現(xiàn)有資料對用藥劑量進行調(diào)整。在完善的手術(shù)方案保障下,ECMO 患者可安全接受多種外科手術(shù),如果感染灶或膿腫需要手術(shù)干預(yù),應(yīng)積極手術(shù)。
4.ECMO 管路預(yù)沖、管路管理與感染預(yù)防:提前預(yù)沖管路與緊急情況下預(yù)沖相比可降低感染發(fā)生率,但預(yù)沖好的管路存放時間不宜超過 30 d。若立即使用,可用含電解質(zhì)的鹽水、血液成分或白蛋白預(yù)沖管路。
若不能確定使用時間,可常規(guī)使用含電解質(zhì)的鹽水作為預(yù)沖液。為最大限度避免管路污染,應(yīng)盡量減少在所有管路接口處進行任何操作。避免通過 ECMO 管路輸注靜脈營養(yǎng)。
5.預(yù)防感染中毒癥 (sepsis) 的措施:盡量選用外周靜脈間斷推注藥物和輸血。在 ECMO 患者病情穩(wěn)定后盡早拔除所有不必要的輸液管路和血管內(nèi)導(dǎo)管。嚴格執(zhí)行預(yù)防呼吸機相關(guān)肺炎 (VAP) 的操作,包括抬高床頭、口腔護理、藥物治療胃食管反流等。
氣管切開有利于氣道管理,但切口易污染 ECMO 頸內(nèi)靜脈導(dǎo)管,需結(jié)合患者情況充分權(quán)衡利弊。早期給予腸內(nèi)營養(yǎng)以維持腸道黏膜功能,防止菌群移位,避免靜脈高營養(yǎng)及相關(guān)感染。
七、抗凝與出血的處理
1.抗凝藥物的選擇:
普通肝素為 ECMO 最常用抗凝藥物。在置人 ECMO 導(dǎo)管前應(yīng)以沖擊劑量給藥 (50 - 100 U/kg),此后在 ECMO 運行過程中持續(xù)靜脈泵入。對于少數(shù)合并 HITT 者,阿加曲班(Argantroban) 通常是備選藥物。
2.抗凝效果監(jiān)測指標(biāo):
(1) 活化凝血時間 (activated clotting time,ACT):是纖維蛋白單體激活劑作用下反應(yīng)的全血凝血時間(以秒計算)。各種 ACT 檢測裝置對于正常血液樣本均存在各自的正常值上限(大多數(shù)為 120 - 140 s)。
應(yīng)每 2-4 h 監(jiān)測一次 ACT,ECMO 治療初期,或當(dāng) ACT 波動較大時可增加監(jiān)測的頻率。通常維持 ACT 為正常值的 1.5 倍。
(2) 部分凝血活酶時間 (activated partial thromboplastin time,APTT):是不含鈣離子的血漿在纖維蛋白單體激活劑聯(lián)合鈣離子作用后形成血栓的時間(以秒計算)。
一般而言,ECMO 抗凝所用肝素劑量較心胸手術(shù)體外循環(huán)時的劑量小很多,血中的肝素濃度較低,此時 APTT 較 ACT 更加敏感。
(3) 血栓彈力圖 (thromboelastography,TEG):TEG 能對一份血樣進行從凝血開始,至血凝塊形成及纖維蛋白溶解的全過程,對凝血因子、纖維蛋白原、血小板聚集功能以及纖維蛋白溶解等方面進行凝血全貌的檢測和評估,其結(jié)果不受肝素類物質(zhì)的影響??捎糜?ECMO 時復(fù)雜性出血的監(jiān)測。
3.抗凝目標(biāo):
ECMO 抗凝的基本日標(biāo)是不出血、適度抗凝、適度纖溶,即凝血、抗凝及纖溶之間的平衡。為達此目標(biāo),需進行如下操作:
(1) 每日監(jiān)測 1-2 次凝血酶原時間 (PT),保證 PT 延長不超過 3-5 s,否則提示患者凝血功能障礙,可輸注新鮮冰凍血漿;
(2) 保證 APTT 為 60 - 80 s,或 ACT 為 160 - 200 s;
(3) 使血小板計數(shù)維持在 80 000 以上;
(4) 纖維蛋白原維持在 2-4 g/L 水平;
(5) 若使用大劑量肝素仍然發(fā)生血栓形成,需考慮血漿抗凝血酶Ⅲ(ATⅢ) 水平較低的可能,可輸注新鮮冰凍血漿直至血栓形成得到控制;
(6) 動態(tài)監(jiān)測 D- 二聚體水平,升高提示抗凝不充分、血栓形成所致纖溶亢進的可能,應(yīng)仔細檢查膜肺等部位是否有新的血栓形成,同時加強抗凝,出血明顯時可考慮使用抗纖溶治療;
(7) 在極少數(shù)情況下可能發(fā)生肝素誘導(dǎo)血小板減少癥合并血栓形成的并發(fā)癥 (HITT),該并發(fā)癥以動脈內(nèi)多發(fā)白色血栓形成和血小板計數(shù) < 10 000/ml 為特點,此時可選擇阿加曲班抗凝。
4.出血的預(yù)防與處理:
出血是 ECMO 最常見的并發(fā)癥,在 ECMO 過程中預(yù)防出血尤為重要,需特別注意:
(1) 應(yīng)按上述抗凝基本目標(biāo)對體內(nèi)出凝血功能進行調(diào)整,保證凝血、抗凝及纖溶之間的平衡;
(2) 應(yīng)盡量減少靜脈穿刺、手指針刺、氣管內(nèi)吸痰、經(jīng)鼻腔或尿道留置導(dǎo)管、胸腹腔穿刺等操作,以避免由此導(dǎo)致的難以控制的出血;
(3) 在 ECMO 建立之前常規(guī)放置動脈導(dǎo)管以備采血和監(jiān)測血壓,盡量減少穿刺采血;
(4) 血管穿刺之后應(yīng)對穿刺點進行加壓止血,確認無出血后方可減壓;
(5) 吸痰和留置體內(nèi)導(dǎo)管時需動作輕柔;
(6) 每日監(jiān)測血常規(guī) 2 次;
(7) 嚴密監(jiān)測出血相關(guān)臨床表現(xiàn)。
常見的出血原因包括凝血功能異常(凝血因子消耗、血小板數(shù)量與功能降低、纖維蛋白原含量與功能降低等)、抗凝劑過量、纖溶亢進、DIC 形成、手術(shù)或穿刺部位出血等。
出血處理的基本原則與程序:
(1) 通過實驗室檢查及臨床表現(xiàn),積極尋找出血原因并加以處理;
(2) 將凝血狀態(tài)盡量恢復(fù)至正常范圍,可輸注新鮮冰凍血漿或特異的凝血因子、血小板、纖維蛋白原;
(3) 如果確定發(fā)生纖維蛋白溶解,或疑似存在纖溶反應(yīng)(尤其是近期大手術(shù)后),應(yīng)給予抗纖溶治療;如果為繼發(fā)于 ECMO 系統(tǒng)血栓導(dǎo)致的嚴重纖溶,應(yīng)立即更換 ECMO 系統(tǒng);
(4) 如果仍無法止血,可在加大 ECMO 流量的同時部分或完全停用肝素,但這會導(dǎo)致主要循環(huán)管路中血栓形成,所以當(dāng)停用肝素時,應(yīng)該準備好完成預(yù)沖的 ECMO 系統(tǒng),時刻備用;
(5) 局部止血(加壓、縫合結(jié)扎、止血膠等);
(6) 外科性出血需要外科積極處理。
插管位置出血:插管處是最常見的出血位置,尤其是通過直接切開進行插管的部位更易出血。插管位置出血通常是緩慢滲血,常由皮膚或皮下組織小血管破裂所致,有時是最早提示抗凝過度的臨床表現(xiàn)。
插管松動或正在脫出也是出血的重要原因并提示脫管的可能,應(yīng)立即處理。局部加壓和調(diào)整抗凝劑的用量常??梢钥刂瞥鲅H绻ㄟ^直接切開方式插管后持續(xù)出血經(jīng)上述處理不能停止,應(yīng)再次對切口進行探查。
黏膜出血:在護理患者的過程中對鼻腔、口腔、氣管、直腸或膀胱黏膜的微小損傷均可造成難以預(yù)測的出血,這些部位的出血很難以直接壓迫的方式控制,但充分的鼻腔填塞,或用 Foley 導(dǎo)管在膀胱中撐起大的球囊可能可以止住較大的出血。
子宮出血:育齡女性經(jīng)歷月經(jīng)期或近期產(chǎn)后患者,子宮大出血的風(fēng)險在上述抗凝目標(biāo)下是較低的,極少數(shù)情況下需行子宮切除術(shù)。
顱內(nèi)出血或腦實質(zhì)出血:是 ECMO 最嚴重的出血并發(fā)癥,這種出血通常是致命的。應(yīng)密切監(jiān)測腦功能變化,一旦懷疑有出血,應(yīng)立即停止抗凝。
消化道出血:通過內(nèi)鏡或血管造影確定出血部位十分重要,如果內(nèi)鏡或動脈導(dǎo)管可到達出血部位,應(yīng)嘗試局部干預(yù)。在凝血障礙已被盡可能的糾正后,出血仍持續(xù)而無法控制,則為手術(shù)指征。
對于其他實質(zhì)器官(如肝、腎、腹膜后組織)自發(fā)出血或胸腔及腹腔內(nèi)出血,上述原則同樣適用。
八、ECMO 的撤離
1.試驗性脫機:
隨著患者臟器功能改善,ECMO 支持力度隨之逐漸降低。當(dāng) ECMO 支持力度低于患者心肺功能總體的 30%(2-2.5 L/min) 時,提示患者本身的心肺功能可能足以耐受斷開 ECMO,此時可考慮試驗性脫機。如果 ECMO 支持仍需維持在 30% - 50% 的水平,則無試驗性脫機指征。
采用 vv 方式的患者試驗性脫機方法較為簡單,患者自身的心臟功能尚可,僅需要測試其氣體交換能力。
將機械通氣參數(shù)(呼吸頻率、平臺壓、PEEP、吸入氧濃度等)設(shè)置在患者斷開 ECMO 后可以接受的水平,維持 ECMO 的血流量和抗凝不變,暫停氧供氣流,監(jiān)測患者的 Sa02 和 PaC02,如果在上述機械通氣參數(shù)的支持下患者的肺功能足以維持 1 h 以上的時間,則可考慮拔管。
采用 VA 方式的患者往往伴有心功能異常,國外常采用如下辦法:將引血和回血管路夾閉,并通過動.靜脈橋緩慢循環(huán);調(diào)節(jié)正性肌力藥物和升壓藥用量,并調(diào)節(jié)呼吸機參數(shù),使其達到適宜水平;然后夾閉體外循環(huán)管路,監(jiān)測患者的灌注與氣體交換能力。
試驗性脫機期間需持續(xù)抗凝,并周期性開放管路以防止血流淤滯。在試驗性脫機期間,心臟彩超是評價心功能的重要方法。如果脫機試驗成功,可斷開管路并用肝素鹽水為血管內(nèi)導(dǎo)管封管,以備拔管。
如果脫機試驗成功但患者病情仍不穩(wěn)定,則可撤離體外循環(huán)管路,但仍需保留血管內(nèi)導(dǎo)管,以便于患者需要重新接受 ECMO 時再連接另一套體外循環(huán)管路,通常需要應(yīng)用小劑量肝素鹽水封管,血管內(nèi)導(dǎo)管可保留 24 h 以上。如果確定患者無需再次應(yīng)用 ECMO,最好在試驗性脫機成功后立刻拔除血管內(nèi)導(dǎo)管。
2.拔管:
只要患者情況允許,即可拔除血管內(nèi)導(dǎo)管。為防止血栓形成,拔除導(dǎo)管后逐漸減量肝素,之后可常規(guī)給予低分子肝素。若導(dǎo)管是經(jīng)皮置人,則直接拔出后局部加壓止血(靜脈至少 30 min,動脈至少 60 min)。若導(dǎo)管是切開血管后置人,在拔出套管后需要外科縫合。
在導(dǎo)管拔出過程中,需要壓迫穿刺點以避免大量出血,但壓迫力不宜過大,以避免插管遠端可能附著的血栓脫落形成肺栓塞,壓迫時用力大小以拔出瞬間有少量血液隨插管溢出為宜。
拔管時還應(yīng)注意氣體通過插管通道入血形成氣體栓塞的風(fēng)險,盡量將穿刺置管部位水平放低,拔管同時保持機械通氣的正壓,或在拔管時應(yīng)用短效肌肉松弛劑。
若加壓止血后仍然出血,則繼續(xù)壓迫 20 -30 min。止血后 6h 內(nèi)仍需注意以下事項:平臥位,減少患者曲腿與翻身,若必須翻身應(yīng)采取平板滾動法;暴露穿刺局部,前 2h 內(nèi)每半小時察看一次穿刺口是否出血,以后每小時一次;如果穿刺的是股動脈,每小時檢查一次動脈搏動情況。
主要撰寫人:詹慶元,夏金根(中日友好醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科);孫兵,賀航詠,李緒言,李潔,張黎,張春艷,王淑芹(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科北京呼吸疾病研究所北京市呼吸與肺循環(huán)疾病實驗室);王辰(國家呼吸疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心首都醫(yī)科大學(xué)呼吸病學(xué)系北京呼吸疾病研究所北)
文章摘自《中華結(jié)核和呼吸雜志》2014年8月第37卷第8期P572-577
文章摘自《中華結(jié)核和呼吸雜志》2014年8月第37卷第8期P572-577
文章作者:王辰