ECMO，重症心血管病患者的“救星”

高扬

众多学者多年研究成果

从19世纪初开始，循环生理学家的研究兴趣从血液转向器官。1813年，Le Gallois首次发表了“循环构成”的概念；1828年，Kay的研究表明肌肉在灌注血液后可恢复收缩性能；1848-1858年间，Brown-Séquard用向血液中吹入空气“搅动”血液可获得“氧合”血液，并发现在哺乳动物脑灌注液中加入血液可获得神经活动；1868年，Ludwig和Schmidt发明了可在一定压力下灌注血液的设备，可更好地灌注离体器官用于研究；1882年，Von Schroeder发明并制造了最原始的“鼓泡式氧合器”，是一个可吹入空气汽泡并容纳静脉血的容器，可将静脉血转变为动脉血，这一系列研究为体外循环的发展打下了基础。

1930年，Gibbon大夫为一位妇女做了胆囊切除术，患者术后发生了肺栓塞，他发现患者的血液逐渐变“黑”，尽管第二天为这位患者做手术取出了肺内血栓，但患者也没得救，他想“如果把患者的静脉血引出至体外，经氧合后变成动脉血输入体内患者就能得救”，就是这样一个大胆的想法改变了外科的历史。经过近20年的努力，在1953年Gibbon大夫首次在体外循环下成功实施了房间隔缺损修补术。他的工作也激发了其他学者的兴趣，1954年，被誉为“心脏外科之父”的Lillehei大夫和他的团队用父亲作为生物氧合器（交叉循环）为一个1岁的患儿实施了室间隔缺损修补术，此后运用交叉循环的方法成功实施了45例包括法乐氏四联症、房室隔缺损等手术。那时，美国明尼苏达大学被认为是心血管外科的摇篮，相继在体外循环中引进了低温技术、血液稀释、鼓泡式氧合器、心脏停搏液、心外膜起搏器、人工机械瓣膜等，使得心脏手术变得安全且容易实施。

常规体外循环管路复杂，使用开放的储血器并全身抗凝，而ECMO管路是密闭的且较体外循环管路简单，抗凝要求较常规体外循环低，被称为走出手术室的体外循环。1971年，ECMO被首次运用成功救治了一名成人重度呼吸衰竭患者；同年，Bartlett成功使用ECMO技术为一例心脏手术后小儿提供了心肺支持，并于1975年将ECMO应用于新生儿呼吸窘迫综合症。1989年体外生命支持组织（ELSO）正式在美国成立，并成为目前国际上对ECMO相关数据进行汇总、分析和评价患者预后及进行学术交流的主要学术平台。

2009年发表在柳叶刀上的CESAR研究重新点燃了学者们的热情，CESAR研究是一项来自英国的多中心随机对照研究，对严重ARDS患者使用ECMO治疗和常规治疗进行了对照， ECMO治疗组6个月无残疾生存率63%，常规治疗组为47%，结果令人鼓舞。随后2009年H1N1在澳大利亚、新西兰大流行期间，ECMO救治严重急性ARDS患者明显改善了生存率。ECMO的呼吸支持被广泛认识，全球ECMO数量呈现快速增长趋势，ECMO技术水平也迅速提高，心肺辅助装置不断改进。2018年的一项国际多中心研究EOLIA研究再次证实了早期应用ECMO救治重症ARDS可改善患者60天生存率。

临床应用范围广

随着技术的不断进步，目前ECMO在救治重症患者中应用范围不断扩大，ECMO应用于传统心脏骤停心肺复苏（CPR）称为ECPR，心脏骤停分为院外心脏骤停（OHCA）和院内心脏骤停（IHCA）。早期启动ECPR支持的目的是为心脏骤停患者提供恢复、诊断和/或治疗潜在可逆病因的时间。近年来越来越多的研究表明IHCA患者进行ECPR支持，可缩短恢复自主循环时间和脑低灌注时间，与常规心肺复苏相比，可提高患者生存率及良好神经功能恢复率。OHCA是公共健康的一个重要挑战，全球发病率为55/10万，我国有2亿3千万心血管病患者，每年发生心脏骤停的患者55万。目前的研究结果认为OHCA患者实施ECPR制定严格的入选标准，如患者病因可逆、初始心律为可电击心律、被目击的心脏骤停、经过有效的心肺复苏，常规心肺复苏不能恢复自主循环，在20分钟内启动ECPR治疗，可明显提高心肺复苏术后自主呼吸循环恢复成功率和神经功能恢复良好出院率。

众所周知，心血管疾病是全世界范围内发病率和死亡率的主要原因，缺血性心脏病在所有死因中排在第一位，心源性猝死可占心血管疾病死亡率的60%以上。急性ST段抬高心肌梗死是最常见的、病因可逆的心脏骤停原因。对于心脏骤停患者，应将进入导管室的指征降低，有证据表明，早期冠状动脉造影术和经皮冠状动脉介入治疗可提高存活率和降低发病率。一些证据表明，没有ST段抬高的患者能从心导管检查中受益。因此，指南建议，昏迷不应成为经皮冠状动脉介入治疗的禁忌证。对所有心脏骤停患者，如果心电图显示ST段抬高心肌梗死，恢复自主循环后应立即进行冠脉造影和相应指征的PCI治疗；OHCA患者，当怀疑可能存在急性冠脉综合征，即使没有典型的心电图证据也建议在恢复自主循环后进行冠脉造影。对心脏骤停患者行ECPR恢复自主循环后早期行PCI治疗可明显改善生存率。

除了ECPR，ECMO还可应用于一些心源性休克或感染性休克、中毒或创伤等。在急性心梗心源性休克、暴发性心肌炎和大面积肺栓塞时血流动力学难以维持，对感染性休克来说，当发生多脏器功能衰竭和心脏骤停时生存率显著下降。ECMO可提供双心室辅助并进行气体交换，并且可在床旁快速实施，对上述疾病可提供血流动力学支持。ECMO作为桥接治疗，可过渡到康复、植入心室辅助装置及心脏移植。对严重心功能不全伴难治性休克ECMO作为抢救治疗是可行的选择。

自上世纪50年代体外循环应用于心外科手术以来，体外生命支持走出手术室成为ICU、急诊等救治循环-呼吸衰竭患者的非常有效的抢救方法。ELSO组织2019年数据报告全球成人呼吸支持（VV-ECMO）住院生存率达60.3%，心脏支持（VA-ECMO）住院生存率43.9%，ECPR住院生存率29.6%。我国2019年开展ECMO单位已达到365个，较2018年（260家）增加40.4%，ECMO总例数达到6526例，呼吸支持（VVECMO）住院生存率达53.6%，心脏支持（VAECMO）住院生存率51.3%，ECPR住院生存率24.4%。每个成功的ECMO案例都需要多學科和组织机构确保必要的资源和人力，ECMO专业团队由医生、护士、体外循环师和呼吸治疗师组成，ECMO技术需要心血管内外科、体外循环、重症医学科、急诊科等多学科的技术支撑和密切合作。

体外生命支持因资源限制不能在所有医院开展，而ECMO技术含量高、资源密集，应建立合理的发展战略，建立地区及地区间ECMO网络系统进行重症患者的救治和转运，特别是建立区域性ECMO中心，ECMO中心提供移动救援队对重症呼吸循环衰竭患者进行插管、建立ECMO并转运至ECMO中心，尽可能让更多有治疗意义的患者获得最大的受益。