李傳耀 綜述，胡春曉，王志萍 審校

(1.安徽省立醫(yī)院麻醉科，合肥 230001；2.南京醫(yī)科大學附屬無錫人民醫(yī)院麻醉科，江蘇無錫 214023)

體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)最初源于體外循環(huán)技術，是通過在體外裝置中完成血液氣體交換從而達到治療可逆性的呼吸、循環(huán)衰竭的目的。其后逐漸成為治療各種原因引起的心、肺功能障礙的暫時性替代措施[1-3]，可過渡性的輔助維持危重患者的心肺功能。近年來在各種心臟手術、肺移植術[4-5]等多種危重手術的圍術期其也承擔起越來越多的角色和發(fā)揮越來越重要的作用。

近些年中，在肺移植手術的圍麻醉期間應用ECMO的多篇報道也從多方面闡述了其在術前供肺的維護、受體待肺的過渡、受體術中氧合循環(huán)的輔助以及術后的繼續(xù)支持治療等多方面的重要作用。圍麻醉期間，ECMO的應用對于患者術前呼吸循環(huán)功能改善、術中血流動力學穩(wěn)定和氧合功能的維持、術后減輕再灌注損傷及繼續(xù)氧合循環(huán)支持等方面發(fā)揮出非常重要的作用，可降低手術和麻醉風險，提高手術成功率，改善患者預后。

1 ECMO概述

1953年5月，GIBBON成功地將血液在體外的氧合技術和重新灌注技術結合起來應用于心臟手術。1956年,成功研究制造出氣體交換膜，使得實現較長時間的體外輔助氧合成為可能，但其后一段時間的研究一直受限于僅可持續(xù)運行數小時。1972年，HILL等采用ECMO技術成功治愈了1例24歲合并呼吸衰竭的復合傷患者，此次的體外循環(huán)氧合維持了3 d，成為世界上首例運用 ECMO技術搶救成功的成人呼吸衰竭案例。1975年ECMO成功地用于治療新生兒呼吸衰竭，早期應用 ECMO 治療的呼吸衰竭患兒獲得了較好的臨床效果，其生存率為80%以上。在此后的ECMO初期研究中，其對新生兒的療效優(yōu)于成人，對呼吸功能障礙的治療要優(yōu)于循環(huán)功能障礙[6]。此后，大量研究證實，ECMO可廣泛應用于各種嚴重威脅呼吸循環(huán)功能的疾病、呼吸心跳驟停、酸堿電解質重度失衡、心肌炎、頑固性休克、溺水、凍傷、外傷、感染性休克等多種危重疾病的治療[7-9]。1978 年，NELEMS等將ECMO 應用于肺移植手術，自此ECMO憑借其區(qū)別于傳統(tǒng)體外循環(huán)技術的優(yōu)勢在肺移植手術中的應用日益廣泛并取得較好療效。

2 ECMO工作模式

ECMO是體外循環(huán)技術在手術室外的延伸，它將體內血液引流至體外儲血罐，在氧合器內由經過特殊材質制成的膜肺將血液充分氧合，同時排出二氧化碳，然后在加溫后再通過另一路管道將血液回輸至患者體內，從而起到部分輔助心肺功能的作用，維持機體循環(huán)穩(wěn)定和各臟器組織的氧合。

ECMO的管道循環(huán)回路模式主要有兩種，即靜脈-靜脈間體外氧合(VV-ECMO)和靜脈-動脈間體外氧合(VA-ECMO)。(1)VV-ECMO：經深靜脈將部分靜脈血引流至氧合器內，充分氧合同時排除了CO2后再由機械泵將其泵入另一大靜脈。它是將部分血液在右心房水平進行充分氧合并去除CO2。靜脈-靜脈轉流適用于單純肺功能受損而心功能尚可的患者。(2)VA-ECMO：經深靜脈將部分靜脈血引出，然后經氧合器給予氧合，同時排除CO2，然后再重新泵入動脈。它經大靜脈置管，到達右心房水平引流靜脈血，再通過大動脈的導管，在位于主動脈弓水平處將已排除了CO2并充分氧合的血液回輸給動脈系統(tǒng)。VA-ECMO能夠同時支持呼吸和循環(huán)功能，可為患者提供較充分的氧供和更有效的循環(huán)功能支持，輔助患者維持較高水平的動脈血氧分壓，適用于心、肺功能嚴重衰竭的患者。肺移植手術期間應用較多的為后者。

此外，近年來還有些新型ECMO裝置正在研發(fā)中，例如：(1)動脈-靜脈體外氧合(AV-ECMO):它沒有血泵裝置，而是擁有一個位于動脈-靜脈之間的低阻力膜肺，從而將動脈血直接回流入靜脈，血流的流動是依靠體內動靜脈之間的壓力差直接實現。其有效避免了ECMO應用時患者出現與機械泵相關的一些并發(fā)癥，并使臨床使用管理更為簡便；其缺點是動脈置管的并發(fā)癥增多，另外相應增加了心臟的負擔。(2)小型膜肺及微型可植入型膜肺:小型、微型的人工肺裝置正被研制，這將大大減少使用時對機體血液的破壞，提高使用效率，更有利于臨床操作和應用。

相較于傳統(tǒng)連續(xù)性血液凈化(CPB)，ECMO的建立更便捷、可持續(xù)的閉路循環(huán)、無需心臟切開吸引和靜脈貯血器、減少血-氣交換平面、減少凝血激活和免疫級聯(lián)反應；并且，由于沒有了血液停滯，抗凝水平也較低(活化凝血時間200～250 s)，而CPB時活化凝血時間大于400 s。這些都是可直接使患者獲利的優(yōu)勢。另外，對于大多數肺移植患者，他們僅需部分CPB輔助支持，這使得ECMO成為此類手術的理想支持手段。

3 ECMO在肺移植麻醉前的應用

需行肺移植的患者越來越多，而供體短缺是個持續(xù)的難題,有很多肺疾病終末期的患者在等待肺移植手術的過程中即死亡,其中尤其以特發(fā)性肺間質纖維化患者的發(fā)生率最高。世界上各個國家均采取一些簡化供體分配流程的措施，盡可能提高供體的使用率，但仍然很難改變供體緊缺的現狀。

在等待肺源過程中,許多終末期肺疾病患者迅速或逐漸出現肺功能衰竭、肺動脈高壓、心功能衰竭等情況，導致血流動力學進展性的不穩(wěn)定，或因肺部氧合功能差導致難治性缺氧從而隨時可能死亡。此時可應用ECMO作為患者等待肺移植手術的過渡治療措施之一，以輔助維持循環(huán)穩(wěn)定，改善機體氧合功能，使受者在等待過程中能夠維持生命體征，順利過渡到肺移植手術；同時，全身狀況及心肺功能的改善也能提高患者對手術、麻醉的耐受，也可以幫助患者度過術后危險期的治療。

TOYODA等[10]報道了2例患者采用ECMO輔助治療后順利過渡到肺移植手術,并取得了良好的效果。此后相繼有報道患有終末期系統(tǒng)紅斑狼瘡、進行性惡化肺泡炎等疾病的患者使用ECMO治療后等到移植物而成功進行肺移植手術，術后患者均康復出院。DELLGREN等[4]報道20例采用ECMO輔助治療等待肺移植的不同肺疾病患者，80%的患者最終順利過渡到肺移植手術。REEB等[11]報道了對1例待肺患者采用非機械通氣下行ECMO治療，并最終成功進行了肺移植手術，使患者能夠在較高生活質量的情況下得到良好治療。此外，國內外多個移植中心均有ECMO治療在終末期肺疾病等待移植患者中的應用報道，取得了肯定的治療效果和價值[12-13]。

不過，由于ECMO存在長時間轉流時的細胞破壞、抗凝導致的凝血障礙、感染、腎衰竭等并發(fā)癥可能，在實際應用時需綜合考慮，把握應用指征和時機，選擇最適轉流模式，爭取為患者帶來最大利益。

在腦、心死亡的器官捐獻供體的維護中，ECMO也有著廣泛的應用報道[14-16]。尤其在供體器官日益緊缺的形勢下，ECMO可替代部分心臟功能、改善機體氧合、有效維持內環(huán)境穩(wěn)定等諸多優(yōu)勢使其在器官維護時有著光明的應用前景。雖然此類應用尚有一定的倫理爭議[17]，目前也還處于探索階段,而且同樣存在并發(fā)癥的可能；不過，由于其相較于其他維護措施的顯著治療效果，并且隨著技術改進和經驗的積累，今后ECMO在此領域的角色和作用一定會愈加重要。

總之，麻醉前必要、合適的ECMO應用不論是對于供體更好的維護，還是有效改善受體全身及心肺功能狀況，這些對于受體能夠以更好的狀態(tài)迎接手術，提高其對手術和麻醉的耐受能力，確保手術麻醉的安全進行等都有著顯著的益處。

4 ECMO在肺移植麻醉期間的應用

肺移植手術過程中，雖然術前均會進行充分的循環(huán)功能和氧合評估，但是無論是單肺移植還是序貫式的雙肺移植，均存在長時間的患肺或供肺單獨通氣，此時仍較易出現低氧血癥、二氧化碳蓄積。在夾閉肺動脈、吻合肺動靜脈等重要手術步驟時可出現肺動脈壓力的急劇變化以及血流動力學的顯著波動，增加右室負荷，甚至出現急性心力衰竭。在序貫式雙肺移植時，先植入的供肺在單肺通氣時可由于再灌注損傷出現肺動脈壓力的急劇增加和顯著的氣體交換功能障礙，明顯影響供肺及患者的預后。

因此，面對諸多危險因素，ECMO在肺移植麻醉期間的應用得到廣泛認可并取得顯著的治療效果。朱少金等[18]在雙肺移植時使用ECMO治療，可預防上述危險情況發(fā)生，患者氧合良好，血流動力學穩(wěn)定，取得良好的預后。胡春曉等[19]報道了ECMO在不同基礎疾病患者肺移植麻醉中的應用，均取得明顯治療效果，手術麻醉順利，圍麻醉期患者氧合良好，血流動力學更加平穩(wěn)。多個移植中心均相繼報道了不同病情患者肺移植手術中應用ECMO的療效觀察，顯示術中患者生命體征穩(wěn)定，術后可持續(xù)的輔助治療，患者預后改善[20-21]。

對于慢阻肺、肺纖維化等患者，其肺功能常顯著下降，肺交換氣體功能明顯降低；而原發(fā)性肺動脈高壓患者，其肺動脈壓過度升高，肺通氣血流比例嚴重失調，出現右心或全心功能障礙。諸多原因最終均導致患者組織缺氧、微循環(huán)障礙、血流動力學不穩(wěn)定。肺移植麻醉期間，ECMO多采用V-A模式，氧合后的靜脈血直接回流入體循環(huán)，可很好地改善患者氧合情況，同時也減輕了患者的心肺負荷，避免肺動脈壓力和體循環(huán)顯著波動。

與傳統(tǒng)體外循環(huán)相比，ECMO的使用可明顯減少術中肝素用量、減少出血[22-23]；對血細胞的破壞較少，有著較輕的炎性反應及全身的免疫級聯(lián)反應，減輕移植肺的再灌注損傷，因而在需要體外循環(huán)輔助的患者麻醉中有著明顯優(yōu)勢。

5 ECMO在肺移植麻醉后的應用

肺移植患者均為終末期肺疾病，往往病程長、伴有不同程度的低氧血癥、右心功能障礙、全身情況差，對手術和麻醉的耐受力均較差，并且肺移植手術創(chuàng)傷較大。因此，在手術完成后，患者需給予持續(xù)的機械通氣支持及血管活性藥物維持循環(huán)穩(wěn)定。另外，在移植術后早期，最常見的并發(fā)癥即為原發(fā)性移植物功能喪失(primary graft dysfunction，PGD)。PGD是肺移植術后早期死亡的最常見原因，其治療措施的顯著特點為限制體內的液體量，但單一、過度的限制補液量和脫水可造成循環(huán)的進一步不穩(wěn)定及多器官功能損傷[24]。因此，在術后氧合、循環(huán)較差的患者或出現較嚴重的PGD的患者，經常需要繼續(xù)進行ECMO的輔助治療。

麻醉結束后早期，ECMO可繼續(xù)為患者提供氧合和循環(huán)的有效支持，讓機體和移植肺均能獲得“休息”，為原發(fā)病的繼續(xù)治療、機體全身狀況的改善及移植肺再灌注損傷的修復爭取足夠的時間。ECMO 可為呼吸、循環(huán)不穩(wěn)定的患者尤其是發(fā)生PGD的患者提供足夠的全身各器官血液灌注，支持心臟功能，維持循環(huán)穩(wěn)定，并避免出現持續(xù)缺氧或過于積極的通氣治療所造成的各種損害[25-26]。必要、合適的ECMO治療可以幫助患者及移植肺較好的渡過麻醉后的恢復期，促進移植肺功能的恢復，保證生命體征的平穩(wěn)，改善患者的預后。

綜上所述，盡管ECMO仍然存在可能會出現的影響凝血功能、增加血細胞損傷、腎功能損傷、加重感染等多種并發(fā)癥。但是，首先其相較于傳統(tǒng)體外循環(huán)并發(fā)癥的減輕，其次它給患者帶來的顯著治療優(yōu)勢，使得它成為肺移植手術圍麻醉期突出的治療措施。在麻醉前、麻醉過程中及麻醉后恢復期內，及時、適合的ECMO均能給患者提供不同方面的有效支持，保證了手術的順利進行，維持較穩(wěn)定的血流動力學，確保麻醉安全，促進術后恢復，改善預后，提高生存率。因此，ECMO可以作為各種原發(fā)病的肺移植手術麻醉時的可靠選擇。

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