体外膜肺氧合并发症防治进展
【关键词】 体外膜肺氧合 并发症 防治
体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）是指一种将部分静脉血从体内引流到体外，再经膜肺氧合后由驱动泵将动脉血液泵入体内的中短期心肺辅助技术。ECMO通过对循环呼吸功能较长时间的有效辅助使心肺得到充分地休息，支持期间保证全身氧供，维持机体内环境和血流动力学的相对稳定，为心肺功能的恢复赢得时间。
1972年Hill首先报道了一例成人创伤后呼吸衰竭的患者ECMO支持成功的经验，Bartlett等于1975年第一次成功地将ECMO应用于新生儿呼吸衰竭的。随着ECMO的不断，ECMO的支持时间由最初的几个小时到能支持几天甚至几个星期。与体外循环相比，ECMO支持时间长，涉及方面多，ECMO并发症的发生率也相应较高,一些严重并发症常导致ECMO治疗失败，因此不断深入了解其发生原因，寻找有效的防治方法是提高ECMO救治成功率的关键。本文就ECMO并发症的研究进展进行综述。
1 概 述
ECMO并发症主要包括两部分，即患者机体的并发症和ECMO系统的各种异常。患者机体的并发症有:出血、栓塞、溶血、肾功能不全、感染、神经系统功能异常和下肢缺血等。ECMO系统的异常包括:氧合器故障、循环管道破裂进气和泵失灵等技术问题。
Mehta等［1］对1279例ECMO病例分析，ECMO中发生出血并发症的患者占48.3%，肾功能不全30.7%，感染11.3%，神经功能不全11.9%，血栓/栓子9.6 %，溶血5.1%及ECMO系统及设备问题3.6%。ECMO中的并发症以出血最为多见，尤以脑出血最为严重，出血是ECMO晚期最常见的并发症。
2 患者机体的并发症
2.1 出血 ECMO治疗中由于血液在体外与大量非生理性的异物表面接触，因此必须采用全身肝素化的方法避免血液的凝固，但长期的肝素化使出血倾向难以避免，出血是ECMO最为普遍的并发症。严重出血将危及患者生命，手术创面及插管处常是易发生出血的部位，目前对于出血仍缺乏有效预防措施。
全身肝素化加上长时间ECMO支持，血小板大量消耗，更易导致出血并发症的发生，尽管出血可发生在机体的任何部位，但颅内出血后果更为严重，可致严重的脑损伤，甚至是死亡，脑部超声可提示脑出血。新生儿ECMO脑内出血的发生率较高，这种出血极易发生在非足月胎龄的患儿（<34周）。ECMO中出现血小板数骤减、ACT值异常升高、停用肝素后ACT仍不缩短，均为颅内出血的征兆，此时患者可没有颅内出血的症状，血流动力学亦无异常，脑部CT检查将发挥重要作用。
使用肝素涂抹技术的循环装置，可在支持期间减少肝素用量，血小板应维持在5×109/L以上，低于该水平应及时补充。应用抑肽酶和6-氨基乙酸可使出血明显减轻，如怀疑活动性出血，应积极外科手术止血。出血严重时，如果能在呼吸支持下维持生命体征，可考虑终止ECMO，改为呼吸机支持治疗。ECMO停止1～2 h后,ACT一般可恢复正常。氨基乙酸是一种抗纤溶制剂，Downard等［2］研究显示氨基乙酸能明显减少外科创面的出血，特别是心脏手术后的患者更为显著，但对于减少新生儿颅内出血与其它治疗方法无显著差异，作者认为氨基乙酸仍是ECMO期间治疗出血的重要备选药物。Dominguez 等［3］研究表明重组VIIa因子对于ECMO期间的难以控制的出血有较好的效果，在传统的止血方法难以奏效时，重组VIIa因子可作为重要的治疗手段来发挥作用。
2.2 栓塞 对ECMO期间血小板功能研究显示血小板数量和聚集功能显著下降，血小板释放的三磷酸腺苷也明显减少，输入血小板不能完全改善血小板聚集功能，ECMO结束8 h后血小板的聚集功能和数目才能逐步恢复。应用保护血液的药物如氨基乙酸、抑肽酶可减少血栓的形成。ECMO中持续应用肝素，血液和异物表面接触血小板活性物质释放、凝血因子消耗等因素使凝血功能发生很大变化。虽然使用了组织相容性很好的人工材料，但长时间ECMO支持导致大量血液成份破坏仍难以避免，再加上抗凝不充分的因素均可导致血栓形成，造成栓塞。尽管ECMO期间维持一般认为安全的ACT值，但循环管道中光镜检查仍可发现栓子，肾、肺、脑、冠状动脉内均可能出现血栓，栓塞和各种ECMO并发症的发生有密切关系。
Mejak等［4］研究显示ECMO期间发生肝素诱导性血小板减少症（heparin-induced thrombocytopenia ，HIT）通常发生在使用肝素后5天左右。HIT会造成血栓形成，导致栓塞并发症发生。阿加曲班(Argatroban)替代肝素为抗凝剂，可预防肝素引起的血小板减少症患者的血栓形成。水蛭素是强效的凝血酶抑制剂，还有很强的抗血栓作用。Dager等［5］研究表明ECMO期间发生HIT时，重组水蛭素(Lepirudin)是另一种优秀的肝素替代品。Khoshbin等［6］报道一例2.5 kg的新生儿进行ECMO，为静脉－动脉模式，患者使用了大量的血制品，支持期间突然管道出现大量血凝块。作者认为输入大量血制品和流量减低时，应调整抗凝参数，避免凝血的发生。股静脉－动脉模式支持的患者易出现左房压增高，而左室过于膨胀，血流减缓，也易形成血栓和栓塞。左心过胀可采用左房增加引流减压或肺动脉增加引流减压等方法处理。
2.3 感染 感染是ECMO支持期间另一种发生率较高的并发症。O'Neill等［7］对ECMO期间感染进行研究,141例进行ECMO患者， 53％用于循环支持。26％的患者在ECMO期间发生感染，其中细菌感染占54％，真菌感染占27％，混合型占14％，病毒感染占5％。血液感染占35％，泌尿系统感染占24％，混合感染占22％，创口感染占14％，肺部感染占5％。78％的感染发生在心脏术后需要ECMO支持的患者，感染与是否开胸有显著的相关性。作者认为ECMO期间感染发生率较高主要与手术创伤过大及插管时间过长有关。Burket等［8］分析71例成人ECMO患者，32例（45％）发生了各类感染，其中15例为血液感染，13例为呼吸系统感染，11例为泌尿系统感染，7例为混合感染。作者认为血液感染发生率高的原因是插管时间过长，ECMO过程增加了感染的机会，进行ECMO支持时应注意避免感染的发生。Montgomery等［9］对55例ECMO支持的儿童患者进行回顾性分析，结果发现感染与患者成活率成负相关，感染和多器官功能衰竭是导致患者死亡的重要原因。应注意ECMO环境的清洁，保证各个操作环节严格无菌，合理使用有效的抗生素，缩短ECMO的时间，防治ECMO支持期间感染的发生。
2.4 神经系统损伤 调查显示ECMO支持的患者，有11.9%出现神经功能不全，尤以婴幼儿发生率较高［1］。患者ECMO脱离后出现的发育和神经运动异常，一般认为与颅内出血密切相关。婴幼儿ECMO大多经颈部插管建立体外循环，ECMO结束时需要结扎颈部血管。一般认为婴幼儿对右侧颈部血管结扎有很强的耐受，通过左侧颈部血管进行代偿，但结扎颈血管可引起脑血流变化，结扎血管的同侧常出现缺血性脑损害，另外术后修复颈动脉也易导致气栓的发生。
2.5 肾功能衰竭 ECMO期间，肾功能不全的发生率也较高，其发生原因尚不明了，可能与ECMO期间溶血、非搏动灌注、儿茶酚胺分泌增加、栓子形成栓塞、全身炎性反应等因素有关。肾功能不全的主要病变是急性肾小管坏死，其病理变化为肾小管上皮细胞肿胀、变形或坏死，基底膜断裂，管型形成，阻塞管腔［10］。Yap等［11］对于在ECMO期间发生肾功能衰竭的患者，联合使用连续肾替代（continuous renal replacement therapies,CRRT），5例患者使用了CRRT技术。ECMO期间发生的肾功能衰竭即为多器官功能衰竭的一部分，一般死亡率很高，ECMO联合CRRT是一种有效的支持方式，可等待脏器功能恢复或过渡到器官移植。Golej等［12］对心脏术后进行ECMO支持期间发生肾功能衰竭的患者，常行血滤进行肾功能支持。但使用血滤需要考虑抗凝和血流路径的问题，而且还有发生出血和栓塞并发症的危险。作者对5例ECMO期间发生肾功能衰竭的患者使用腹膜透析，所有患者均存活。腹膜透析的安装应选择在患者虽然尿少，但血流动力学平稳，一般情况下肾功能衰竭可以逆转，否则可延续使用腹膜透析到进行肾移植。
2.6 其它 ECMO期间也可发生低心排、肝功能不全等并发症，少数由于溶血、营养不良等原因还可引起胆结石，静脉系统负压过高可导致溶血增加。
3 ECMO系统的异常
ECMO系统的异常是ECMO支持另一类重要的并发症，ECMO系统由许多部分连接而成，所有连接必须紧密牢固，血流所经途径必须平滑顺畅，如果驱动泵和管路部分出现故障，将会有血液散失和进气的危险，这将导致死亡和脏器损害。因此进行ECMO支持的患者床旁必须24 h有经过正规培训的ECMO专业人员在场。
3.1 氧合器功能异常 氧合器功能异常主要包括血浆渗漏、气体交换功能下降、血栓形成；气体压力过高致气栓形成。当气体交换功能下降，影响机体的氧供时，应立即更换氧合器。Meyns等［13］研究ECMO期间血浆渗漏的原因，从1996年到2002年，62例ECMO患者使用了91个氧合器进行循环呼吸支持，其中26％的患者支持期间需要更换氧合器。COX分析显示氧合器类型和患者年龄为独立危险因素，其中Medos Hilite氧合器抗血浆渗漏能力最强，年轻患者发生血浆渗漏的程度轻，同时还提示全身炎性反应程度可能与血浆渗漏有关。
Motomura等［14］研究显示，硅树脂橡胶中空纤维由于其无孔的特点对于长期ECMO支持来说有很好的气体交换能力，硅树脂橡胶ECMO氧合器有极薄的中空纤维膜，更适于儿童使用。作者对这种氧合器和传统氧合器的性能进行对比，体外研究显示，这种氧合器比传统氧合器的气体交换效率更高，血流阻力更低，溶血发生更少。作者研究这种氧合器与Gyro C1E3型离心泵结合使用，在静脉-动脉模式下ECMO应用3例，分别使用4天，6天，14天，均未出现血浆渗漏，且气体交换能力稳定，血浆游离血红蛋白维持在正常范围。这种氧合器与yroC1E3型离心泵结合使用，优化了ECMO系统，因而可能有更好的应用前景。
3.2 循环管道和插管异常 插管位置不正确常难以提供满意的ECMO支持流量，插管意外还会导致血管并发症的发生，条件允许时尽可能选择切开直视下插管。在ECMO支持期间应给患者镇静，避免患者烦躁拉脱管路系统，泵后管路压力高时可致动脉导管位置变动，应进行固定，任何时间对管路系统进行操作必须先停泵夹闭管道。
Kuenzler 等［15］等研究超声引导下指导插管，以减少插管位置不正确的发生率。通常判断插管位置是依靠临床经验和X线,作者对常规和超声引导插管的准确率进行了比较。193例中用101例使用常规方法判断插管位置患者中，有18例需要重新调整插管位置，而超声引导组93例患者仅有3例需要重新调整插管位置。使用超声引导插管使插管新调整率由17.8％减少到3.3％。作者认为超声引导可使ECMO插管准确率明显提高，避免了由于插管位置异常而导致的并发症发生。Ranasinghe 等［16］用经食道超声显示股静脉引流管在ECMO期间的位置和状态，进而对体循环血容量及股静脉引流效果进行准确判断。
4 小 结
由于ECMO的技术较复杂且并发症多，对ECMO这一新的治疗方法了解不多，再加上需要一定的人力、物力，尤其是费用较高，所以这项技术的开展受到很大影响。目前ECMO对呼吸功能不全的治疗效果满意，对心血管术后心肺功能支持的疗效正在改善。相信随着今后对ECMO理论研究的深入，各种设备和条件的逐步完善，并发症的减少，ECMO必将成为心肺支持领域的重要方法，在危重症救治中发挥更重要的作用。
【】
［1］ 龙村.体外循环学［M］.第一版.北京：人民军医出版社，2004,720－731.
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