不同體外膜氧合置管的適應(yīng)證、置管方式及再循環(huán)發(fā)生情況研究進(jìn)展

王杰，姜小敢，魯衛(wèi)華

皖南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院（弋磯山醫(yī)院）重癥醫(yī)學(xué)科，安徽蕪湖241000

體外膜氧合（ECMO）是一種體外生命支持的急 救手段，通過(guò)連接到將血液通過(guò)氧合器泵輸送回患者體內(nèi)的回路的插管來(lái)增加氧合、通氣和/或心輸出量［1］。ECMO 用于支持傳統(tǒng)療法難治的心肺疾病已有數(shù)十年的歷史，盡管這是一項(xiàng)有創(chuàng)操作，但在急性低氧血癥性呼吸衰竭、心臟驟停和心源性休克中使用ECMO 療效較好，且ECMO 的潛在適應(yīng)證仍在不斷增加［2-3］。經(jīng)皮ECMO 置管通常包括兩條大血管的插管（雙插管），分別是用于呼吸支持的靜脈—靜脈（V-V）和用于循環(huán)支持的靜脈—?jiǎng)用}（V-A）。在一些特殊的患者中，可以進(jìn)行三個(gè)大血管置管（三插管），即靜脈—靜脈—?jiǎng)用}（V-V-A）或靜脈—?jiǎng)用}—靜脈（V-A-V），前者旨在改善引流，后者則是同時(shí)提供循環(huán)和呼吸支持的有效方法。此外，四重插管可以作為心臟移植或左心室輔助裝置植入的橋梁，用于患有雙心室衰竭及并發(fā)多器官功能障礙綜合征（MODS）患者的治療。本研究對(duì)不同ECMO 的適應(yīng)證、置管方式及再循環(huán)發(fā)生情況作一綜述，為臨床ECMO的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 雙插管

雙插管ECMO包括V-V ECMO 和V-A ECMO，兩者適應(yīng)證的選擇及置管方式有著顯著差異。

1.1 V-V ECMO

1.1.1 適應(yīng)證 V-V ECMO 的常見(jiàn)指征是急性呼吸窘迫綜合征（ARDS），主要起氣體交換的作用。正壓通氣可能具有一定的不良反應(yīng)，如呼吸機(jī)性肺損傷、氧化應(yīng)激以及進(jìn)一步的肺損傷，在這些患者中使用ECMO 可通過(guò)更安全的呼吸機(jī)設(shè)置實(shí)現(xiàn)“肺部休息”。此外，保護(hù)性通氣策略也可促進(jìn)肺部疾病患者的恢復(fù)［4］。國(guó)際體外生命支持組織（ELSO）建議，重度ARDS患者ECMO 的適應(yīng)證為氧合指數(shù)＜80［5-6］。許多醫(yī)學(xué)中心在患者氧合指數(shù)為100～150 或代償性酸中毒（pH＜7.2）時(shí)已經(jīng)啟動(dòng)ECMO 干預(yù)。但是，尚未有大型前瞻性試驗(yàn)研究確定ECMO 的最佳時(shí)機(jī)、持續(xù)時(shí)間和撤機(jī)節(jié)點(diǎn)。此外，ARDS 患者常規(guī)通氣支持與ECMO 治療的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)顯示，V-V ECMO 的安全性更高，且療效更顯著。V-V ECMO 在氧合指數(shù)較低的ARDS 患者治療中具有重要作用，H1N1 病毒的出現(xiàn)又進(jìn)一步證實(shí)了ECMO 在嚴(yán)重呼吸衰竭患者中的特殊治療地位。值得注意的是，VV ECMO 的相對(duì)禁忌證是出血性疾病，因?yàn)镋CMO配置都需要全身性抗凝；此外，發(fā)生MODS或無(wú)法實(shí)現(xiàn)肺移植的患者應(yīng)謹(jǐn)慎使用V-V ECMO。

1.1.2 置管方式

1.1.2.1 股—頸靜脈置管 對(duì)于V-V ECMO，通常將股靜脈和頸靜脈用作血管通路，前者用于引流，后者用于供應(yīng)。右側(cè)股靜脈和頸靜脈的直徑足夠大，通?？梢皂樌萌隕CMO 管路，且不會(huì)因?yàn)槁窂捷^直而出現(xiàn)插管困難。最常見(jiàn)的插管方式是經(jīng)皮插入兩個(gè)套管，一個(gè)插入右頸內(nèi)靜脈，另一個(gè)插入任一股靜脈。兩個(gè)插管尖端分別位于右心房（RA）與下腔靜脈（IVC）交界處及RA 與上腔靜脈（SVC）交界處，這樣就可以將氧合不佳的血從下腔靜脈引出，體外氧合后再泵入SVC 或RA［7］。位置不當(dāng)可能會(huì)促進(jìn)再循環(huán)，即將新鮮充氧的血液再引入體外回路，這在治療過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的并發(fā)癥。因此，可以通過(guò)胸部X射線或經(jīng)食道超聲心動(dòng)圖檢查來(lái)驗(yàn)證最佳插管位置，準(zhǔn)確定位以減少再循環(huán)的發(fā)生［8-9］。

1.1.2.2 股—股靜脈置管 股—股靜脈ECMO 較少見(jiàn)，需要在IVC 與RA 交界處尾部5～10 cm 處插入引流套管，回程套管尖端通過(guò)對(duì)側(cè)股靜脈置入RA，這種方式比股頸插管更容易發(fā)生再循環(huán)［10］。

1.1.2.3 右頸內(nèi)靜脈置入單雙腔ECMO 插管“Avalon“”雙腔插管目前是通過(guò)右頸內(nèi)插管進(jìn)行VV ECMO 的插管方式之一。該插管通過(guò)單個(gè)插管建立V-V ECMO?！癆valon”是由一個(gè)16～31 Fr 套管內(nèi)的兩個(gè)腔組成［12-13］。該套管經(jīng)皮插入右頸內(nèi)靜脈，套管的最遠(yuǎn)端部分停留在下腔靜脈。引流管腔從上腔靜脈（SVC）或下腔靜脈（IVC）引出缺氧靜脈血，而另一管腔則將氧合血液導(dǎo)向三尖瓣，該套管要求回管口位于三尖瓣上方，并朝向三尖瓣［11］。這種套管置入方式可以使SVC和IVC的缺氧血氧合并回流到RA，然后以生理方式從心臟排出。但是，該方法需要適當(dāng)定位以獲得足夠的氧合，且插管放置不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致ECMO流量不足及缺氧、結(jié)構(gòu)性損傷。

1.1.2.4 右頸內(nèi)靜脈置入心室輔助裝置（VAD）在嚴(yán)重心力衰竭患者的外科手術(shù)治療中，VAD 治療是行之有效的方法。然而在臨床實(shí)踐中，左心室輔助裝置（LVAD）的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于右心室輔助裝置（RVAD）或雙心室輔助裝置（BiVAD）。術(shù)后右心衰竭（RVF）通常直接影響到LVAD 的療效，因此預(yù)期和解決右心室功能障礙尤為重要。值得注意的是，一種新型的雙腔V-V ECMO 插管“Protek Duo”也可通過(guò)右頸內(nèi)靜脈置管，但與“Avalon”不同的是，該套管的遠(yuǎn)端是插入肺動(dòng)脈主干［14］。因此，除了提供氣體交換外，Protek Duo還可以為RV減壓。

1.1.3 再循環(huán)的發(fā)生 在最佳條件下，V-V ECMO可為患者提供充足的氧供，以滿足患者的代謝需求。再循環(huán)與插管位置以及必需的靜脈血回流和引流有關(guān)，這是V-V ECMO 的主要局限性之一。患者應(yīng)用V-V ECMO 后，再循環(huán)通常發(fā)生在一個(gè)插管距離另一個(gè)插管太近的情況下，這是指從ECMO 回路返回到RA 的含氧血液被引流插管立即從RA 排出，而不是進(jìn)入ECMO 管路［15］。與生理血流相比，V-V ECMO 應(yīng)用后患者血流增加也可能導(dǎo)致再循環(huán)，或者由于心內(nèi)或胸腔內(nèi)壓力增加而阻礙靜脈回流至心臟。當(dāng)V-V ECMO 啟動(dòng)不能改善氧合時(shí)，應(yīng)考慮再循環(huán)的發(fā)生。再循環(huán)發(fā)生時(shí)，患者通過(guò)胸部放射線超聲、心動(dòng)圖或熒光透視成像可顯示引流和回輸插管非常接近。此外，來(lái)自引流套管的血液具有與返回套管管道中血液相似的顏色和氧氣壓，也可證實(shí)再循環(huán)的發(fā)生［16］。

1.2 V-A ECMO

1.2.1 適應(yīng)證 V-A ECMO 最常見(jiàn)的適應(yīng)證是體外循環(huán)脫機(jī)困難或心臟手術(shù)后早期失代償，即心源性休克［17］。經(jīng)典的非手術(shù)適應(yīng)證是由心肌梗死、失代償非缺血性心力衰竭、暴發(fā)性心肌炎引起的心源性休克［18］。V-A ECMO 還可用于肺栓取栓術(shù)以及失代償肺動(dòng)脈高壓導(dǎo)致的右心室衰竭。此外，V-A ECMO也已成功應(yīng)用于高風(fēng)險(xiǎn)患者的經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入手術(shù)，可降低患者的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，將ECMO 搭橋至LVAD 并隨后進(jìn)行移植的患者，其生存率有所提高［19］。此外，V-A ECMO 可能比主動(dòng)脈球囊反搏的療效更佳，不僅可以增加氣體交換，還可以通過(guò)增加右心室引流來(lái)提供更穩(wěn)定的雙心室支持，此外還可以在床旁快速使用。對(duì)于已知在急診室常規(guī)治療難以糾正的休克或嚴(yán)重心臟功能障礙的患者，啟動(dòng)V-A ECMO可能是一種可行的選擇。

1.2.2 置管方式

1.2.2.1 中心置管 中心置管常用于心源性休克術(shù)后，此外還適用于新生兒和小兒，因新生兒和小兒患者血管口徑小，無(wú)法進(jìn)行外周ECLS 治療。中心置管通過(guò)放置在RA 的插管和插入升主動(dòng)脈的動(dòng)脈插管引流靜脈血，此類套管（短、口徑大）可允許足夠的靜脈引流及更強(qiáng)的心臟減壓［20］。此外，當(dāng)含氧血返回升主動(dòng)脈時(shí)，無(wú)需擔(dān)心逆流和上肢低氧血癥的發(fā)生［21］。中央置管的主要缺點(diǎn)是在開(kāi)始和停止ECMO 時(shí)需要進(jìn)入胸腔，胸部需要保持開(kāi)放狀態(tài)。因此，中央置管增加了出血、再次手術(shù)探查和縱隔炎的風(fēng)險(xiǎn)［22］。

1.2.2.2 股靜脈—股動(dòng)脈置管/右頸內(nèi)靜脈—股動(dòng)脈置管 對(duì)于V-A ECMO，通常使用股靜脈和同側(cè)股動(dòng)脈進(jìn)行置管，即從IVC 股靜脈出口的套管引流靜脈血，如有需要可使用21～25 Fr 導(dǎo)管插入股靜脈，導(dǎo)管尖端位于RA 處，以便更好地引流。少數(shù)情況下，右頸內(nèi)靜脈也可以使用，單腔插管及雙腔插管均可。動(dòng)脈導(dǎo)管（17～21 Fr導(dǎo)管）則放置在股動(dòng)脈，尖端位于髂總動(dòng)脈。

1.2.2.3 右頸內(nèi)靜脈—鎖骨下動(dòng)脈置管 通過(guò)右頸內(nèi)靜脈和鎖骨下動(dòng)脈進(jìn)行置管可形成上半身插管，此類患者可行清醒ECMO 及積極物理治療。右頸內(nèi)靜脈—鎖骨下動(dòng)脈置管對(duì)于改善腦氧合的效果較好，但鎖骨下動(dòng)脈插管需要通過(guò)血管端直接進(jìn)入動(dòng)脈，具有更強(qiáng)的侵襲性，并存在損傷手臂血管或神經(jīng)的風(fēng)險(xiǎn)［23］。

1.2.2.4 股靜脈—腋動(dòng)脈置管 在左心室功能障礙的情況下，必須警惕患者暴露于外周插管血液逆行時(shí)心臟后負(fù)荷的增加，可導(dǎo)致左心室壓力升高，這可能引起肺靜脈高壓、肺血管損傷和肺水腫。V-A ECMO 期間為了避免這些并發(fā)癥的發(fā)生，需要進(jìn)行左心室減壓，傳統(tǒng)方法主要包括主動(dòng)脈內(nèi)球囊泵（IABP）、經(jīng)皮房間隔造口、中央ECMO插管、Impella。在V-A ECMO 期間，IABP 通常無(wú)法充分降低左心室壓力。左房間隔造口術(shù)可以減少左心室擴(kuò)張，但不能阻止左心腔內(nèi)血栓的形成。中央ECMO 插管需要進(jìn)行再切開(kāi)術(shù)或開(kāi)胸切開(kāi)術(shù)才能放置，而Impella 的常見(jiàn)并發(fā)癥包括溶血、主動(dòng)脈瓣關(guān)閉不全和泵血栓形成等。股動(dòng)脈的經(jīng)皮插管可以快速完成，但股動(dòng)脈插管可導(dǎo)致遠(yuǎn)端肢體缺血。為了減少肢體血管并發(fā)癥的發(fā)生，可以考慮其他的插管部位。腋動(dòng)脈插管法是一種可行的替代方法，可用于保存心臟血流，并減少股動(dòng)脈插管的風(fēng)險(xiǎn)，腋動(dòng)脈插管的其他優(yōu)勢(shì)包括順流支持以及避免了中央ECMO 插管經(jīng)常需要的胸骨切開(kāi)術(shù)和直接主動(dòng)脈插管［24］。

1.2.3 LVAD 在嚴(yán)重心肌功能障礙患者的ECMO支持期間，左心房和左心室舒張末期壓力會(huì)升高到極高的水平。為防止左心脹大，可以放置一個(gè)引流套管以減壓左心房或放置一個(gè)LVAD（Impella）。Impella 是一種基于導(dǎo)管的小型心室輔助設(shè)備，通過(guò)逆行股動(dòng)脈入路，將其穿過(guò)主動(dòng)脈瓣放置在左心室中。該設(shè)備將血液從左心室泵入升主動(dòng)脈，并以2.5～5.0 L/min 的較高速率幫助維持全身循環(huán)，降低左心室內(nèi)壓的同時(shí)增加整體全身心輸出量。使用Impella 設(shè)備最常見(jiàn)的適應(yīng)證是合并有心源性休克的急性心肌梗死、高風(fēng)險(xiǎn)冠狀動(dòng)脈成形術(shù)及非體外循環(huán)冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)。研究表明，Impella 可有效降低與心源性休克相關(guān)的病死率，行V-A ECMO 治療后，臨床醫(yī)生可以使用超聲心動(dòng)圖檢查確認(rèn)左心房和左心室是否成功減壓［25］。

2 三插管

在一些進(jìn)行V-A ECMO 治療的患者中，左心室排出的血液是由右心室輸送的靜脈血以及雙側(cè)支氣管和肺血流的混合血構(gòu)成。在呼吸衰竭或呼吸機(jī)操作不當(dāng)?shù)惹闆r下，即使混入了來(lái)自股動(dòng)脈回流管內(nèi)充分氧合的血液，灌注心臟、大腦、上肢的血氧飽和度可能仍較低，這樣就導(dǎo)致了上身發(fā)紺，這種現(xiàn)象被稱為南北/丑角/陰陽(yáng)人綜合征［26］。為了改善此現(xiàn)象，可以增加第二個(gè)引流套管，形成三插管（兩個(gè)引流，一個(gè)供血）。三插管是一種新穎且特殊的ECMO支持形式，通常用作現(xiàn)有V-V ECMO 或V-A ECMO回路的“升級(jí)”。三插管可以采用靜脈—靜脈—?jiǎng)用}（V-V-A）或靜脈—?jiǎng)用}—靜脈（V-A-V）插管的方式，但兩者在適應(yīng)證的選擇及后續(xù)醫(yī)療康復(fù)等方面存在本質(zhì)差異。

2.1 V-V-A ECMO

2.1.1 適應(yīng)證 在先天性心臟缺陷并發(fā)心內(nèi)分流和肺動(dòng)脈高壓的成年患者中，V-A ECMO 的療效欠佳。此類患者心內(nèi)右向左分流和雙循環(huán)綜合征可引起升主動(dòng)脈低氧血癥，并可能導(dǎo)致心肌和腦缺氧損傷［27］。V-V-A ECMO 可通過(guò)增加第二個(gè)引流套管，從RA 或右心室引流血液。此外，V-V-A ECMO 可用于V-A ECMO期間引流不佳導(dǎo)致的左心室擴(kuò)張。

2.1.2 置管方式 V-V-A ECMO 是在右頸內(nèi)靜脈插入額外的靜脈引流導(dǎo)管，此方法可用于引流不充分或某些心內(nèi)分流而導(dǎo)致左心室明顯擴(kuò)張，以及血管口徑小而無(wú)法插入大口徑引流管的患者。兩個(gè)引流套管通過(guò)Y 形接頭連接，臨床上對(duì)于這種三套管體外膜肺構(gòu)型并沒(méi)有統(tǒng)一的命名法，V-V-A ECMO也被用于V-V ECMO 術(shù)后發(fā)生心力衰竭（特別是右心衰竭）的患者［28］。

2.2 V-A-V ECMO

2.2.1 適應(yīng)證 V-A-V ECMO 多用于有明顯心肺功能障礙的外周插管患者［29］。此外，在某些合并心肺功能衰竭的患者中，如在ARDS 期間出現(xiàn)嚴(yán)重左心衰竭伴繼發(fā)性肺炎或右心代償失調(diào)的情況下，V-A-V ECMO的療效非常顯著。

2.2.2 置管方式 V-A-V ECMO 通常是對(duì)V-V 或V-A ECMO 的“升級(jí)”，在這種類型的插管中，一個(gè)動(dòng)脈插管向中央主動(dòng)脈供血，一個(gè)靜脈插管向肺循環(huán)供血，分別提供循環(huán)及呼吸支持。兩個(gè)流出分支（動(dòng)脈和含氧靜脈）的相對(duì)流量可通過(guò)調(diào)節(jié)鉗和流量傳感器進(jìn)行調(diào)節(jié)，此過(guò)程必須精細(xì)，每個(gè)變化都會(huì)影響心臟的前負(fù)荷、后負(fù)荷及氧合。中央靜脈插管首選腔靜脈與RA 交界處（與V-V ECMO 相似）。V-A-V ECMO 結(jié)合了V-V 和V-A ECMO 的優(yōu)點(diǎn)和特殊功能，同時(shí)可提供強(qiáng)大的呼吸和循環(huán)支持。

3 四重插管

3.1 適應(yīng)證 隨著體外心肺復(fù)蘇術(shù)后V-A ECMO應(yīng)用的推廣，正在產(chǎn)生一個(gè)新的患者群體，即雙心室衰竭患者。此類患者單純V-A ECMO 療效不佳或不宜行心臟移植及LVAD 的植入。臨床對(duì)于這種患有雙心室衰竭和并發(fā)MODS 的患者，可以通過(guò)四重插管作為穩(wěn)定心臟移植或LVAD 植入患者病情的手段之一。由于全人工心臟植入仍不能獲得令人滿意的結(jié)果，因此可以通過(guò)此方法來(lái)逐步實(shí)現(xiàn)向耐用的LVAD 的過(guò)渡。對(duì)于終末器官?gòu)?fù)蘇以及持續(xù)雙心室衰竭和左心室擴(kuò)張患者，可以采用四重插管，以形成體外的LVAD。

3.2 置管方式 四重插管是通過(guò)正中胸骨切開(kāi)術(shù)完成的，將流入的套管縫合到左心尖，流出的套管縫合到升主動(dòng)脈，然后將兩個(gè)套管從外部穿過(guò)。該手術(shù)可以在體外生命支持（ECLS）的流程下進(jìn)行，也可以借助標(biāo)準(zhǔn)的心肺旁路手術(shù)以提高安全性，術(shù)中通過(guò)將8 mm 血管移植物縫合到肺動(dòng)脈上，可以治療右心室衰竭，然后將其移植到外部并用21 Fr動(dòng)脈套管進(jìn)行插管；一個(gè)回路由左側(cè)的EXCOR 套管構(gòu)成，另一條回路由股靜脈套管和新插入的肺動(dòng)脈套管構(gòu)成，隨后可以在不重新打開(kāi)胸腔的情況下移除該臨時(shí)性右心裝置，兩個(gè)EXCOR 套管都需要連接離心泵。

綜上所述，V-V ECMO 和V-A ECMO 已越來(lái)越多地應(yīng)用于嚴(yán)重呼吸衰竭和心力衰竭的危重癥患者治療中。上身插管和清醒ECMO 是可以減少患者制動(dòng)的有效方法，同時(shí)根據(jù)病情需要可在體外膜肺回路中加入第三根插管，即V-V-A ECMO 以改善引流，或者結(jié)合V-V 和V-A ECMO 優(yōu)點(diǎn)的V-A-V ECMO 改善呼吸和循環(huán)。對(duì)于合并有雙心室衰竭及多臟器衰竭的患者，可以使用四重插管，雖然會(huì)增加管路的復(fù)雜性，但也增強(qiáng)了ECMO 在特殊患者中的療效，為嚴(yán)重的心肺聯(lián)合衰竭患者創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。