中國兒科體外膜肺氧合技術的發(fā)展現(xiàn)狀

周成斌，郭予雄，胡 燕

體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)是一種體外生命支持技術，用人工心泵、人工膜肺短期替代心臟和(或)肺臟功能，維持機體循環(huán)和氣體交換，為原發(fā)病的治療和心肺功能的康復贏得時間。接受該技術干預的患者存活率依賴原發(fā)病的有效治療和ECMO并發(fā)癥的良好控制，與經(jīng)濟條件、ECMO設備和團隊管理密不可分。國際體外生命支持組織(Extracorporeal Life Support Organization,ELSO)根據(jù)會員上報數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，ECMO患者整體存活率僅54%[1]。ECMO并不是“救命神器”，而是急危重癥的重要搶救措施之一。需要掌握好適應證、禁忌證、ECMO的建立和管理技能，才能幫助患者獲益。從20世紀70年代成功開展ECMO以來，發(fā)達國家的ECMO技術相當成熟，尤其是新生兒和兒童領域，在ELSO網(wǎng)站上有各種指南和參考資料。由于受經(jīng)濟條件、ECMO設備和專業(yè)人員等多種因素的限制，我國兒科ECMO發(fā)展滯后于國外發(fā)達國家，也滯后于國內成人ECMO的發(fā)展。隨著近5年全國ECMO單位和數(shù)量的快速增長，兒科領域也取得一定的進步。

1 國內兒科ECMO的發(fā)展歷程

21世紀初國內經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)陸續(xù)開展ECMO，多為能夠開展心臟外科手術的醫(yī)院，主要針對心源性休克、心跳驟停(cardiac arrest,CA)進行循環(huán)支持[2]。因心臟外科團隊本身就包括外科、麻醉、體外循環(huán)和重癥監(jiān)護人員，僅需ECMO理論知識儲備和臨床技術訓練就可開展ECMO循環(huán)支持，因此早期開展ECMO的單位多為綜合醫(yī)院或心血管?？漆t(yī)院，以成人為主。為了滿足兒科心臟術后機械循環(huán)支持的需求，將ECMO技術拓展到兒科患者，這是國內兒科ECMO的起步。筆者單位曾在2005年就開展了新生兒大血管轉位術后的ECMO支持。國內兒科ECMO的規(guī)模遠遠小于成人ECMO[3]，并且沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，有關數(shù)據(jù)來源于回顧性調查表。兒科重癥相關專業(yè)做了大量調查工作，開展兒科ECMO的許多單位填寫了調查表，總體上反映了國內兒科ECMO的發(fā)展狀況[4-11]?；仡櫄v史，兒科ECMO發(fā)展是從不成熟到逐漸成熟。2011年趙舉等[2]報道6家單位(非兒童醫(yī)院)在2002-01～2010-05共開展339例ECMO，兒科病例僅占17.4%(59/339)，其中新生兒呼吸支持1例，新生兒循環(huán)支持3例，兒童呼吸支持11例，兒童循環(huán)支持44例，存活率分別為0%、33%、18%、34%，存在各種并發(fā)癥。2016年報道國內三甲醫(yī)院兒科重癥監(jiān)護病房(pediatric intensive care unit,PICU)調查的結果[5]，共收回38家單位調查表，多數(shù)為兒童醫(yī)院，其中只有6家單位開展ECMO；開展ECMO的時間跨度為2006-04～2015-08，研究對象僅限于非開胸ECMO，不包含心臟術后ECMO；結果只有63例ECMO，其中新生兒呼吸支持(10例)、新生兒循環(huán)支持(2例)、兒童呼吸支持(21例)、兒童循環(huán)支持(28例)、兒童體外心肺復蘇(extracorporeal cardiopulmonary resuscitation,ECPR；2例)的存活率分別為40.0%、50.0%、33.0%、78.6%、100.0%，較前數(shù)據(jù)有明顯提升，間接反映出兒科重癥專業(yè)管理ECMO患兒有明顯的技術優(yōu)勢。一項截至時間為2017-12-31的PICU調查[9]，有23家單位累計開展了518例ECMO，存活出院患者262例(存活率為50.6%)，說明ECMO技術在中國大陸地區(qū)PICU內迅速發(fā)展，對搶救兒科危重癥具有重要的實用價值。同年，宮藝其等[11]報道了30家單位兒童ECMO的數(shù)據(jù)，包括綜合醫(yī)院14家、心胸?？漆t(yī)院5家、兒童醫(yī)院和婦兒醫(yī)院11家；截至時間為2017-06-30，累計開展800例ECMO，包括兒童ECMO 658例，新生兒ECMO 142例，其中471例(58.9%)成功撤機，353例(44.1%)存活出院，顯示兒科ECMO累計的數(shù)據(jù)結果同ELSO的國際水平仍有一定的差距。30家單位中平均參與兒科ECMO救治的臨床科室有4個，說明兒科ECMO更需要團隊的合作。中國醫(yī)師協(xié)會體外生命支持分會統(tǒng)計2018年兒科ECMO例數(shù)達到469例，兒童的例數(shù)遠多于新生兒，兒童和新生兒的循環(huán)、呼吸支持存活率與ELSO兒科ECMO存活率的差距在縮小[3]。

2 國內兒科ECMO的實施狀況

2.1新生兒ECMO 國內新生兒ECMO發(fā)展緩慢，一方面因為經(jīng)濟和預后因素的考慮，患兒家長較少接受ECMO治療；另一方面，新生兒救治技術發(fā)展，使原來需要ECMO的疾病不再需要ECMO支持，同時，產(chǎn)前診斷使復雜出生缺陷患兒減少，對ECMO支持的需求也減少。在技術層面，新生兒血管細小，又缺乏合適的插管，使ECMO置管難度較大，在缺乏小兒外科支持的情況下，新生兒科難以快速做出ECMO救治決策。但是在兒科ECMO中心，依賴外科及團隊的力量，不斷實踐和積累，新生兒ECMO數(shù)量逐漸增長。

2.1.1 新生兒呼吸支持 ELSO報道最常見的三種疾病是胎糞吸入綜合征、原發(fā)性肺動脈高壓和先天性膈疝，前兩者的存活率分別超過90%和80%，而先天性膈疝的存活率僅接近50%[12-13]。根據(jù)2018年《新生兒呼吸衰竭體外膜肺氧合支持專家共識》[14]，新生兒ECMO呼吸支持指征：(1)嚴重呼吸衰竭新生兒經(jīng)積極機械通氣，病情無明顯緩解，呼吸困難持續(xù)惡化呈下列任一情況：①氧合指數(shù)(oxygenation index,OI)>40超過4 h[OI=平均氣道壓×吸入氧濃度×100/PaO2(導管后)]；②OI>20超過24 h或呼吸困難持續(xù)惡化；③積極呼吸支持下，病情仍迅速惡化，嚴重的低氧血癥[PaO2<40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)]；④血pH<7.15，血乳酸≥5 mmol/L，尿量<0.5 ml/(kg·h)持續(xù)12～24 h；⑤肺動脈高壓導致右心室功能障礙，需要持續(xù)大劑量正性肌力藥物劑量維持心功能(正性肌力藥物評分>40分，正性肌力藥物評分=腎上腺素×100+異丙腎上腺素×100+米力農(nóng)×10+氨力農(nóng)×1+多巴胺×1+多巴酚丁胺×1)。(2)導致呼吸衰竭病因可逆。2018年國內多中心調查顯示[9]，呼吸支持以新生兒呼吸窘迫綜合征最多，其次為新生兒持續(xù)肺動脈高壓和胎糞吸入綜合征。存活率最高的疾病為新生兒持續(xù)肺動脈高壓和胎糞吸入綜合征。

2.1.2 新生兒循環(huán)支持 從2009～2015年，ELSO報道的新生兒ECMO循環(huán)支持的存活率相對穩(wěn)定，范圍為42%～47%。先天性心臟病是最常見的新生兒循環(huán)支持適應證，占病例的80%以上，其中左心發(fā)育不良綜合征、左心室流出道梗阻、紫紺伴肺血流量增多患兒(如大動脈轉位)的存活率低于肺血流量減少的患兒(包括法洛四聯(lián)癥、右心室雙出口伴肺血流減少、Ebstein畸形)?；加行募〔『托募⊙椎男律鷥篍CMO支持時間相對較長，但存活率較先天性心臟病患兒更高[12]。循環(huán)支持適應證：(1)心臟術后無法脫離體外循環(huán)；(2)嚴重心力衰竭，大劑量升壓藥物和正性肌力藥物無法維持生命體征；(3)非外科手術心力衰竭，膿毒癥休克、心肌炎、心肌病、心肌毒性藥物過量等。2018年國內的多中心調查顯示[9]，新生兒ECMO循環(huán)支持中先天性心臟病術后最多，存活率最高的是膿毒癥休克。國內因新生兒心源性停跳后的預后難以預測，家屬同意開展ECPR的例數(shù)相當有限。

2.1.3 新生兒ECMO禁忌證[12]絕對禁忌證：(1)致死性的出生缺陷，如13或18三體綜合征，但不包括21三體綜合征；(2)不可逆的腦損傷；(3)難以控制的出血；(4)Ⅲ級或以上的腦室內出血；(5)血管太小，無法插管。相對禁忌證：(1)不可逆的器官損害(除非考慮器官移植)；(2)體重<2 000 g，胎齡<34周(顱內出血風險增加)；(3)機械通氣>10 d。盡管與胎齡34周及以上相比，胎齡29～33周的存活率和腦梗死率更差，但ELSO數(shù)據(jù)顯示，這些結果的絕對差異不到10%，這表明<34周的胎齡不應該是ECMO的絕對禁忌證[13]。

2.2兒童ECMO 國內兒童ECMO發(fā)展不均衡，北京和長三角、珠三角地區(qū)發(fā)展較為快速，ECMO中心的存活率已接近ELSO數(shù)據(jù)庫中的存活率。開始關注單病種ECMO救治的臨床規(guī)范與質量控制，如暴發(fā)性心肌炎、急性呼吸衰竭、膿毒性休克等[14-17]。相對于新生兒，兒童ECMO外周置管的經(jīng)驗更加豐富。

2.2.1 兒童呼吸支持 適應證[18]：(1)嚴重呼吸衰竭伴持續(xù)PaO2/FiO2<60 mmHg或OI>40。(2)嚴重低氧血癥傳統(tǒng)機械通氣無效，包括其他搶救措施(如高頻振蕩通氣、吸入NO、俯臥位等)。(3)高氣道壓[常頻通氣下平均動脈壓(mean arterial pressure,MAP)>25 cmH2O；高頻振蕩通氣下MAP>30 cmH2O；或存在氣漏并發(fā)癥]。(4)高CO2呼吸衰竭：最強通氣下仍嚴重呼吸性酸中毒(pH<7.1，如哮喘等)，或伴有低氧血癥或通氣障礙的患者。(5)慢性肺病終末期(支氣管肺發(fā)育不良、肺氣腫、囊性纖維病)等待肺移植。(6)沒有下列禁忌證：致死性染色體病(如13或18三體綜合征)；嚴重腦功能衰竭(如Ⅱ級以上顱內出血)；受者異體骨髓移植后肺病；晚期惡性腫瘤。(7)ECMO謹慎使用：機械通氣>14 d；再次ECMO；新近腦部手術后或感染(如嬰兒百日咳肺炎、播散性單純皰疹病毒感染、巨細胞病毒感染)；嚴重凝血障礙或血小板減少。2018年國內的多中心調查顯示[9]，呼吸系統(tǒng)疾病中，急性呼吸窘迫綜合征患兒最多，存活率較高的為塑形支氣管炎和病毒性肺炎。

2.2.2 兒童循環(huán)支持 適應證主要分為心臟手術相關和非手術原因導致的心力衰竭。心臟手術相關的適應證包括脫離體外循環(huán)困難、高危介入期間的選擇性支持、術后低心排血量綜合征以及ECMO作為肺或心臟移植或長期機械循環(huán)支持的過渡橋梁[19]。非手術原因導致兒童心力衰竭的適應證包括先天性心臟病、心肌病、急性心肌炎和嚴重膿毒癥導致的心臟功能障礙、心臟驟停伴自主循環(huán)恢復低流量狀態(tài)、頑固性心律失常、肺梗阻性疾病(如肺動脈高壓和肺栓塞)等[12]。既往認為ECMO是膿毒性休克的相對禁忌證，但在2014版美國重癥醫(yī)學會的兒童和新生兒膿毒性休克血流動力學支持臨床實踐指南中提出，建議在解除潛在的可逆病因后，如仍存在難治性休克可考慮ECMO作為挽救性治療的最后手段[20]。2018年國內多中心調查顯示[9]，循環(huán)系統(tǒng)疾病中，先天性心臟病患兒最多，存活率最高的是暴發(fā)性心肌炎。

2.2.3 兒童ECPR 在傳統(tǒng)搶救措施無法解決的CA病例中，復蘇期間采用ECMO進行呼吸循環(huán)支持的ECPR已成為一種重要的救治手段，兒童ECPR已被證明可以提高生存率，且大多數(shù)幸存者也能獲得相對良好的神經(jīng)系統(tǒng)結果[21]。ECPR適應證范圍的擴大和并發(fā)癥發(fā)生率的降低，使ECPR在亞太地區(qū)兒童中的應用越來越廣泛[22]。國內兒童ECPR的開展處于起步階段，多中心調查顯示[11]，ECPR成功撤離率及成功出院率均顯著低于國際ELSO數(shù)據(jù)，ECMO團隊應急和配合能力還有待提高[23]。兒童ECPR的適應證和禁忌證：2015年美國心肺復蘇指南[24]提出，對于心肺復蘇(cardiopulmonary resuscitation,CPR)救治無效且病因可逆的CA患者，可以考慮ECPR替代傳統(tǒng)CPR。ECPR主要應用于心源性休克、肺栓塞、外傷、急性呼吸窘迫綜合征、低溫與藥物中毒等導致CA的患者。適用于兒童VV-ECMO和VA-ECMO的禁忌證也適用于ECPR，包括持續(xù)大出血、心臟驟停并證實神經(jīng)功能受損以及最近發(fā)生的腦血管意外等。

3 存在的問題

國內兒科ECMO近年來發(fā)展迅速，也暴露出一些問題，主要集中在以下幾個方面：(1)缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫。早期ECMO數(shù)據(jù)由中國體外循環(huán)學會收集，以調查表的形式進行采集，主要是ECMO成功撤離和存活出院的數(shù)據(jù)，其中包括兒科數(shù)據(jù)，但病例數(shù)有限[2]。用反饋回來的調查表進行統(tǒng)計分析，往往會漏掉一些醫(yī)院的數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)內容單一，也不利于深入分析和研究，因此，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫非常必要。但是中國兒科ECMO發(fā)展不平衡，較難建立整齊劃一的完整數(shù)據(jù)庫。通過病歷系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，利用行政手段加強ECMO數(shù)據(jù)庫的管理，有可能在區(qū)域或行業(yè)內開展單病種的數(shù)據(jù)庫建設，循序漸進地完善ECMO數(shù)據(jù)庫。(2)缺乏規(guī)范化的培訓。國際ELSO有清晰的兒科ECMO指南，兒科ECMO規(guī)范化培訓也比較成熟。但是國內開展兒科ECMO的單位之間存在培訓上的差異，許多單位借鑒成人的培訓經(jīng)驗培訓兒科ECMO專業(yè)人員，兒科特色的ECMO培訓力量薄弱，缺乏配套的模擬培訓設備和場景設計，這對兒科ECMO專業(yè)隊伍的建設非常不利。2019年中國醫(yī)師協(xié)會體外生命支持分會兒科學組開始與國際ECMO培訓團隊聯(lián)合制定統(tǒng)一教材，開展兒童ECMO同質化培訓。(3)現(xiàn)有ECMO耗材不適合ECMO患兒。ECMO耗材主要依賴進口套包和插管，相對于患兒的血容量，現(xiàn)有兒科ECMO管路的預充量仍普遍偏大，需要紅細胞預充。血液與管路里非生理性界面的接觸面積大，增加出凝血管理難度。在國內一直缺乏單管雙腔插管，一些兒科呼吸支持不得不采用VA-ECMO模式，增加創(chuàng)傷和出血。如果能夠國產(chǎn)化ECMO耗材，可以主動根據(jù)患兒的需求組合耗材，減少預充量和用血；不受插管品種的限制，選擇適合患兒的ECMO模式。因此，兒科ECMO耗材國產(chǎn)化是發(fā)展的必然趨勢。(4)缺乏成熟的插管技術。成人經(jīng)皮插管技術容易掌握[25]。但患兒血管細小，適合經(jīng)皮穿刺的兒科插管品種有限，ECMO插管往往需要外科醫(yī)師切開置管。由于PICU緊急搶救時其他科室人員協(xié)調難度較大，操作經(jīng)驗少的外科醫(yī)師對患兒局部解剖不熟，例數(shù)少也難以積累ECMO插管經(jīng)驗，因此插管技術成為制約兒科ECMO早期發(fā)展的重要因素之一。國內一些兒科ECMO中心通過一定例數(shù)的臨床實踐，經(jīng)皮穿刺、外周切開置管或正中開胸置管技術已成熟[26-28]。對于插管經(jīng)驗少的外科醫(yī)師，到兒科ECMO中心觀摩或培訓是提高ECMO插管技術的方法之一。(5)ECMO團隊管理經(jīng)驗不足。國內調查顯示，一家單位開展兒科ECMO的參與科室平均為4個[11]，團隊中任何一個成員的經(jīng)驗不足都會影響團隊的管理效果。在ECMO開展初期，團隊管理經(jīng)驗不足，需要固定人員，在團隊內部不斷地總結和交流，從ELSO網(wǎng)站、書籍等多種渠道去學習管理經(jīng)驗，并在實踐中運用和檢驗。如果例數(shù)有限，管理經(jīng)驗積累會比較緩慢。利用現(xiàn)代社會豐富的網(wǎng)絡信息和快捷的通訊工具，擴大與兒科ECMO中心的聯(lián)系，對快速提升管理經(jīng)驗有積極的幫助作用。(6)缺乏ECMO存活患兒的康復治療。研究顯示兒科ECMO患者在成長過程中存在不同程度的語言、運動和智力發(fā)育缺陷[29-30]。原發(fā)心肺功能的康復缺乏專業(yè)團隊的跟進，患兒的心理發(fā)育是否適合其融入社會缺乏必要的關注和治療。脫離ECMO后，PICU后期康復治療的短板使得家屬擔心患兒成長和回歸社會等一系列社會問題，對于選擇ECMO治療存在強烈的憂慮，不利于ECMO技術的推廣。配套的康復治療需要ECMO團隊建立ECMO后盡早考慮和實施。

4 未來發(fā)展前景

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，醫(yī)療和醫(yī)保條件的改善，兒科ECMO例數(shù)將會有明顯增長，主要集中在大型綜合醫(yī)院和婦兒系統(tǒng)醫(yī)療機構的ECMO中心。ECMO轉運將是兒科ECMO發(fā)展的重要推手。ECMO轉運有兩種形式，一種是院外建立ECMO再轉運，ECMO團隊需要攜帶ECMO設備和耗材到轉診醫(yī)院建立ECMO，再攜帶ECMO設備與患兒一起轉運；另一種是單純ECMO轉運，轉診單位已建立ECMO，由于后續(xù)治療技術有限，需要轉運到ECMO中心進一步治療。不論何種方式，兒科ECMO中心將發(fā)揮區(qū)域危重癥救治的重要作用。面對兒科ECMO中存在的各種問題，需要在培訓和實踐中不斷解決。未來需要完善ECMO在兒科危重癥中的應用評價和質量改進，整體提高ECMO救治水平，既要有好的存活率，又要有好的生存質量。針對單病種如暴發(fā)性心肌炎、嚴重呼吸衰竭等危重癥的搶救，在相關研究的基礎上制定兒科危重癥患兒ECMO救治的臨床規(guī)范與質量控制體系，并結合基礎研究，實現(xiàn)轉化，進一步促進我國兒科急危重癥醫(yī)學的發(fā)展。