體外膜肺氧合在院外急救救援現(xiàn)場和轉(zhuǎn)運(yùn)后送中的應(yīng)用

樊毫軍，李文莉，哈力旦·阿布都，蔡金霞，陳原森，劉燕青，劉子泉

近年來，世界范圍內(nèi)各種自然災(zāi)害、軍事沖突、恐怖事件、交通事故、傳染病等時有發(fā)生，特別是2019年底爆發(fā)的新型冠狀病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019，COVID-19）疫情，目前仍在全球范圍內(nèi)蔓延，對人類生命安全構(gòu)成極大的威脅。上述情況下重癥循環(huán)呼吸衰竭的發(fā)生率大大增加，常規(guī)治療技術(shù)難以滿足現(xiàn)場緊急救治需求，若不能及時采取有效的生命支持策略，患者死亡率可高達(dá)40%～60%[1-2]，因此迅速、有效的循環(huán)呼吸輔助支持成為首選。

體外膜肺氧合（Extracorporeal Membrane Oxygenation，ECMO）作為一種呼吸循環(huán)支持技術(shù)，又被稱為體外生命支持（Extracorporeal Life Support，ECLS），是針對常規(guī)治療無效的循環(huán)和（或）呼吸衰竭的搶救性輔助治療措施。ECMO能夠快速改善危重癥患者的低氧血癥和循環(huán)衰竭狀態(tài)，可在相對時間內(nèi)部分替代患者的心肺功能，為心肺功能的恢復(fù)贏得時間。研究表明，ECMO輔助支持可有效降低患者的死亡率[3]，近年來該技術(shù)在危重癥救治領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，特別是自2009年甲型H1N1流感大流行開始，全球接受ECMO輔助治療的患者數(shù)量呈現(xiàn)跨越式的增長。由體外生命支持組織（Extracorporeal Life Support Organization，ELSO）提供的數(shù)據(jù)顯示，截至2020年，超過150 000例患者接受過ECMO治療，總體生存率約為69%[4]，見圖1。

圖1 ELSO 2021-04的統(tǒng)計(jì)報表

近年來，便攜式ECMO系統(tǒng)的出現(xiàn)使ECMO救援現(xiàn)場緊急啟動成為可能。研究表明，該裝置可為重癥心肺衰竭患者院前現(xiàn)場緊急救治和轉(zhuǎn)運(yùn)后送途中提供生命支持，可提高危重癥患者的救治率，降低病死率[5-8]，極大拓展了ECMO的應(yīng)用范圍。本文對國內(nèi)外便攜式ECMO應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，以期未來能更好地利用ECMO技術(shù)救治危重癥患者。

1 便攜式ECMO設(shè)備的研究進(jìn)展

ECMO具有循環(huán)和呼吸支持功能，其原理是將靜脈血引流至體外，經(jīng)膜肺氧合和二氧化碳排出后，再經(jīng)血泵輸送回體內(nèi)，以暫時性替代心臟和（或）肺臟完成氣體交換和血液循環(huán)功能；還可通過變溫水箱維持和調(diào)節(jié)患者體溫。ECMO系統(tǒng)的主要部件包括血泵，氧合器（膜肺），血管內(nèi)插管，配套管路包以及各種監(jiān)測裝置[9]。傳統(tǒng)的ECMO設(shè)備體積較大，便攜性差，操作較復(fù)雜，需要外接電源，不適用于緊急醫(yī)療救援現(xiàn)場或救護(hù)車等移動運(yùn)輸工具，不能滿足院前急救和轉(zhuǎn)運(yùn)的需求。

近年來，移動式ECMO和便攜式ECMO系統(tǒng)的出現(xiàn)使ECMO救援現(xiàn)場緊急啟動成為可能。目前，國外已經(jīng)有多個品牌的便攜式ECMO成功用于院前急救。Lifebridge B2T治療系統(tǒng)（Lifebridge Medizintechnik AG，Ampfing，德國）是一種便攜式模塊化的微型心肺支持系統(tǒng)，其包含患者模塊，控制模塊和基礎(chǔ)模塊。由于該系統(tǒng)體積較小，總重量相對較輕（18 kg），內(nèi)置電池可提供2 h續(xù)航，因此常用于院外患者的急救和轉(zhuǎn)運(yùn)[10-11]。但其模塊化設(shè)計(jì)的不足是當(dāng)患者模塊單一組件出現(xiàn)故障時，需更換整個模塊。Novalung系統(tǒng)（Inspiration Healthcare Ltd， Leicester，英國）是基于無泵型體外肺輔助技術(shù)（Pumpless Extracorporeal Lung Assist，PECLA），專為急性呼吸衰竭患者研制的生命支持系統(tǒng)，其使用前提是患者的心臟功能正常，并利用機(jī)體動脈壓驅(qū)動血液流經(jīng)膜肺進(jìn)行氧合。由于無需血泵驅(qū)動，該系統(tǒng)大小僅為13.5 cm×13.5 cm×4.0 cm，已被用于多起反恐行動中傷員的院前救治和轉(zhuǎn)運(yùn)[12-13]。由于該系統(tǒng)只適用于心臟功能正常、能維持穩(wěn)定血壓的患者，因此不宜作為院外生命支持設(shè)備的首要選擇。Cardiohelp系統(tǒng)（Maquet Cardiopulmonary GmbH，德國）是目前世界上最小的便攜式ECMO系統(tǒng)，重量僅為10 kg，內(nèi)置電池可續(xù)航90 min[14]，可將該系統(tǒng)安裝于轉(zhuǎn)運(yùn)工具上（救護(hù)車、直升機(jī)或固定翼飛機(jī)），與車載電源相連。該系統(tǒng)已經(jīng)成功用于院外現(xiàn)場急救、轉(zhuǎn)運(yùn)后送以及院內(nèi)行走支持。

國內(nèi)便攜式ECMO研究也取得了一定進(jìn)展[15-16]。沈陽軍區(qū)總醫(yī)院和中國科學(xué)院沈陽自動化研究所[17]研制了便攜式體外生命支持系統(tǒng)并與Maquet公司Rota flow系統(tǒng)進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)對照研究，結(jié)果表明兩者具有相似的穩(wěn)定性。深圳漢諾醫(yī)療科技有限公司已經(jīng)完成了ECMO核心部件以及功能樣機(jī)的設(shè)計(jì)。目前，國內(nèi)產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品相比在血泵、熱交換器等的性能指標(biāo)上仍存在一定差距，同時國內(nèi)生產(chǎn)的ECMO系統(tǒng)一些關(guān)鍵部件如氧合器，抗凝管路包等仍依賴進(jìn)口。

2 ECMO救援現(xiàn)場應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 ECMO現(xiàn)場救援的宏觀調(diào)控國外從20世紀(jì)90年代開始實(shí)行由ECMO團(tuán)隊(duì)在救援現(xiàn)場緊急啟動ECMO，再轉(zhuǎn)運(yùn)至ECMO醫(yī)療中心的方案。此外，建立病例篩選與轉(zhuǎn)運(yùn)流程，可減少患者的致殘率和致死率，且不增加診療費(fèi)用[18-20]。目前，國外較大的ECMO醫(yī)療中心現(xiàn)場急救和轉(zhuǎn)運(yùn)流程已經(jīng)比較成熟。例如法國為了更快、更及時地對院外心臟驟?；颊邔?shí)施體外心肺復(fù)蘇（對可逆病因的心臟驟?；颊?，在常規(guī)心肺復(fù)蘇無效時及時啟動ECMO輔助支持），設(shè)計(jì)并使用了分級調(diào)度系統(tǒng)，將基礎(chǔ)生命支持團(tuán)隊(duì)、移動重癥監(jiān)護(hù)團(tuán)隊(duì)及體外心肺復(fù)蘇團(tuán)隊(duì)根據(jù)患者疾病進(jìn)展?fàn)顩r進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配：當(dāng)目擊到70歲以下院外心臟驟停患者后，首先由基礎(chǔ)生命支持和移動重癥監(jiān)護(hù)團(tuán)隊(duì)到達(dá)現(xiàn)場聯(lián)合救治患者，同時體外心肺復(fù)蘇團(tuán)隊(duì)會接到警報并處于待命狀態(tài)，如救治成功則體外心肺復(fù)蘇團(tuán)隊(duì)取消待命；反之，10 min后便調(diào)配體外心肺復(fù)蘇團(tuán)隊(duì)到達(dá)現(xiàn)場準(zhǔn)備救援，這樣可有效縮短團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備時間、人員到位時間、物品準(zhǔn)備時間和管路預(yù)充時間等，及早為患者實(shí)施ECMO輔助支持[21]。我國的ECMO現(xiàn)場急救和轉(zhuǎn)運(yùn)起步較晚，目前尚未建立完善的ECMO協(xié)作網(wǎng)絡(luò)和轉(zhuǎn)運(yùn)流程，需要借鑒國外經(jīng)驗(yàn)來建立和完善適合我國特點(diǎn)的轉(zhuǎn)運(yùn)流程。

2.2 ECMO院前現(xiàn)場救治和轉(zhuǎn)運(yùn)現(xiàn)狀目前，便攜式ECMO主要用于院外發(fā)生的常規(guī)治療無效的重癥心肺功能衰竭的搶救性支持治療，主要適應(yīng)癥包括：創(chuàng)傷導(dǎo)致的急性呼吸窘迫綜合征（Acute Respiratory Distress Syndrome，ARDS）和失血性休克，各種原因?qū)е碌男呐K驟停，重度失溫癥，火場氣體吸入、溺水等。

在便攜式ECMO系統(tǒng)輔助支持下，將危重患者從院外現(xiàn)場或普通醫(yī)院轉(zhuǎn)運(yùn)至更高級ECMO醫(yī)療中心，能夠提高危重癥患者的救治率，降低其死亡率。目前，國外較大的ECMO醫(yī)療中心已開展ECMO轉(zhuǎn)運(yùn)服務(wù)，單程轉(zhuǎn)運(yùn)距離可達(dá)上萬公里，轉(zhuǎn)運(yùn)人群包括新生兒、兒童、成人，積累了較豐富的急救和轉(zhuǎn)運(yùn)經(jīng)驗(yàn)。例如，2015年Kaliyev等[22]報道在便攜式ECMO系統(tǒng)的輔助支持下，首次成功對一例嚴(yán)重呼吸衰竭孕婦進(jìn)行1 155 km遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)運(yùn)。此外，便攜式ECMO還可應(yīng)用于戰(zhàn)場急救，為危重傷員提供迅速有效的體外生命支持。例如，2005年，美軍最大海外醫(yī)療機(jī)構(gòu)-德國蘭施圖爾醫(yī)療中心（Landstuhl Regional Medical Center，LRMC）接收來自美國中央司令部行動區(qū)（包括伊拉克和阿富汗）的傷員，采用移動式體外肺支持系統(tǒng)對嚴(yán)重呼吸衰竭傷員進(jìn)行搶救，4名傷員在戰(zhàn)區(qū)內(nèi)緊急置管，6名傷員在撤離到德國LRMC后置管，所有傷員的低氧血癥和高碳酸血癥均得到改善，最終9名傷者成功撤機(jī)，1名死于多器官功能衰竭，生存率高達(dá)90%[23]。

目前，我國已有重癥患兒在專業(yè)ECMO轉(zhuǎn)運(yùn)團(tuán)隊(duì)監(jiān)護(hù)下成功進(jìn)行院間轉(zhuǎn)運(yùn)的報道。例如，湖南省內(nèi)首例重癥甲型流感患兒的ECMO轉(zhuǎn)診，并于轉(zhuǎn)診入院后第9天成功撤機(jī)，但該患兒因前期心肺復(fù)蘇時間過長造成嚴(yán)重的缺血性腦損傷，最終家屬放棄治療后死亡，這也提示ECMO中心應(yīng)制定完善的病例篩選和轉(zhuǎn)診流程，并定期進(jìn)行轉(zhuǎn)診的預(yù)演及培訓(xùn)，從而能在最短的時間內(nèi)給予患者ECMO支持治療[24]。研究表明ECMO轉(zhuǎn)運(yùn)能降低病死率及減少并發(fā)癥的發(fā)生率，最大程度地提高患兒的生存率[25]。此外，ECMO轉(zhuǎn)運(yùn)在成人危重癥患者中也有應(yīng)用，例如，2019年安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院收治的1例ARDS患者，患者遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)運(yùn)中應(yīng)用ECMO支持取得了良好的效果[26]。2019年四川省人民醫(yī)院急診重癥監(jiān)護(hù)病房（Intensive Care Unit，ICU）收治的高原性肺水腫所致呼吸、心臟驟?；颊?，采用ECMO支持聯(lián)合航空轉(zhuǎn)運(yùn)，轉(zhuǎn)運(yùn)順利、療效明確且預(yù)后良好[27]。這些成功案例都說明ECMO轉(zhuǎn)運(yùn)在危重癥患者救治中的巨大應(yīng)用前景。

2.3 ECMO救治團(tuán)隊(duì)為了應(yīng)對院外突發(fā)事件及病人病情的變化，及時地維持患者的生命，安全轉(zhuǎn)運(yùn)到ECMO醫(yī)療中心，為進(jìn)一步的治療贏得時間，應(yīng)建立一支快速反應(yīng)ECMO救治團(tuán)隊(duì)。當(dāng)團(tuán)隊(duì)接到現(xiàn)場急救或轉(zhuǎn)運(yùn)通知后，應(yīng)在短時間內(nèi)完成系統(tǒng)的組裝，通常便攜式ECMO管路較短且均為預(yù)充狀態(tài)，能夠在路途中完成管路的連接。團(tuán)隊(duì)的人員組成一般根據(jù)ECMO服務(wù)所涵蓋的范圍來確定。ELSO指南[28]規(guī)定，典型的ECMO轉(zhuǎn)運(yùn)小組應(yīng)包括重癥醫(yī)學(xué)醫(yī)師、外科醫(yī)師、護(hù)士、呼吸治療師、ECMO專業(yè)治療師、急診醫(yī)療服務(wù)人員，且隊(duì)員具有經(jīng)皮穿刺和血管內(nèi)插管置入經(jīng)驗(yàn)。此外，在規(guī)劃超遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)運(yùn)時，應(yīng)考慮增加隊(duì)員。目前法國的院外體外心肺復(fù)蘇團(tuán)隊(duì)只由三人組成：一名醫(yī)生（麻醉師-重癥監(jiān)護(hù)醫(yī)生或急診醫(yī)生）、一名麻醉護(hù)士和一名護(hù)理人員[21]。國內(nèi)也有單位組建ECMO團(tuán)隊(duì)。例如，2017-12華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院建立了ECMO團(tuán)隊(duì)，包括教育培訓(xùn)小組，質(zhì)量監(jiān)控小組，循環(huán)建立小組，應(yīng)急轉(zhuǎn)運(yùn)小組和護(hù)理小組。其中應(yīng)急轉(zhuǎn)運(yùn)組包括五名ICU主治醫(yī)生（同時是循環(huán)建立小組成員），五名ICU高級護(hù)士[29]。一個良好的ECMO團(tuán)隊(duì)的建立可為患者康復(fù)爭取更多的寶貴時間，同時也提高了重癥患者的撤機(jī)成功率。

2.4 轉(zhuǎn)運(yùn)工具的選擇最初ECMO轉(zhuǎn)運(yùn)主要用于呼吸衰竭的新生兒，隨著轉(zhuǎn)運(yùn)經(jīng)驗(yàn)的積累和ECMO技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。過去認(rèn)為病情嚴(yán)重不能轉(zhuǎn)運(yùn)的危重患者，現(xiàn)在可通過動脈-靜脈ECMO同時提供呼吸循環(huán)支持，一旦建立起體外循環(huán)，病人病情可迅速穩(wěn)定下來，這就使得ECMO轉(zhuǎn)運(yùn)成為從院外救治現(xiàn)場或醫(yī)療單位轉(zhuǎn)運(yùn)危重患者到ECMO醫(yī)療中心的最有效的辦法。但是也需要考慮ECMO轉(zhuǎn)運(yùn)的必要性和可行性，對病情危重的患者越早建立ECMO支持，發(fā)生多器官功能衰竭和死亡的概率越小。另外，需要考慮到轉(zhuǎn)運(yùn)工具的安全性，途中是否可進(jìn)行緊急搶救。在法國，運(yùn)輸方式以空中轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)合陸地轉(zhuǎn)運(yùn)（50%）和陸地轉(zhuǎn)運(yùn)結(jié)合陸地轉(zhuǎn)運(yùn)（42%）為主，地面救護(hù)車、直升機(jī)和固定翼飛機(jī)是ECMO運(yùn)輸?shù)娜N轉(zhuǎn)運(yùn)工具，平均運(yùn)輸距離為189 km[30]，國外直升機(jī)和固定翼飛機(jī)緊急ECMO救援發(fā)展較早，而國內(nèi)主要以陸地運(yùn)輸為主，即一般通過救護(hù)車運(yùn)送到ECMO救治中心，遠(yuǎn)距離的患者可選擇直升機(jī)和固定翼飛機(jī)。

3 局限性和展望

3.1 局限性目前ECMO技術(shù)尚不完善，可出現(xiàn)多種機(jī)械系統(tǒng)并發(fā)癥，如血栓形成、插管問題、氧合器功能異常及空氣栓塞等；此外，還有出血、溶血、感染及中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能異常等機(jī)體并發(fā)癥。同時，在ECMO運(yùn)輸過程中可能會發(fā)生不良事件，大多數(shù)不良事件是由于患者在運(yùn)輸過程中的病情不穩(wěn)定（如潮氣量不足或血流動力學(xué)衰竭）所致，其他不良事件包括運(yùn)輸延誤、ECMO裝置遺忘或泵故障、運(yùn)輸停電、現(xiàn)場插管問題、運(yùn)輸過程中嚴(yán)重低溫等[30]。

有研究對2010-2015年間的452次轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)行了回顧性調(diào)查[31]，其中115次（25.4%）轉(zhuǎn)運(yùn)過程中共發(fā)生165次不良事件。在救護(hù)車轉(zhuǎn)運(yùn)（4%）中，由于救護(hù)車轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)不成熟和缺乏經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)致ECMO轉(zhuǎn)運(yùn)過程中發(fā)生了兩例心力衰竭死亡事件。目前還沒有研究發(fā)現(xiàn)不良事件與轉(zhuǎn)運(yùn)距離或平均轉(zhuǎn)運(yùn)時間之間的聯(lián)系[30]，并且使用ECMO轉(zhuǎn)運(yùn)的患者的存活率與未轉(zhuǎn)運(yùn)的ECMO患者的存活率相當(dāng)[19]。因此，ECMO支持的遠(yuǎn)、近距離轉(zhuǎn)運(yùn)均是安全可行的，但是需要經(jīng)驗(yàn)豐富的ECMO團(tuán)隊(duì)才能減少不良事件的發(fā)生，從而為患者爭取更多的治療時間。另外，設(shè)備耗材價格昂貴，核心部件需要進(jìn)口等困難都限制了ECMO轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

3.2 展望便攜式ECMO系統(tǒng)國產(chǎn)化，小型化、智能化，將是今后ECMO技術(shù)的革新方向。該技術(shù)將急危重癥患者救治關(guān)口整體前移，在“黃金時間”或“白金時間”內(nèi)對患者實(shí)施緊急救治，不僅可用于戰(zhàn)時醫(yī)療、重大自然災(zāi)害、應(yīng)急醫(yī)療救援體系，還可用于平時院外急危重癥患者救治和轉(zhuǎn)運(yùn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。此外，危重患者ECMO現(xiàn)場緊急救治和轉(zhuǎn)運(yùn)需要一支訓(xùn)練有素的ECMO團(tuán)隊(duì)，在中國心肺復(fù)蘇培訓(xùn)中心建立ECMO模擬培訓(xùn)單元，秉承中國特色心肺復(fù)蘇生存環(huán)理念，將院外救援現(xiàn)場與轉(zhuǎn)運(yùn)后送，融入心肺復(fù)蘇融入全生命周期系統(tǒng)管理中[32-33]。