翻译：陈明月，编辑：王玉康摘要体外生命支持（ECLS）可支持急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者的气体交换。在ECLS过程中，静脉血液通过引流管从中心静脉引出，流经允许氧气和二氧化碳扩散的半透膜进行体外气体交换，然后通过回输管返回到中心静脉。这种ECLS包括静脉-静脉体外膜氧合（VV-ECMO）和体外二氧化碳清除术（ECCO2R）两种技术。VV-ECMO利用高速血流为血液氧合并清除二氧化碳；ECCO2R则通过较小的导管、较低的血流速度大量清除二氧化碳（清除率可达20%～70%），也略微改善氧合，并通过减低呼吸机支持力度（降低VT、RR、△P和Pplat等）来达到超级肺保护通气的目的。本文对与ECLS相关的生理学概念以及治疗ARDS的理论基础和证据进行综述，还对在ECLS治疗患者期间可能出现的并发症、局限性和伦理方面的困境进行回顾，最后本文还讨论了ECLS技术未来的关键研究问题和挑战。关键词急性呼吸衰竭，体外膜肺氧合，机械通气，转归前言一项对50个国家的个重症监护室（ICU）进行的国际前瞻性研究发现，急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者占入ICU总数的10.4%。在过去的20年里，ARDS的住院死亡率高达40%。尽管强有力的实验室和临床证据表明，肺保护性通气策略可以改善ARDS患者的预后，但该措施各种原因并未能得以充分利用。什么是ECLS？体外生命支持膜式氧合器是人造的“肺”，可实现体外气体交换，从而降低机体肺的负担。体外生命支持（ECLS）用于ARDS患者的三种形式见图1（图1）。氧合血液中的氧含量取决于血红蛋白水平、氧分压（PO2）和氧合血红蛋白解离曲线，并在较小程度上取决于溶解氧。氧合能力在很大程度上取决于体外膜氧合器的尺寸（氧交换面积）和膜的特性、流经膜的血流量（QECMO）以及膜前后的PO2差。

图1体外生命支持（ECLS）支持急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的三种模式图

A：股静脉-颈静脉VV-ECMO；B：双腔颈静脉VV-ECMO；C：双腔颈静脉ECCO2R。ECCO2R可在ARDS急性期进行不同程度的氧合支持和二氧化碳清除，旨在通过降低VT、RR和△P来进一步保护肺功能。

膜氧合器的性能与以下因素有关：1）QECMO与氧合充分性呈线性关系，使用大型插管（23～29Fr）有助于提高血流量来提供充分的氧合支持。2）膜前氧饱和度（即从体内引出的血液的氧饱和度）除了机体因素外，还受再循环（即经膜肺氧合后的血液未进入肺循环而又重新引出至体外进入膜氧合器）的影响，这可以通过增加在引流管和回输管导管尖端的距离来缓解，如采用股-颈静脉插管（Vf-Vj）或使用正确定位的颈静脉双腔导管。一项针对10名重度ARDS患者的生理研究学发现，在Vf-VjECMO中，QECMO与心脏输出的比值≥60％可实现充分的全身氧合。3）其他因素包括肺内分流、机体原始肺的氧合能力、膜肺的氧合能力以及总氧耗之间的复杂相互作用等。二氧化碳清除二氧化碳（CO2）与氧弥散能力的显著差异提示体外二氧化碳清除更有效；因此，相同ECMO流量可以去除更大百分比的二氧化碳。对于ECCO2R，每分钟1～3L的血流可能足以完全清除大多数患者的全部CO2，但不足以提供患者所需的氧合。ECCO2R清除CO2的能力与膜肺的尺寸、血流量、膜前后PCO2分压差以及血液的PH（偏酸的血液有利于CO2以气体分子形式而非离子形式存在）。ECLS治疗ARDS的基本原理和适应证体外膜氧合（ECMO）对重度ARDS的挽救性治疗效果显著（EOLIA试验），其主要益处在于ECMO可改善患者的呼吸机相关性肺损伤（VILI）。

表1ARDS患者应用ECMO的建议适应证和禁忌证

适应证

相对禁忌证

绝对禁忌证

EOLIA适应证a

PaO2/FiOmmHg持续3h；

PaO2/FiOmmHg持续6h；

pH7.25，PaCO2≥60mmHg持续6h；b

有创呼吸机辅助通气＞7～10天；

抗凝禁忌；

严重凝血功能紊乱；

高龄；

挽救性ECMO，即在发生严重右心衰竭或其他严重失代偿时使用ECMO

MODS的濒死状态；

长时间心脏骤停；

严重缺血缺氧性脑损伤；

颅内大出血；

严重慢性呼衰，无肺移植可能；

短期预后差的转移性恶性肿瘤或血液病；

其他近期预后较差的晚期情况

a：经常规治疗（肺保护性通气、俯卧位和神经肌肉阻滞剂）治疗失败后的重度ARDS；

b：RR＞35次/分，Pplat≤32cmH2O

EOLIA研究发现，ECMO对于合并严重呼吸性酸中毒（动脉pH7.25，PaCO2≥60mmHg，持续6h）患者带来的获益较仅合并严重低氧血症的患者更大；这可能是通过降低潮气量（VT）、呼吸频率（RR）、平台压力（Pplat）和驱动压力（△P）等从而降低VILI的发生或减轻其严重程度来实现的。表2近期有关ECLS用于ARDS治疗的研究的总结ECMO可迅速改善低氧血症，从而使得组织缺氧改善，器官功能障碍缓解，如神经功能预后改善等。ECMO可纠正呼吸性酸中毒。VA-ECMO辅助可减轻右心室后负荷，增加心输出量。此外，ECMO可因氧合的改善及CO2的清除从而降低呼吸驱动力，继而减少膈肌损伤。理想情况下，ECMO可用于符合EOLIA标准（表1和表2）的患者。ECCO2R治疗ARDS的理论基础和适应证ECLS通过较小的导管和较低的血流量（～mL/min）可显著清除二氧化碳（清除率可达20%～70%），略微改善氧合，进而通过减低呼吸机支持力度（降低VT、RR、△P和Pplat）来达到肺超级保护性通气的目的，这一技术即体外二氧化碳清除（ECCO2R）。肺保护的程度取决于该设备可以清除的二氧化碳的量。目前仅少数证据支持ECCO2R可应用于ARDS患者。重度ARDS和VV-ECMOECMO于年首次成功应用于ARDS患者。年甲型H1N1流感大流行期间，多个国家报道，ECMO的应用可降低重度ARDS患者的死亡率（21～36％）。同年，来自英国的CESAR研究指出，随机分配给ECMO组的90例患者的主要终点指标（死亡率或严重残疾率）更低（ECMO组为37％，对照组为53％，P=0.03）。该研究存在许多方法学问题，例如，ECMO组患者并不都接受了ECMO支持（预先设计），对照组也未要求进行肺保护性通气。最近一项国际性多中心试验（EOLIA研究）评价了ECMO在重度ARDS中的疗效性和安全性。符合纳入标准（表2）的患者被随机分为两组，一组接受常规机械通气（n=），另一组接受ECMO支持（n=）。两组患者均采用肺保护性通气策略（降低呼吸机压力、超凄量和呼吸频率）。90%的常规组患者和66%的ECMO组患者均接受了俯卧位通气。交叉治疗（即常规组的患者接受ECMO治疗）仅限于严重低氧血症或合并血流动力学不稳定的患者。EOLIE研究应阴性结果而提前终止。常规组与ECMO组患者的60天死亡率绝对值差异五统计学意义（11%，P=0.）。然而，ECMO组患者出现心衰、肾衰和透析治疗的需求显著下降。两组患者的出血性卒中发生风险相似。Goligher等使用贝叶斯方法对EOLIA研究进行了再次分析，结果发现，ECMO组患者的生存率更高。纳入CESAR和EOLIA研究个体患者数据的荟萃分析共纳入了名患者，结果显示，VV-ECMO组患者的90天死亡率显著低于对照组（对照组为36%，VV-ECMO组为8%；RR为0.75，95%的CI为0.60～0.94；P=0.）。随机接受ECMO治疗患者的ICU外无重要脏器衰竭（呼吸、心血管、肾脏和神经）的存活时间更长。（待续）浙大杭州市一重症


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