文献分享丨ECMO的核心组件及循环支持的管理措施

转自体外生命支持

ECMO的核心组成部件

离心泵

 ECMO系统可以视为一个流体控制系统。那么离心泵就是这个流体控制系统的动力源部分，也就是心脏的功能。其主要功能是连续抽取病人静脉血,利用离心力将血液泵入外循环管道。

离心泵是依靠泵头作高速旋转运动，通过旋转的叶轮或者黏性剪切力将动能传输给液体，使泵内侧壁形成高压区，而中央形成低压区，离心泵中心部位是入口，周边部位是出口，这样在压力差的作用下，液体从中心往周边单向运动。

ECMO设备，目前大多采用离心泵作为流体动力源，离心泵对红细胞、血小板等血液有形成分的破坏较轻。传统的挤压式蠕动泵，因为挤压管路的原理，容易损伤红细胞。

在离心泵的控制方面，ECMO系统中，需要配合流量传感器，控制离心泵的转速，从而做到闭环控制流量的目的。这个流量传感器一般采用超声波流量传感器。

氧合器

 氧合器代替肺的功能，进行氧气和二氧化碳交换。目前ECMO系统中，氧合器采用的是膜式氧合器。更具体说，采用的是中空纤维膜式氧合器。

    目前的中空纤维模式氧合器，纤维管内是气体，纤维管外是血液流动。气体和血液在膜的两侧通过扩散作用进行氧气与二氧化碳的交换。但目前的膜材料相比人体肺，实际气体传输能力还是偏小，同时受容器体积和膜面积的影响，目前氧合器在临床中，只能满足成人呼吸需求的50%。

另外，膜材料在在长时间工作后，氧合性能会下降，纤维润湿过程中，会产生血浆渗漏的现象。再加上血浆易堵塞和血液成分易沉积等问题，导致了氧合器临床使用时间较短。限制了ECMO的临床试验时间，使得ECMO一般只是作为急救过程中临时性呼吸系统维持手段。

ECMO循环支持的管理措施

插管方式

循环支持患者均采用静脉－动脉(V－A)ECMO方式。静脉插管的途径有: ① 右房; ② 股静脉; ③ 颈静脉; ④ 其他。动脉插管的途径有: ①主动脉; ② 股动脉; ③ 腋动脉; ④ 颈动脉; ⑤ 其他。

成人尽量多采用外周血管插管，股动静脉插管最为常见。新生儿颈内静脉插管型号一般为12-14F，颈总动脉一般为8-10F。已开胸手术后的婴幼儿一般采用经原手术切口右心房和升主动脉插管(此方法也适用于成人患者)，以保证充分转流。若静脉引流不充分，可考虑通过用其他静脉缓解，如股静脉、脐静脉等。

对于严重左心功能不全者，可增加左心引流管，或房间隔造孔术，减轻左心前负荷。合并有呼吸功能障碍的患者，可将部分氧合血通过上半身血管(如颈动脉，腋动脉，颈静脉)注入，以缓解上半身器官缺血。

管道预充

ECMO系统预充通常使用晶体预充液。为保证合理的血红蛋白浓度，小儿ECMO系统预充可加入适当的库存红细胞、蛋白或血浆，时间允许的情况下可以对预充液进行适当调整，减小其对机体内环境的影响。

ECMO 启动

动、静脉插管与动、静脉管道连接完成后，台上、台下分别检查核对管道，确保无误后，先打开静脉管道钳，启动ECMO泵至转数在1500r/min 以上，再打开动脉管道钳(以防止血液逆流)，ECMO开始运转。心脏术后不能脱离体外循环直接过渡为ECMO的患者需要维持机体有效血容量的稳定。中心静脉插管患者要注意右心房的密封状态，以免ECMO静脉引流管负压进气。

ECMO 的运行

药物调整逐渐降低正性肌力药物用量至维持量水平，如多巴胺、多巴酚丁胺、肾上腺素、米力农等，保持心脏一定的兴奋性并让心脏得到充分的休息。

减少容量负荷

结合患者心功能状态、循环状态和组织灌注情况等因素综合考虑，进行容量管理。严格限制液体入量，并积极处理容量超负荷已成为ECMO管理主要内容。

维持中心静脉压低于8mmHg，左房压低于10mmHg 较为理想。中心静脉压(CVP) 过高可用利尿剂增加尿量，也可用肾替代治疗加速液体的排出。对于严重左心功能不全患者，经左房放置引流管，可有效降低左室前负荷，使左室得到充分休息。

呼吸管理

包括保证呼吸通畅，避免肺泡萎陷，减少肺泡渗出，避免氧中毒。持续机械通气应该采用同步间歇指令通气模式，采用保护性肺通气方法，运行过程中采取保护性肺通气策略[平台压<30cmH2O；呼气末正压5~15cmH2O；吸入氧浓度<50%；呼吸频率小于10次/min和总潮气量<100ml]。ECMO通气：血流比=1:1.5~2.0，维持二氧化碳分压35~45mmHg，氧分压200mmHg左右。

定时监测动脉血气，保持动脉二氧化碳分压在40mmHg左右；持续监测中心静脉血氧饱和度，以维持在70%~75%为宜。VA-ECMO动脉氧饱和度维持在95%以上，VV-ECMO稳定状态下动脉血氧饱和度一般保持在85%~90%之间。

氧代谢平衡

掌握好氧供和氧耗的平衡。静脉饱和度尽量＞60% 。在ECMO开始的8h 内每小时进行一次动脉血气监测，一旦病情稳定，可以延长至2h 一次。通常为保证ECMO期间充足的氧供，需要维持红细胞比容35% 左右，胶渗压15～20mmHg。

抗凝管理

ECMO辅助治疗时需要使用抗凝措施以预防血栓形成，肝素是ECMO运行期间最常用的抗凝剂。通常在ECMO插管前先首次给予肝素100U/kg，使得激活凝血时间（ACT）维持在140~220s范围内。运行过程中持续泵注肝素，维持适当的ACT水平，并结合活化部分凝血酶原时间、抗-凝血因子Xa、血栓弹力图测定结果以及患者病情等综合判断所需的抗凝强度，在血栓栓塞风险与出血并发症之间进行适宜平衡。在ECMO辅助过程中还需要维持机体适当的凝血功能，防止发生出血，保持血小板数目≥50×109/L，如有必要及时补充凝血物质。

血液破坏

一般情况下ECMO期间溶血较轻。如果溶血严重，出现血红蛋白尿，应适当碱化尿液，促进游离血红蛋白的排除，保护肾功能。严重者应更换ECMO系统。

血压管理

ECMO期间血压可偏低，特别是在ECMO初期。成人ECMO平均动脉压不宜太高，维持在50～60mm Hg 即可，小儿可以低至40mm Hg 左右。静脉饱和度应为＞60% 、脉搏氧饱和度(SpO2 ) ＞95% 。乳酸＜2mmol /L 或逐渐下降提示组织灌注良好。

温度管理

进行ECMO时需注意保持体温在35～36℃。温度太高，机体氧耗增加。温度太低，易发生凝血机制和血流动力学的紊乱。ECPR可采用适当低温，维持中心温度32～35℃，有利于保护大脑，减少神经系统并发症的发生。

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