体外膜肺氧合（Extracorporeal Membrane Oxygenation，ECMO），俗称“叶克膜”、“人工肺”，是一种医疗急救技术设备，主要用于对重症心肺功能衰竭患者提供持续的体外呼吸与循环，以维持患者生命。

简介

体外膜肺氧合（ECMO）的本质是一种改良的人工心肺机，最核心的部分是膜肺和血泵，分别起人工肺和人工心脏的作用，可以对重症心肺功能衰竭患者进行长时间心肺支持，为危重症的抢救赢得宝贵的时间。ECMO是目前针对严重心肺功能衰竭最核心的支持手段。

发展历史

1953年Gibbon医生发明人工心肺机开始，他将体外循环技术首次用于临床心脏手术获得成功，这使人工心肺机系统作长时间心肺辅助有了可能。体外膜肺氧合（ECMO）实际上是心肺转流技术的扩展和延长应用，ECMO用以治疗威胁生命的呼吸衰竭已有20多年。

1960～1970年，膜式氧合器出现，1965～1975年，抗凝控制技术完善，这使心肺转流技术的延长使用成为可能，膜式氧合器以半透膜将血一气相分开，保护了红细胞、血小板，使ECMO可能较长时间安全进行。

1971年Hill医生首次用ECMO救治1例24岁的男性患者，因多发性创伤导致呼吸衰竭进行性加重，经过75小时的ECMO救治，患者脱离危险，抢救成功。于是一些医院相继开展ECMO，但很快因低成功率而告一段落。

1975年Bartlett医生首次成功地用ECMO救治1例患持续性胎儿循环的新生儿。以后ECMO技术在新生儿应用的经验快速增加，现在人们已认为ECMO是治疗新生儿、婴儿严重呼吸衰竭的标准方法。

1993年Zwushenberrger等对5000例ECMO治疗的呼吸衰竭患儿调查表明，其生存率为82%，而常规治疗死亡率为80%。这又激发了人们的研究热情，并于1994年做出阶段性的总结：ECMO对新生儿的疗效优于成人，对呼吸功能衰竭疗效优于心脏功能衰竭。随着医疗技术、材料技术、机械技术的不断发展，ECMO的支持时间不断延长，成人的疗效不断提高，从而被更广泛地用于临床危重急救。甚至一些医疗中心将ECMO装置定为救护车基本配置，使ECMO走向院前而更好地发挥急救功能。

基本结构

ECMO的基本结构：血管内插管、连接管、动力泵（人工心脏）、氧合器（人工肺）、供氧管、监测系统。临床上常将可抛弃部分组成套包，不可抛弃部分绑定存放，并设计为可移动，提高应急能力。

动力泵（人工心脏）：作用是形成动力驱使血液向管道的一方流动，类似心脏的功能。临床上主要有两种类型的动力泵：滚轴泵、离心泵。由于滚轴泵不易移动，管理困难。在急救专业首选离心泵作为动力泵。其优势是安装移动方便，管理方便，血液破坏小；在合理的负压范围内有抽吸作用，可解决某些原因造成的低流量问题；新一代的离心泵对小儿低流量也易操控。

氧合器（人工肺）：其功能是将非氧合血氧合成氧合血，又叫人工肺。ECMO氧合器有硅胶膜型与中空纤维型两种。硅胶膜型膜肺相容性好，少有血浆渗漏，血液成分破坏小，适合长时间辅助。例如支持心肺功能等待移植、感染所致呼吸功能衰竭。其缺点是排气困难，价格昂贵。中空纤维型膜肺易排气，2-3日可见血浆渗漏，血液成分破坏相对大，但由于安装简便仍首选为急救套包。如需要，稳定病情后可于一至两日内更换合适的氧合器。

基本原理

ECMO的本质是一种改良的人工心肺机，最核心的部分是膜肺和血泵，分别起人工肺和人工心脏的作用。ECMO运转时，血液从静脉引出，通过膜肺吸收氧，排出二氧化碳。经过气体交换的血，在泵的推动下可回到静脉(VV通路)，也可回到动脉(VA通路)。

前者主要用于体外呼吸支持，后者因血泵可以代替心脏的泵血功能，既可用于体外呼吸支持，又可用于心脏支持。当患者的肺功能严重受损，对常规治疗无效时，ECMO可以承担气体交换任务，使肺处于休息状态，为患者的康复获得宝贵时间。同样患者的心功能严重受损时，血泵可以代替心脏泵血功能，维持血液循环。如下图所示。

V-V转流：

经静脉将静脉血引出经氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入另一静脉。通常选择股静脉引出，颈内静脉泵入，也可根据病人情况选择双侧股静脉。原理是将静脉血在流经肺之前已部分气体交换，弥补肺功能的不足。V-V转流适合单纯肺功能受损，无心脏停跳危险的病例。可在支持下降低呼吸机参数至氧浓度<60%、气道压<40cmH2O，从而阻断为维持氧合而进行的伤害性治疗。需要强调V-V转流是只可部分代替肺功能，因为只有一部分血液被提前氧合，并且管道存在重复循环现象。重复循环现象是指部分血液经过ECMO管路泵入静脉后又被吸入ECMO管路，重复氧合。

V-A转流：

经静脉将静脉血引出经氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入动脉。成人通常选择股动静脉；新生儿及幼儿由于股动静脉偏细选择颈动静脉；也可开胸手术动静脉置管。V-A转流是可同时支持心肺功能的连接方式。V-A转流适合心功能衰竭、肺功能严重衰竭并有心脏停跳可能的病例。由于V-A转流ECMO管路是与心肺并联的管路，运转过程会增加心脏后负荷，同时流经肺的血量减少。长时间运行可出现肺水肿甚至粉红泡沫痰。

这也许就是ECMO技术早期对心脏支持效果不如肺支持效果的原因。当心脏完全停止跳动，V-A模式下心肺血液滞留，容易产生血栓而导致不可逆损害。如果超声诊断下心脏完全停止跳动>3小时则应立即开胸手术置管转换成A-A-A模式。两条插管分别从左、右心房引出经氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入动脉。这样可防止心肺内血栓形成并防止肺水肿发生。

ECMO方式的选择是要参照病因、病情，灵活选择。总体来说V-V转流方法为肺替代的方式，V-A转流方法为心肺联合替代的方式。心脏功能衰竭及心肺衰竭病例选V-A；肺功能衰竭选用V-V转流方法；长时间心跳停止选A-A-A模式。而在病情的变化过程中还可能不断更改转流方式。例如在心肺功能衰竭急救过程中选择了V-A转流方法，经过治疗心功能恢复而肺还需要时间恢复。为了肺功能的快速恢复，转为V-V模式。不合理的模式选择则可能促进原发症的进展，降低成功率；正确的模式选择可对原发症起积极作用，提高成功率。

临床应用

体外膜肺氧合（ECMO）可以暂时代替人体的心脏和肺功能，由于其强大的能力，被誉为“终极救命神器”，随着我国医疗技术水平的发展，体外膜肺氧合技术应用越来越广泛，越来越多的患者因此受益。

体外膜肺氧合功能强大，应用广泛，体外膜肺氧合的出现使急危重症患者的抢救成功率明显上升。体外膜肺氧合主要适用于以下几个方面：

各种原因导致的心跳骤停的患者

在有ECMO条件的医院，心跳呼吸骤停的抢救首选传统急救同时实施V-AECMO。

此方案的优点：

①短的时间支持呼吸循环，保护重要脏器;

②防止反复出现心跳呼吸骤停;

③在安全的状态下寻找并治疗原发病。

可以将ECMO的启动时间控制在8-15分钟。在有效的心肺复苏支持下，团队密切合作尽快启动循环，是可以保护重要脏器不发生不可逆损害。在实施ECMO后一般心跳会很快恢复，若长时间未恢复则可转A-A-A模式。

实施ECMO支持下寻找原发症并积极治疗。无原发症的患者可在去处刺激因素后迅速脱离ECMO系统，如电击、高血钾等导致的心跳呼吸骤停。某些原发症经过支持可以逐渐恢复，待恢复后可脱离ECMO系统例如重症爆发性心肌炎。若有严重的原发症且非自限性，如不治疗心功能难以恢复，应迅速进一步治疗如急性心肌梗塞。在ECMO支持下多科协作治疗，尽快实施冠状动脉脉搭桥手术或冠状动脉脉支架植入术是可迅速恢复心功能的。

此治疗路径的关键是：

①认排除脑损伤引起的心跳骤停；

②迅速有效的心肺复苏，迅速的ECMO启动，保护重要脏器功能；

③及时的后续治疗。

由于脑功能的丧失使一切治疗失去意义，在这一临床路径中脑功能的确定丧失，是终止ECMO的重要指征之一。

急性严重心功能衰竭患者

严重的心功能衰竭不但会减少组织器官血供，更严重的是随时会有心跳骤停的可能。ECMO可改善其他器官及心脏本身的氧合血供，控制了心跳骤停的风险。常见于重症爆发性心肌炎、心脏外科手术后、急性心肌梗塞。需要进一步治疗，必要时进行手术治疗。在ECMO实施同时可实施主动脉内球囊反搏(IABP)可减轻心脏后负荷，改善冠脉循环，改善微循环，减轻肺水肿，促进心功能恢复。同时主动脉内球囊反搏(IABP)可作为脱离ECMO系统的过渡措施。在支持期间要密切关注心脏活动情况，超声诊断下心脏完全停止跳动>3小时则应立即开胸手术置管转换成A-A-A模式。如若治疗无效果可考虑心脏移植。这类病例多数无其他脏器损害，器官移植的效果也很好。

急性严重呼吸功能衰竭患者

呼吸功能衰竭是ECMO支持实施最早成功率很高的病种。常见有感染、火灾气体吸入、刺激性气体吸入、肺挫伤。大多数不用类似于抢救呼吸骤停那样十万火急，但仍要争分夺秒。因为大多数严重呼吸功能衰竭病例随时有心跳骤停的可能。一旦出现心跳骤停或其他器官损害则势必影响愈后。治疗原则还是尽快建立稳定的生命支持，缩短器官缺氧时间。呼吸功能衰竭需要支持时间长，一般选择V-V转流，氧合器首选硅胶膜式氧合器。对于肺挫伤首选V-A转流方法，可减少肺血流，同时可应对可能发生的肺出血。呼吸机治疗的参数可在ECMO支持下，调至氧浓度<60%、气道压<40cmH2O的安全范围内。有学者提出用低气道压将肺膨胀供氧，排除二氧化碳由人工膜肺完成。

各种严重威胁呼吸循环功能的疾患

酸碱电解质重度失衡、重症哮喘、溺水、冻伤、外伤、感染。这些是常见的ECMO治疗适应症。有的虽然心肺功能尚好，但心肺功能随时可受原发病影响。可导致功能下降甚至丧失。出于保障可预见性地实施ECMO支持，或准备随时实施。

对于一些心肺功能没有恢复可能的病例，仍能通过日益强大的移植技术来脱离ECMO达到康复。这就使一些被认为是禁忌症的疾患仍可延伸使用ECMO技术，并与移植技术结合形成一个理想的救治过程，甚至促进了移植技术的发展。这也很容易理解并形成了一个趋势——人工脏器在移植技术中的重要地位。已有一些医疗中心在作这方面的探索，并取得了一定成绩。而这一切工作的基础就是其他器官的保护，避免多个器官损害是成功的关键