ECMO 最早于1950年代由约翰·吉本发明,及克拉伦斯·沃尔顿·李拉海继续开发。由于初期纯粹机械式的体外支持系统并不成熟,李拉海采用了以活体人类为患者充当体外支持系统的大胆实验,并在1965年第一次使用于新生儿上,以验其效。
1972年,美国密歇根大学外科医生罗伯特·巴列特(Robert H.Bartlett)首次成功应用在急性呼吸窘迫症患者的治疗。
2021年11月8日,西安交通大学第一附属医院公布,该院与四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心、西安交通大学机械学院联合研发的体外膜肺氧合设备(ECMO)在中国率先进入临床阶段。[1]
2023年1月4日,国家药监局经审查,应急批准深圳汉诺医疗科技有限公司体外心肺支持辅助设备、一次性使用膜式氧合器套包注册申请,二者配合使用,用于急性呼吸衰竭或急性心肺功能衰竭、其他治疗方法难以控制并有可预见的病情持续恶化或死亡风险的成人患者。[2]
血液泵
氧合器
气体混合器
加热器
各种动静脉导管与监视器
等部件所构成,其中血液泵和氧合器为叶克膜核心部件,血液泵扮演代替患者心脏,氧合器则扮演代替肺脏的功能。
体外生命支持组织(ELSO)发布了描述ECMO适应症和实践的指南。启动ECMO的标准因机构而异,但通常包括可能会逆转且对常规治疗无反应的急性严重心脏或肺功能衰竭。可能促使ECMO启动的临床情况包括:
低氧性呼吸衰竭,尽管优化了呼吸机设置,但动脉血氧分压与吸入氧分数(PaO2 / FiO2)的比率仍小于100 mmHg,包括吸入氧分数(FiO2),呼气末正压(PEEP),吸气与呼气(I:E)比
动脉pH <7.20的高碳酸血症性呼吸衰竭
难治性心源性休克
心脏骤停
心脏手术后无法退出体外循环
作为心脏移植或放置心室辅助设备的桥梁
架起肺移植的桥梁
败血性休克是一个更具争议性的问题,但对ECMO的研究却越来越多
体温过低,核心温度在28至24°C之间且心脏不稳定,或者核心温度在24°C以下。
在患有心脏骤停或心源性休克的患者中,它似乎可以改善生存率和良好的预后。
早期的研究表明,使用ECMO对于急性呼吸衰竭的患者尤其是在急性呼吸窘迫综合征患者中,使用ECMO具有生存益处。
由ELSO维护的近51,000名已接受ECMO的人的注册表报告了以下结果:新生儿呼吸衰竭生存率为75%,小儿呼吸衰竭生存率为56%,成人呼吸衰竭生存率为55%。其他观察性和非对照性临床试验均报告存活率为50%至70%。
这些报告的生存率优于历史生存率。即使将ECMO用于死亡率各不相同的一系列疾病,但尽早发现对于防止病情恶化和增加生存结果至关重要。
在英国,静脉ECMO的部署集中在指定的ECMO中心,以潜在地改善护理并促进更好的结果。
分为静脉-静脉(veno-venous,缩写VV)和静脉-动脉(veno-arterial,缩写VA)两种。
VV型:代替肺脏呼吸机能,只用于肺部疾病。
VA型:除代替肺脏呼吸机能之外,也能代替心脏的血液循环机能。
在静脉动脉(VA)ECMO中,通常将静脉插管放置在右或左股总静脉中以进行提取,而通常将动脉插管放置在右或左股动脉中以进行输液。[16]股静脉插管的尖端应保持在下腔静脉和右心房的交界处附近,而股动脉插管的尖端应保持在动脉内。在成人中,最好插入股动脉,因为插入比较简单。[16] 如果已经建立了体外循环或已经进行了紧急再胸骨切开术(右心房插管(或用于三尖瓣修复的SVC / IVC)和升主动脉),则可以使用中央VA ECMO。
当自然心脏功能最小时,通常会保留VA ECMO,以减轻与因主动脉套管输送的逆行血流而泵吸相关的增加的心脏中风功。
在静脉-静脉(VV)ECMO中,通常将插管放置在右股总静脉内以进行引流,并将右颈内静脉内进行输液。或者,将双腔导管插入右颈内静脉,从上腔静脉和下腔静脉排出血液,并将其返回到右心房。
ECMO仅应由在其启动,维护和停药方面受过训练和经验的临床医生执行。ECMO管理通常由注册护士,呼吸治疗师或灌注师进行。一旦确定将启动ECMO,将使用静脉内肝素对患者进行抗凝治疗,以防止血栓形成从充氧器中凝结。在开始之前,静脉内推注肝素并测量以确保ACT在300-350秒之间。一旦ACT在此范围内,就可以启动ECMO,并在维持剂量后开始肝素滴注。
套管可以通过Seldinger技术经皮放置,Seldinger技术是一种相对直接且常见的获取血管通道的方法,也可以通过手术切除。为了最大程度地增加流量并最大程度地减小剪切应力,使用了可放置在血管中的最大插管。
心脏手术后并发症所需的ECMO可直接放置在心脏或大血管的适当腔室中。通过侧面开胸术进行中央插管可以使等待肺移植的患者保持镇静和非卧床。
在插管并连接到ECMO回路后,可使用血液动力学参数和身体检查来确定流经ECMO回路的适当血流量。通过ECMO回路维持终末器官灌注的目标与通过心脏的足够生理血流平衡,以防止淤滞和随后的血凝块形成。