簡介
體外膜肺氧合（ECMO）的本質是一種改良的人工心肺機，最核心的部分是膜肺和血泵，分别起人工肺和人工心髒的作用，可以對重症心肺功能衰竭患者進行長時間心肺支持，為危重症的搶救赢得寶貴的時間。ECMO是目前針對嚴重心肺功能衰竭最核心的支持手段。
發展曆史
1953年Gibbon醫生發明人工心肺機開始，他将體外循環技術首次用于臨床心髒手術獲得成功，這使人工心肺機系統作長時間心肺輔助有了可能。體外膜肺氧合（ECMO）實際上是心肺轉流技術的擴展和延長應用，ECMO用以治療威脅生命的呼吸衰竭已有20多年。
1960～1970年，膜式氧合器出現，1965～1975年，抗凝控制技術完善，這使心肺轉流技術的延長使用成為可能，膜式氧合器以半透膜将血一氣相分開，保護了紅細胞、血小闆，使ECMO可能較長時間安全進行。
1971年Hill醫生首次用ECMO救治1例24歲的男性患者，因多發性創傷導緻呼吸衰竭進行性加重，經過75小時的ECMO救治，患者脫離危險，搶救成功。于是一些醫院相繼開展ECMO，但很快因低成功率而告一段落。
1975年Bartlett醫生首次成功地用ECMO救治1例患持續性胎兒循環的新生兒。以後ECMO技術在新生兒應用的經驗快速增加，現在人們已認為ECMO是治療新生兒、嬰兒嚴重呼吸衰竭的标準方法。
1993年Zwushenberrger等對5000例ECMO治療的呼吸衰竭患兒調查表明，其生存率為82%，而常規治療死亡率為80%。這又激發了人們的研究熱情，并于1994年做出階段性的總結：ECMO對新生兒的療效優于成人，對呼吸功能衰竭療效優于心髒功能衰竭。随着醫療技術、材料技術、機械技術的不斷發展，ECMO的支持時間不斷延長，成人的療效不斷提高，從而被更廣泛地用于臨床危重急救。甚至一些醫療中心将ECMO裝置定為救護車基本配置，使ECMO走向院前而更好地發揮急救功能。
基本結構
ECMO的基本結構：血管内插管、連接管、動力泵（人工心髒）、氧合器（人工肺）、供氧管、監測系統。臨床上常将可抛棄部分組成套包，不可抛棄部分綁定存放，并設計為可移動，提高應急能力。
動力泵（人工心髒）：作用是形成動力驅使血液向管道的一方流動，類似心髒的功能。臨床上主要有兩種類型的動力泵：滾軸泵、離心泵。由于滾軸泵不易移動，管理困難。在急救專業首選離心泵作為動力泵。其優勢是安裝移動方便，管理方便，血液破壞小；在合理的負壓範圍内有抽吸作用，可解決某些原因造成的低流量問題；新一代的離心泵對小兒低流量也易操控。
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氧合器有矽膠膜型與中空纖維型兩種。矽膠膜型膜肺相容性好，少有血漿滲漏，血液成分破壞小，适合長時間輔助。例如支持心肺功能等待移植、感染所緻呼吸功能衰竭。其缺點是排氣困難，價格昂貴。中空纖維型膜肺易排氣，2-3日可見血漿滲漏，血液成分破壞相對大，但由于安裝簡便仍首選為急救套包。如需要，穩定病情後可于一至兩日内更換合适的氧合器。
基本原理
ECMO的本質是一種改良的人工心肺機，最核心的部分是膜肺和血泵，分别起人工肺和人工心髒的作用。ECMO運轉時，血液從靜脈引出，通過膜肺吸收氧，排出二氧化碳。經過氣體交換的血，在泵的推動下可回到靜脈(VV通路)，也可回到動脈(VA通路)。
前者主要用于體外呼吸支持，後者因血泵可以代替心髒的泵血功能，既可用于體外呼吸支持，又可用于心髒支持。當患者的肺功能嚴重受損，對常規治療無效時，ECMO可以承擔氣體交換任務，使肺處于休息狀态，為患者的康複獲得寶貴時間。同樣患者的心功能嚴重受損時，血泵可以代替心髒泵血功能，維持血液循環。如下圖所示。
V-V轉流：
經靜脈将靜脈血引出經氧合器氧合并排除二氧化碳後泵入另一靜脈。通常選擇股靜脈引出，頸内靜脈泵入，也可根據病人情況選擇雙側股靜脈。原理是将靜脈血在流經肺之前已部分氣體交換，彌補肺功能的不足。V-V轉流适合單純肺功能受損，無心髒停跳危險的病例。可在支持下降低呼吸機參數至氧濃度<60%、氣道壓<40cmH2O，從而阻斷為維持氧合而進行的傷害性治療。需要強調V-V轉流是隻可部分代替肺功能，因為隻有一部分血液被提前氧合，并且管道存在重複循環現象。重複循環現象是指部分血液經過ECMO管路泵入靜脈後又被吸入ECMO管路，重複氧合。
V-A轉流：
經靜脈将靜脈血引出經氧合器氧合并排除二氧化碳後泵入動脈。成人通常選擇股動靜脈；新生兒及幼兒由于股動靜脈偏細選擇頸動靜脈；也可開胸手術動靜脈置管。V-A轉流是可同時支持心肺功能的連接方式。V-A轉流适合心功能衰竭、肺功能嚴重衰竭并有心髒停跳可能的病例。由于V-A轉流ECMO管路是與心肺并聯的管路，運轉過程會增加心髒後負荷，同時流經肺的血量減少。長時間運行可出現肺水腫甚至粉紅泡沫痰。
這也許就是ECMO技術早期對心髒支持效果不如肺支持效果的原因。當心髒完全停止跳動，V-A模式下心肺血液滞留，容易産生血栓而導緻不可逆損害。如果超聲診斷下心髒完全停止跳動>3小時則應立即開胸手術置管轉換成A-A-A模式。兩條插管分别從左、右心房引出經氧合器氧合并排除二氧化碳後泵入動脈。這樣可防止心肺内血栓形成并防止肺水腫發生。
ECMO方式的選擇是要參照病因、病情，靈活選擇。總體來說V-V轉流方法為肺替代的方式，V-A轉流方法為心肺聯合替代的方式。心髒功能衰竭及心肺衰竭病例選V-A；肺功能衰竭選用V-V轉流方法；長時間心跳停止選A-A-A模式。而在病情的變化過程中還可能不斷更改轉流方式。例如在心肺功能衰竭急救過程中選擇了V-A轉流方法，經過治療心功能恢複而肺還需要時間恢複。為了肺功能的快速恢複，轉為V-V模式。不合理的模式選擇則可能促進原發症的進展，降低成功率；正确的模式選擇可對原發症起積極作用，提高成功率。
臨床應用
體外膜肺氧合（ECMO）可以暫時代替人體的心髒和肺功能，由于其強大的能力，被譽為“終極救命神器”，随着我國醫療技術水平的發展，體外膜肺氧合技術應用越來越廣泛，越來越多的患者因此受益。
體外膜肺氧合功能強大，應用廣泛，體外膜肺氧合的出現使急危重症患者的搶救成功率明顯上升。體外膜肺氧合主要适用于以下幾個方面：
各種原因導緻的心跳驟停的患者
在有ECMO條件的醫院，心跳呼吸驟停的搶救首選傳統急救同時實施V-AECMO。
此方案的優點：
①短的時間支持呼吸循環，保護重要髒器;
②防止反複出現心跳呼吸驟停;
③在安全的狀态下尋找并治療原發病。
可以将ECMO的啟動時間控制在8-15分鐘。在有效的心肺複蘇支持下，團隊密切合作盡快啟動循環，是可以保護重要髒器不發生不可逆損害。在實施ECMO後一般心跳會很快恢複，若長時間未恢複則可轉A-A-A模式。
實施ECMO支持下尋找原發症并積極治療。無原發症的患者可在去處刺激因素後迅速脫離ECMO系統，如電擊、高血鉀等導緻的心跳呼吸驟停。某些原發症經過支持可以逐漸恢複，待恢複後可脫離ECMO系統例如重症爆發性心肌炎。若有嚴重的原發症且非自限性，如不治療心功能難以恢複，應迅速進一步治療如急性心肌梗塞。在ECMO支持下多科協作治療，盡快實施冠狀動脈脈搭橋手術或冠狀動脈脈支架植入術是可迅速恢複心功能的。
此治療路徑的關鍵是：
①認排除腦損傷引起的心跳驟停；
②迅速有效的心肺複蘇，迅速的ECMO啟動，保護重要髒器功能；
③及時的後續治療。
由于腦功能的喪失使一切治療失去意義，在這一臨床路徑中腦功能的确定喪失，是終止ECMO的重要指征之一。
急性嚴重心功能衰竭患者
嚴重的心功能衰竭不但會減少組織器官血供，更嚴重的是随時會有心跳驟停的可能。ECMO可改善其他器官及心髒本身的氧合血供，控制了心跳驟停的風險。常見于重症爆發性心肌炎、心髒外科手術後、急性心肌梗塞。需要進一步治療，必要時進行手術治療。在ECMO實施同時可實施主動脈内球囊反搏(IABP)可減輕心髒後負荷，改善冠脈循環，改善微循環，減輕肺水腫，促進心功能恢複。同時主動脈内球囊反搏(IABP)可作為脫離ECMO系統的過渡措施。在支持期間要密切關注心髒活動情況，超聲診斷下心髒完全停止跳動>3小時則應立即開胸手術置管轉換成A-A-A模式。如若治療無效果可考慮心髒移植。這類病例多數無其他髒器損害，器官移植的效果也很好。
急性嚴重呼吸功能衰竭患者
呼吸功能衰竭是ECMO支持實施最早成功率很高的病種。常見有感染、火災氣體吸入、刺激性氣體吸入、肺挫傷。大多數不用類似于搶救呼吸驟停那樣十萬火急，但仍要争分奪秒。因為大多數嚴重呼吸功能衰竭病例随時有心跳驟停的可能。一旦出現心跳驟停或其他器官損害則勢必影響愈後。治療原則還是盡快建立穩定的生命支持，縮短器官缺氧時間。呼吸功能衰竭需要支持時間長，一般選擇V-V轉流，氧合器首選矽膠膜式氧合器。對于肺挫傷首選V-A轉流方法，可減少肺血流，同時可應對可能發生的肺出血。呼吸機治療的參數可在ECMO支持下，調至氧濃度<60%、氣道壓<40cmH2O的安全範圍内。有學者提出用低氣道壓将肺膨脹供氧，排除二氧化碳由人工膜肺完成。
各種嚴重威脅呼吸循環功能的疾患
酸堿電解質重度失衡、重症哮喘、溺水、凍傷、外傷、感染。這些是常見的ECMO治療适應症。有的雖然心肺功能尚好，但心肺功能随時可受原發病影響。可導緻功能下降甚至喪失。出于保障可預見性地實施ECMO支持，或準備随時實施。
對于一些心肺功能沒有恢複可能的病例，仍能通過日益強大的移植技術來脫離ECMO達到康複。這就使一些被認為是禁忌症的疾患仍可延伸使用ECMO技術，并與移植技術結合形成一個理想的救治過程，甚至促進了移植技術的發展。這也很容易理解并形成了一個趨勢——人工髒器在移植技術中的重要地位。已有一些醫療中心在作這方面的探索，并取得了一定成績。而這一切工作的基礎就是其他器官的保護，避免多個器官損害是成功的關鍵
