静脉-静脉体外膜肺氧合上机时机的探讨

引用: 崔晓倩, 田加坤, 张敏, 等.  静脉-静脉体外膜肺氧合上机时机的探讨 [J] . 中华医学杂志, 2022, 102(25) : 1887-1890.

摘要

静脉-静脉体外膜肺氧合（VV-ECMO）目前主要用于常规措施难以纠正的急性呼吸衰竭，且这种导致呼吸衰竭的病因是可逆的，或是为肺移植提供桥接手段。急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是急性呼吸衰竭中的典型的临床综合征。重症ARDS患者VV-ECMO上机的时机仍面临诸多的争议和挑战，本文从机械通气参数优化、呼吸动力学及血流动力学监测、肺可复张性评估以及电阻抗成像（EIT）实时监测等方面，对目前可行的上机前评估手段进行汇总探讨。

静脉-静脉体外膜肺氧合（VV-ECMO）目前主要用于常规措施难以纠正的急性呼吸衰竭，且这种导致呼吸衰竭的病因是可逆的，或是为肺移植提供桥接手段。急性呼吸窘迫综合征（ARDS）是急性呼吸衰竭中的典型的临床综合征，本文以ARDS为例探讨VV-ECMO的上机时机。

一、ARDS与机械通气

ARDS是由各种肺内外致病因素导致的弥漫性肺损伤，以进行性呼吸窘迫和顽固性低氧血症为特征的临床综合征。有关ARDS治疗的难点一直聚焦在如何有效纠正低氧血症、如何降低呼吸机相关性肺损伤以及如何最大限度地减轻器官之间的交互影响，从而降低病死率。

目前针对ARDS所采取的呼吸支持治疗仍然是以高流量氧疗、俯卧位通气和保护性通气策略下的机械通气等，这些手段目前是业界公认的治疗ARDS的重要措施，在临床上大量患者也因此获得了满意的疗效。

低潮气量和中到高呼气末正压（PEEP）的肺保护性通气是ARDS机械通气的基础，俯卧位通气在重度ARDS救治中也是一种重要的治疗手段。在实际工作中，临床上有少部分重症ARDS患者，过度依赖上述手段并不能获益，应引起人们的重视。低潮气量模式下的保护性通气策略所带来的一些被允许的状态，如低水平的氧合状况、高碳酸血症等，有时也实为无奈之举。还有些患者尽管在保护性通气策略下，仍发生了呼吸机所致肺损伤（VILI）。另有些ARDS患者的肺部影像学改变，提示并非存在重力依赖现象，尽管优化了机械通气的模式和参数，患者的氧合状况依然不佳，提示ARDS患者可能存在其他的发病机制，如肺内小血管出现了微血栓，影响了气体交换；或病变同时累及了心脏，心脏不能将肺部氧合后的血搏向全身动脉系统，正压通气时还可进一步加重上述情况的发生。

二、ARDS与ECMO

VV-ECMO主要为呼吸衰竭患者提供呼吸支持，可有效改善重症ARDS患者的氧合水平，降低顽固性低氧血症对机体造成的不良影响，一定程度上缓解缺氧导致的呼吸窘迫症状，从而减少强烈自主呼吸及（或）正压通气引起巨大跨肺压变化造成的肺损伤，尽量达到肺休息和肺保护。ECMO的辅助下，通过调整呼吸机参数，在一定程度上可稳定血流动力学，使肺内通气和血流的比例更加匹配。

尽管VV-ECMO对ARDS的治疗有许多可预见的优点，相关指南及推荐意见中也都将VV-ECMO作为救治重度ARDS的一项关键手段并推荐在病情进展时尽早实施，但如对具体病情不加以区分，一方面人们势必会有乱（滥）用ECMO的担忧；另一方面尽管患者的病情已经达到了相当严重的程度，但目前具体的ECMO启动时机仍存在模糊区域，实际操作中，对机械通气参数的优化及其效果的评估缺少量化标准，仅凭氧合指数、内环境情况等指标来对上机时机进行评估，可能会导致上机决策的延误甚至出现错误的上机决策。

另有学者坚持：在前述专家共识的基础上，ARDS患者要经过必要的高流量氧疗、俯卧位、无创通气、有创通气，同时实施标准化的PEEP滴定及肺复张等序贯治疗，效果不理想后再进行ECMO支持的评估，此时可能错过了ECMO的最佳上机时机。因此，ARDS患者ECMO上机时机的评估应该贯穿整个呼吸支持过程，衡量每一种呼吸支持策略的效能，兼顾ECMO上机的时效性，只有这样才能使宝贵的ECMO医疗资源得到合理、高效的运用。

三、ARDS患者实施VV-ECMO时机的再探讨

目前指南共识推荐ARDS患者VV-ECMO治疗介入的时机：在肺保护性通气策略条件下氧合指数<50~80 mmHg，伴或不伴有动脉血二氧化碳分压>60 mmHg，持续3~6 h。除此之外，氧合指数即或尚在允许范围，但出现下列情况时，提示ARDS患者也应尽早实施ECMO治疗。

（一）呼吸力学的监测与评估

在ARDS患者的机械通气过程中，可充分利用监测的呼吸力学参数来调整呼吸机设置以改善氧合，这是ARDS患者机械通气优化的目标，但有部分患者同时也可出现VILI，并最终成为预后不佳的原因之一。究其原因不外乎：人们在机械通气过程中常规实施肺复张，因患者病变存在异质性，有些患者可复张性差，不能从肺复张中获益，因此在肺复张前，必须进行可复张性评估，不具有可复张性或可复张性差的患者，应适时上VV-ECMO治疗。有关PEEP滴定过程中出现的一些问题亦是如此。近年来随着电阻抗成像（electrical impedance tomography，EIT）的应用，可通过观察肺泡通气情况评估呼吸力学、指导PEEP滴定，并通过测算肺通气的不均匀程度来评估肺可复张性。EIT可以测算静态呼吸系统顺应性（static respiratory system compliance，Crs）、全局及区域顺应性（global and regional compliance，C_EIT），对ARDS患者的肺可复张性进行量化横向评估。氧合指数<80 mmHg的ARDS患者，Crs常低于10 ml/cmH₂O，这类患者其肺可复张性极差，肺保护性通气和肺复张获益小，应及早实施ECMO支持。

（二）血流动力学监测与评估

疾病本身以及机械通气会对ARDS患者的心脏、大血管和肺循环产生影响，导致或加重呼吸窘迫的病情，这是因为ARDS患者肺部病变存在异质性，表现为肺内通气不均一的同时，还有血流不均一，一部分肺单元表现为过度通气，另一部分肺单元表现为过度分流。此种现象是基于ARDS的患者自我调节导致的，肺泡乏氧时该区域的肺血管收缩，目的是将血流重新分布到有通气的肺泡周围，机体通过这一机制来调节肺泡通气-血流（V/Q）的最佳适配比。ARDS时正压通气可导致医源性血流再分布，加剧V/Q失调，导致氧合下降。无论是过度通气还是过度分流都可导致氧合下降。肺保护通气策略时，氧合改善不明显，应充分考虑V/Q失调严重。在近期的一项研究中，通过应用高渗盐水造影肺灌注EIT技术获得了V/Q的匹配图像，并分析了死腔通气分数（Dead Space%）、肺内分流分数（Shunt%）和通气-血流匹配分数（VQ Match%）。其中，Dead Space%>30%、Shunt%>20%或VQ Match<60%均可提示ARDS晚期相关肺部表现，如死腔或分流显著增加及通气血流比显著失调等。这项研究为ARDS病情进展的量化评估带来了新的方法，其结果结合脉搏指示连续心输出量监测和双能双源CT检查等技术的交叉印证，有很大的潜力可为VV-ECMO上机时机的决策带来早期的、量化的参考标准。

（三）机械功的监测

机械功随PEEP线性增加，并可能导致VILI。随着呼吸频率的增加，功率迅速提升。考虑到ARDS患者肺损伤程度和胸廓顺应性条件不同，人类机械功的阈值很难界定。但一些研究已经注意到机械功与ARDS死亡率的关系，当机械功超过17~22 J/min时，ARDS持续状态的患者死亡率将明显升高。所以在充分镇静、镇痛条件下，对于机械功仍维持较高水平的患者，呼吸机治疗的损害很可能大于受益，此时亦可考虑行VV-ECMO治疗。

（四）特殊病例的策略与思考

1.创伤导致的ARDS：

此类患者可能存在肺挫裂伤、肺出血或同时伴有其他部位的出血，呼吸支持不足以满足患者需求时，ECMO不失为挽救患者生命的一种重要手段。不实施ECMO，患者可能死亡，实施ECMO，可能给患者争取存活的希望，此时为保证患者的生命，需要衡量利弊。为该类患者实施ECMO的难点在于抗凝，若出血情况较重，可在无抗凝情况下进行或在维持正常的凝血功能的情况下进行。

2.重症ARDS患者伴有循环功能障碍：

某些特殊的ARDS病例病情进行性进展时，如病毒性肺炎，病毒可同时侵犯心肌或因严重低氧造成心肌损伤，或因肺血管损伤造成肺血管内微血栓形成，引起肺动脉高压，引起心功能不全，此时仅以VV-ECMO模式并不能有效缓解患者的低氧血症，此时应考虑ECMO的模式转换为静脉-动脉ECMO（VA-ECMO）或VAV-ECMO治疗。为ARDS患者实施VV-ECMO效果不理想时，或VV-ECMO上机前，要考虑到发生此种情况的可能。

有专家学者认为某种情况下，ECMO不能有效改善ARDS患者的病情，此时即使为患者实施了ECMO支持，也不会改善患者的病情及预后。其中不乏各种原因，围ECMO上机期，医生对患者肺部病变状况了解得不够仔细，对患者的病理生理变化了解得不够明晰，对机械通气过程中乃至ECMO支持过程中的一些反生理操作，会给患者带来哪些影响等也未能进行深入思考，凡此种种对患者的病情估计不足，因此缺乏相对有效的应对策略，可能是产生疑虑的根源，也是需要密切注意的问题。

四、小结

在ECMO启动前一定要充分评估和确定严重ARDS患者已行优化了的机械通气及辅助通气，如低潮气量通气联合或不联合俯卧位通气，使用了镇静和肌松剂，充分了解患者的呼吸生理、病理生理、呼吸力学、血流动力学、人机协调及器官之间尤其是心肺的交互影响等，效果不佳或病情进行性加重，病情可逆或有可供移植的肺源，充分评估ECMO上机并发症风险及相关的社会风险，如经济问题、伦理问题后，一旦符合上机条件，应尽早使用ECMO，而不是在后期将ECMO作为补救性手段。

由于ARDS病因的复杂性、病变的异质性，个体化差异大等原因，病情评估手段虽多，但仍缺乏完整系统的评估方案，无法对患者进行精细化个体化的评估，对VV-ECMO上机时机的判断，仍面临诸多的争议和挑战，本文从机械通气参数优化、呼吸动力学及血流动力学监测、肺可复张性评估以及EIT实时监测等方面，对目前可行的上机前评估手段进行了简要的汇总，其有效性尚有待临床实践的验证。VV-ECMO在重度ARDS治疗中的应用仍需要在今后的临床实践中不断探索。

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