体外膜肺氧合（ECMO）对于难治性呼吸或循环衰竭患者来说，是一种可能挽救生命的支持疗法。然而，体外膜肺氧合也有其固有的风险，并可能伴有严重的并发症。因此，需要进行密切和全面的监测，以优化日常管理。超声由于其普及性和非侵入性，是一种非常适合用于 ECMO 患者的诊断和监测工具。ECMO 患者通常是医院中病情最危重的患者，由于病情不稳定，无法转运到医院其他区域进行诊断检测，因此床旁超声诊断的优势尤为明显。此外，与其他侵入性更强的监测和诊断工具（如侵入性颅内压测量）相比，床旁超声对 ECMO 患者尤其有吸引力。
虽然人们经常强调心脏超声（超声心动图）在 ECMO 中的关键作用，但值得注意的是，超声在心外的应用也是 ECMO 管理中同样重要的一部分，但却较少得到强调。由于 ECMO 支持过程中会出现固有的动态生理变化，超声检查存在独特的特异性。要准确评估和解释 ECMO 超声检查结果，进行超声检查的医生必须熟悉这些生理变化、不同的 ECMO 配置及其各自的适应症，以及超声检查在这类人群中的特殊性。本综述将全面概述超声在以下方面的作用：1）ECMO 启动前对患者的评估；2）ECMO 插管期间；3）ECMO 支持期间的监测和 ECMO 并发症的故障排除；以及 4）评估脱离 ECMO 的准备情况。可通过经胸或经食道超声心动图进行置管前评估。经胸超声心动图（TTE）通常可随时使用，且无创伤。然而，患者的体型、近期手术或外伤以及机械通气（MV）可能会明显限制超声，在这种情况下，经食道超声心动图（TEE）可能就有必要了。除主动心肺复苏（CPR）的情况外，在启动 ECMO 之前都需要进行超声心动图评估。然而，超声心动图的全面性应取决于患者的血流动力学状况。所有考虑接受静脉 ECMO（VV ECMO）支持的患者都应进行超声心动图检查，以排除导致呼吸衰竭的心脏原因（左侧瓣膜病或严重左心室功能障碍）或存在心内分流，同时不延迟 ECMO 的插入。呼吸衰竭并伴有严重左心室收缩功能障碍（如脓毒性心肌病）的患者可能需要静脉-静脉 (V-VA) ECMO。表 1 总结了启动 ECMO 前所需的主要超声参数。虽然 VV ECMO 并不提供任何直接的循环支持，但含氧和脱氧血液返回右心以及 ECMO 后 MV 强度的降低对右心室（RV）后负荷有好处。因此，继发于严重呼吸衰竭的急性 RV 功能衰竭患者往往在使用 VV ECMO 后病情稳定，如果使用外周静脉动脉 (VA) ECMO，可能会出现不同的氧合情况。在这些病例中，静脉-肺动脉 (V-PA) ECMO（使用单部位右心房 [RA] - 肺动脉 [PA] 插管或双部位插管与 PA 回流）也可被考虑。相反，VA 或 V-PA ECMO 可为慢性肺动脉高压患者提供更好的支持。因此，识别慢性 RV 超负荷的迹象至关重要，如 RV 肥厚、PA 收缩压>60-70 mmHg（减压性 RV 衰竭时 PA 压力可能较低）和心包积液。同样，继发于大面积肺栓塞的梗阻性休克最好使用 VA ECMO。根据现行指南，心源性休克患者应进行全面的超声心动图检查，以量化心室功能衰竭的程度，并评估是否需要单心室或双心室支持。超声心动图检查还有助于排除需要不同干预措施的休克病因，以及不适合（如心脏填塞）或禁忌（如主动脉夹层、严重主动脉瓣反流）使用 ECMO 的病因。此外，超声心动图还可确定在哪些情况下（除 ECMO 支持外）可能需要额外的外科干预（如乳头肌或室间隔破裂）。应记录VA ECMO开始前已有瓣膜疾病的严重程度，因为左心室后负荷的增加可能会加重已有的瓣膜功能不足。ECMO插管前应评估心包积液的存在和大小，因为心包积液的发展可能是围手术期的并发症。最后，插管前评估应包括检查中心和外周血管解剖结构，以排除任何可能妨碍插管的潜在病理学。应排除右心室、下腔静脉（IVC）和上腔静脉（SVC）中血栓的存在，因为这些可能会促使不同的构型选择。识别突出的腔静脉瓣膜、希阿里氏网、右侧瓣膜狭窄（尽管罕见）或起搏器导线的存在也至关重要，因为这些可能会使导线和套管的插入复杂化。在考虑 ECPR 时，由于不可能进行完整的术前超声心动图检查，因此超声心动图和肺部超声的作用主要是排除心脏骤停的可逆原因，如预先发现的低血容量和张力性气胸。值得注意的是，与 TTE 相比，在心脏骤停时使用 TEE 与缩短胸外按压暂停时间有关。此外，一些作者还建议使用 TEE 作为额外的监测工具，通过确定最大压迫区域来评估心肺复苏的质量。胸部超声在评估呼吸衰竭方面具有重要价值，有助于区分心源性和非心源性肺水肿。在肺部超声检查中，心源性肺水肿或液体超负荷表现为多条弥漫性 B 线。相反，不规则、碎裂或增厚的胸膜线、肺通气功能丧失伴肺部实变（不能用胸腔积液、不张或肿块来解释）以及前胸膜下实变与非心源性肺水肿一致。在考虑启动 ECMO 之前，需要先解决气胸或严重胸腔积液的问题，因为肺复张或胸腔穿刺术可显著改善氧合。对于休克患者，肺部超声检查有助于排除张力性气胸或胸腔积液。图1 ECMO前和ECMO插管的主要超声窗口。经胸视图（在将获得心尖4腔视图的后方），描绘了一个大的胸腔积液、致密实变的肺和一个改良的心尖4室。左心房；左心室；RA右心房；RV右心室。B血管内有导丝的超声图像。C经食管中段双腔静脉截断图，静脉导丝位于上腔静脉内；左心房，右心房，SVC：上腔静脉。D仅适用于VA ECMO：在具有双平面功能的2个正交平面上看到的动脉导管的降主动脉经食管视图。E经食管中段食管双腔静脉视图，引流套管尖端位于右心房上腔静脉交界处；LA 左心房，RA 右心房，SVC 上腔静脉。应彻底检查外周血管解剖结构，以验证通畅性，排除血栓、动脉瘤或狭窄。血管的直径决定了可以安全插入的最大套管尺寸（最大尺寸[Fr]=3×直径，单位为mm）。然而，为了安全插入，建议使用比最大尺寸小几个Fr的套管。建议实时超声引导以降低并发症发生率、隐股交界处插管、解剖和动静脉瘘的风险。如果由经验丰富的操作员进行超声心动图检查，则可降低导线或插管错位引起的并发症的发生率，如血管损伤和心脏填塞。在扩张之前，应确定导线在适当血管周围（颈内静脉、股静脉和动脉）和中央（静脉插管为腔静脉，动脉插管为降主动脉）的正确位置。由于导线可能会移位、弯曲、在 RA 内盘绕、移入 RV 或穿过房间隔 (IAS)，因此在反复扩张过程中应注意不要混淆伪影和导线，持续的实时观察至关重要。如果插管无意中推进到 RA 或 RV 内，而未发现导线在 RA 或 RV 内移位或缠绕，可能会导致危及生命的并发症。值得注意的是，闭塞器尖端与插管尖端很难区分，因此，超声心动图医师在接近 RA 时应注意闭塞器是否部分缩回。在整个手术过程中，超声心动图医师和手术医师之间的沟通至关重要。重要的是，一旦使用 ECMO，改变通气设置可能会导致肺容量损失，从而改变膈肌和插管与心腔的位置关系。同样，患者的体位也可能改变插管在心脏内的位置。因此，只有在患者重新定位并改变通气方式后，才能完全固定插管。
有限的插管后超声心动图有助于确定插管的最终位置，并排除 VA ECMO 时与瓣膜连接、出现新的或扩大的心包积液或主动脉夹层。双心室功能和明显的瓣膜病变也应在接受支持后重新评估，尤其是在 VA ECMO 时。在排除 ECMO 并发症和持续评估心脏功能时，超声心动图是不可或缺的（表 2）。MV 强度降低后肺容积减少，通常会改善回声，大多数患者可通过 TTE 进行评估；尽管如此，TEE 在 ECMO 中仍然是安全的。超声心动图可帮助确定引流不畅和体外血流（ECBF）下降的原因，这些原因与 ECMO 循环无关。引流不畅可能是由于插管位置改变、插管附近血栓形成、血容量不足或咳嗽、张力性气胸、胸腔积液或心脏填塞时胸腔内压力增高所致。建议对双心室功能、瓣膜功能、主动脉瓣 (AV) 开放和插管位置进行连续评估（图 2）。重要的是，由于前负荷和后负荷之间复杂的相互作用，VA ECMO 会显著影响大多数超声心动图参数（如左室流出道速度时间积分[LVOT VTI]、心室功能、舒张功能评估、IVC 评估），使其解释具有挑战性。在解释超声心动图值时，应考虑到超声心动图检查时的 ECMO 参数、正性肌力剂和通气设置。通过增加主动脉压和左心室后负荷，VA ECMO 可能会导致左心室胀大，而左心室收缩力和残余肺血流以及支气管和特贝西静脉的静脉回流可能会加剧左心室胀大。再加上收缩能力严重受损，左心室胀大和后负荷增加可能会阻碍房室开放，从而导致左心室进一步胀大。可能会出现二尖瓣反流、收缩期肺静脉血流逆转和舒张期二尖瓣反流。最终可能会导致心内膜下缺血、心腔内或主动脉血栓形成、肺水肿和心律失常。如果出现自发性超声心动图显影、心腔内或主动脉内血栓、房室开放不足导致的持续搏动性丧失、最大药物治疗和最低可耐受 ECBF 后仍持续存在的 MR 和肺水肿恶化，则可考虑采用机械方法为左心室减压。对不同卸载策略和各自优势的详细综述超出了本综述的范围，但可能包括经皮（隔膜切开术、经静脉插管、主动脉内气囊泵 (IABP)、微轴泵 Impella®）或外科方法（通过肺静脉减压或直接左心室减压）。超声心动图将通过估计所需额外支持的程度和排除禁忌症，帮助决策选择最佳卸载策略。例如，IABP和Impella®不建议用于严重的主动脉瓣反流，一些临时机械循环支持系统在心内或主动脉内血栓的情况下可能是禁忌的，因为栓塞的风险取决于装置和血栓的位置。图 2 用于监测 ECMO 的主要超声窗口。从外周 VA ECMO 患者左侧颞窗获得的经颅多普勒图。可见左侧大脑中动脉（MCA）。ACA大脑前动脉；CP大脑脚。B使用 VV ECMO 的患者肺部密集实变的超声视图。浓密的实变使得肺动脉及其分段分支清晰可见。PA肺动脉。C经胸骨旁右心室出入口切面显示引流插管，其顶端紧贴房间隔，在某些情况下可能导致引流不畅；AV主动脉瓣、LA左心房、PA肺动脉、RA右心房、RV右心室。D1经胸胸骨旁长轴切面显示主动脉瓣未开放，并在一名使用 VA ECMO 的患者的升主动脉中出现自发性超声显影对比。这种情况只发生在 VA ECMO 上。在使用 VA ECMO 时应经常评估主动脉瓣开放情况；LA 左心房、LV左心室、RV右心室。D2经胸胸骨旁短轴位中点切面显示右心室严重扩张，室间隔明显反常运动，表明肺压升高。任何类型的 ECMO 均应监测RV功能，即使最初正常；左心室为左心室，右心室为右心室。D3经胸肋下 4 腔切面显示心包积液；LA 左心房、LV左心室、P ef心包灌注、RA右心房、RV右心室IABP 的存在可能导致假性动脉波形搏动，而没有实际的左心室射血。降低 IABP 频率和超声心动图有助于确定真正的房室开放。通过房间隔造口进行 LA 引流可在超声心动图上看到一个额外的插管穿过 IAS。Impella® 装置的正确位置对最佳功能和卸载至关重要，可在放置时通过超声心动图确定。由于该装置在初次插入后可能会发生移位，因此每天进行超声心动图检查是核实其位置是否正确的关键。Impella® 可通过房室（TTE 胸骨旁长轴和 TEE 食道中部长轴）进行显像，其入口与瓣膜的距离因类型而异。在 VV ECMO 患者的管理中，超声心动图也起着至关重要的作用。VV ECMO 患者出现新的或恶化的 RV 衰竭可能是由于肺损伤和肺泡塌陷恶化、液体超负荷、肺血栓形成或 PVR 持续升高所致。除了血流动力学不稳定外，超声心动图还有助于在氧合器达到最佳氧传输效果但仍出现持续低氧血症的情况下进行检查。当怀疑有再循环时，除了氧合器前后的血气外，还应该用超声心动图重新评估插管位置，因为它可以确定插管与心腔的确切位置。超声稀释法结合超声心动图可帮助量化再循环分数，但并非常规操作。使用双腔双腔插管时，有必要使用彩色血流多普勒（CFD）来评估回流流向TV的正确方向。如前所述，即使在初始阶段定位最佳，患者的体位和 MV 的减少也可能导致膈肌发生明显移动，并改变 RA 内再灌注孔的位置。使用双腔双腔插管时，必须使用彩色血流多普勒（CFD）来评估回流流向TV的正确方向。如前所述，即使在初始阶段进行了最佳定位，患者体位和 MV 的减少也可能导致膈肌发生明显偏移，并改变 RA 内再灌注孔的位置。在极端情况下，再灌注的血液可能完全进入肝内，从而导致缺氧，有时还会引起肝酶升高。由于 V-PA ECMO 插管沿着 RV 壁放置，当 RV 体积随着时间的推移显著缩小时，插管尖端可能会选择性地位于 PA 分支之一。必要时，应在超声心动图引导下重新定位插管，以避免心脏损伤。超声心动图还有助于确定 ECMO 流量与心输出量的比率。心脏填塞的超声心动图特征（所有 ECMO 合并情况）
ECMO 时的心脏填塞是一项特别具有挑战性的诊断，因为许多临床和超声心动图体征可能缺失，即使存在填塞，ECBF 也可能保持不变。在进行 VA ECMO 时，心包积液与高 ECBF 可能会导致心腔塌陷，而心包并无限制。持续的静脉引流可能会掩盖 RA 压力的增加。在使用 VA ECMO 时，可能不会出现低血压，临床症状可能仅限于射血功能丧失以及由于心室充盈和冠状动脉灌注减少导致的全身氧合增加。在 VV ECMO 上，由于肺顺应性低和超保护性 MV，在心包压力波动极小的情况下，可能不会出现奇脉和跨瓣呼吸变异。最终会出现器官功能障碍和低血压，但这可能是晚期征兆。因此，建议经常进行监测性超声心动图检查（每天一次或根据患者病情增加检查次数）。ECMO患者的超声增强剂（UEA）在评估左心室心肌功能和力学或排除腔内血栓时，似乎是安全的，并提高了回声有限患者的诊断准确性。然而，UEA由封装的微气泡组成，有时可能触发气泡检测器并导致流动中断——检测器的瞬态失活防止了这种复杂性。在外周VA ECMO上，UEA可以帮助识别分水岭区域（顺行心输出量和ECMO逆行流量交汇的过渡点）。肺部超声是检测包括 ECMO 患者在内的重症患者肺水肿、实变、气胸和胸腔积液的另一种方法。使用肺部超声波诊断使用超保护性 MV 的患者的气胸时，必须进行仔细分析，因为在潮气量非常低的情况下，肺滑动可能非常不连续，甚至不存在。在没有肺滑动的情况下，看到肺搏动和胸膜产生的伪影以及没有肺点表明没有气胸。然而，收缩力极小的患者可能没有肺搏动。肺部超声评分（LUS）已被用于监测 VV ECMO 的恢复迹象或恢复不足。试点研究表明，幸存者和非幸存者的基线 LUS 相似，但可以从 VV ECMO 拔管的患者的 LUS 有所改善。持续的高 LUS 与较差的预后有关。此外，在 VA ECMO 患者中，肺内 CFD 和肺超声显示的动态支气管充气征被用于诊断医院获得性肺炎。颅脑超声是一种无创技术，可实时描述脑血流动力学特征、估算颅内压（ICP）和脑灌注压（CPP）。尽管存在一些局限性，但与有创的 ICP 监测相比，使用颅脑超声对脑压力进行无创评估还是很有吸引力的，因为 ECMO 患者通常要进行全身抗凝治疗。初步数据显示，在一小部分患者中，启动 VV ECMO 后，脑血流速度（CBFV）和估计 CPP 显著下降，而搏动指数（PI）和估计 ICP 上升。有趣的是，平均 CBFV、PI、估计 ICP 和 CPP 的变化与动脉二氧化碳分压的变化无关。经颅多普勒（TCD）也可评估大脑自动调节性。在一小群接受 VV ECMO 的患者中，大多数非存活患者的大脑自动调节经常发生改变。几乎所有非存活患者的 ICP 也都有所增加。虽然大多数 ECMO 患者都能可靠地捕捉到平均血流速度 (MFV)，但只有当 LVEF 超过 20% 或使用 IABP 时低于 20% 时，VA ECMO 才能检测到收缩期峰值。因此，根据收缩期峰值和舒张期峰值速度的差值除以平均流速计算出的 tcd 导出的搏动指数 (PI) 与脉压和 LVEF 相关。在持续通气的 VA ECMO 患者中，LVEF 的后期改善导致 PIs 模式发生变化，这使得依靠 TCD 初始值进行神经诊断具有挑战性。颅内出血是ECMO最可怕的并发症之一。对于太不稳定而无法运输的患者，可以通过显示视神经鞘直径增大、中线移位或tcd衍生的ICP增加来诊断ICP升高。TCD还允许检测微栓子信号（MES）。MES分级与血栓栓塞事件相关，与LVEF呈负相关，但其意义尚不清楚。最后，TCD已被提议作为脑死亡评估的一种测试。在存在搏动性血流的情况下，与记录存在血流的先前TCD（由同一操作员）相比，表现出舒张性血流损失、动脉血流振荡或无血流的TCD与脑死亡一致。在心脏射血最少的患者中，TCD上无血流的解释更具挑战性，尽管一些作者支持其使用。在外周VA ECMO上，血管并发症和肢体缺血的风险仍然很高；对插管肢体的定期监测对于及时检测灌注损失至关重要。由于脉搏可能并不总是可触摸的，因此通常需要多普勒来确定是否存在足够的血流。腘动脉中的对比增强多普勒超声也可用于确认远端腿部灌注套管在股动脉中的适当定位。尽管进行了全身抗凝治疗，但ECMO上静脉血栓仍很常见；然而，在仍使用ECMO的情况下，没有关于深静脉血栓形成（DVT）筛查的循证建议。关于超声心动图在指导脱离 VV ECMO 方面作用的文献有限。由于低氧血症和高碳酸血症可能会增加 RV 后负荷并导致 RV 功能障碍，因此在撤机期间监测心脏功能可能是值得的；然而，在这种情况下发表的唯一一项研究并未发现从 VV ECMO 撤机时 RV 功能有任何变化。撤机时 RA 压力升高可能会重新打开卵圆孔，造成右向左分流，从而导致撤机失败。这可以通过 CFD 或气泡研究证实，证明存在右向左分流。同样，据我们所知，成人文献中还没有关于在肺超声引导下从 VV ECMO 撤机的有效性的数据。从 VA ECMO 撤机的最佳时机需要考虑多个方面，包括心源性休克的病因和双心室恢复的迹象，并应综合考虑血流动力学、生物学和超声心动图参数。一旦出现足够的心脏恢复，应尽早尝试撤机，以避免因延长 ECMO 支持而出现并发症。VA ECMO 支持的撤机对血流动力学条件有重大影响，可增加 RV 前负荷，降低 LV 后负荷。左心室和右心室对这些血流动力学变化的适应取决于双心室收缩力、心室相互依存性、前负荷和后负荷。在撤机试验中，确定哪个心室是撤机的限制性步骤并实施相应的治疗至关重要。尽管在 VA ECMO 撤机试验期间如何使用超声心动图评估心脏功能尚无标准化指南，但一些参数，如 LVEF>20-25%、左室流出道 VTI>10 cm、二尖瓣环收缩期组织多普勒速度（TDSa）>6 cm/s、三尖瓣环平面收缩期位移（TAPSE）>10 mm和 RVEF>25%，已被提出作为逐步减少 ECBF 期间撤机成功的预后参数、 三尖瓣环平面收缩期位移（TAPSE）>10 mm 和 RVEF>25% 等参数被认为是逐步降低 ECBF（低至 1 升/分钟或瞬时钳夹）时撤机成功与否的预后参数。这些参数相对容易在床旁获得，但大多数参数都受到负荷依赖性的限制。因此，与负荷无关的参数、反映心室-动脉耦联的参数和心室相互依存性对于准确评估 VA ECMO 支持撤机期间的心脏功能非常重要。此外，对于可耐受 ECBF 下降的患者，ECMO 流量满负荷和减负荷之间心肌速度的动态变化可能是反映心脏储备功能的更好的预后参数。表 3 总结了这些超声心动图参数。虽然通过斑点追踪超声心动图测量的心肌变形（应变）可以更好地评估心肌的内在功能，但研究表明，左心室应变受 ECMO 负荷阶梯式下降的影响，因此无法预测撤机成功与否。然而，在成功撤机的患者中观察到左心室应变有明显改善，从而确定了Frank-Starling 曲线的负荷依赖性收缩储备。重要的是，固有的RV功能尤其难以评估，因为即使是低ECBF也可能掩盖一定程度的RV功能障碍。一些作者主张使用泵控逆行试验来避免这一问题，并允许在不阻断回路的情况下评估ECMO的心肺功能；然而，这并没有在成人ECMO患者中得到广泛使用。最后，已经描述了实时超声的使用，以确保在VA ECMO拔管期间经皮血管闭合装置的适当位置。
ECMO术后血栓形成的报告发生率在不同的研究中差异很大。最近的一项系统综述报告了大约一半的患者在ECMO后出现DVT。在一小部分使用ECMO治疗严重急性呼吸综合征冠状病毒2型的患者中，85%的患者出现了与插管相关的血栓。延长的ECMO支持、较大的套管和促凝状态是ECMO围术期和术后血栓形成的风险因素。因此，对先前插管部位进行系统的拔管后血管成像是可取的。同样，心内血栓可能是在使用ECMO时发生的。最后，超声也可以诊断血管并发症，如假性动脉瘤或动静脉血栓。在使用ECMO救治患者的医生队伍中，超声是不可或缺的工具。对ECMO支持引起的生理变化的敏锐了解对于准确解释超声诊断和支持这些患者的适当决策至关重要。来源：Head-to-toe bedside ultrasound for adult patients on extracorporeal membrane oxygenation.Intensive Care Medhttps://doi.org/10.1007/s00134-024-07333-7.师兄和俺建立了资分享群，邀您互相交流，微信gabstudy点击阅读原文，进入实用书籍专辑，用完记得收藏哦，下次更方便。