體外膜氧合
体外膜氧合(,縮寫,香港稱為人工心肺,台湾音譯俗稱葉克膜,中國大陸稱為体外膜氧合),也称体外生命支持系统(/ECLS),是一種醫療或急救技術,将静脉血引出体外,经过特殊材质人工心肺旁路氧合后注入患者动脉或静脉系统,起到部分心肺替代作用,可维持人体脏器组织氧合血供[1]。临床上用于心脏功能不全和(或)呼吸功能不全的支持,例如:重度心力衰竭、重度呼吸衰竭、重度心肺衰竭、心脏外科[2]或胸腔外科[3]手术。
体外膜氧合 | |
---|---|
ICD-10-PCS | Z92.81 |
ICD-9-CM | 39.65 |
MeSH | 29295 |
MedlinePlus | 007234 |
HCPCS-L2 | 36822 |
ECMO為約翰·吉本在1950年代發明,而克拉伦斯·沃尔顿·李拉海繼續開發,直到1972年才由美國密西根大學醫學院的外科醫生羅伯特·巴列特首次成功利用。
ECMO除了能暫時替代患者的心肺功能,減輕患者心肺負擔之外,也能為醫療人員爭取更多救治時間。ECMO用於孩童患者因容易產生併發症,所以可用輔助期一般僅約一週至十數日而已,而用於成人患者的輔助期則較長。ECMO使用指導及規範由相關領域專家成立的體外維生支持組織來規範及訂立醫療指導原則。
研发历史
ECMO最早於1950年代由約翰·吉本發明,及克拉伦斯·沃尔顿·李拉海繼續開發。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1次用於新生嬰兒上來验證它的效果。[4][5]1972年,美國密西根大學外科醫生羅伯特·巴列特首次成功應用在急性呼吸窘迫症患者的治療。
從2020年2月初開始,中國開始使用人工心肺作爲延長嚴重急性呼吸綜合症冠狀病毒2型(英語:)治療黃金時間的手段之一。當患者單依靠人工換氣但血氧水平仍然過低,且無法維持患者的生命時考慮使用[6]。初步報告顯示,在已經使用的大約3%的嚴重病例中,可以有助於恢復患者的血氧飽和度,并且減少死亡人數[7]。對於危重病人,死亡率可以從傳統療法的約59-71%降低到約46%[8]。2021年3月《洛杉磯時報》的封面介紹人工心肺對一個極具挑戰性的COVID病人的療效[9]。2021年2月,三名患有COVID-19"非常嚴重"病例的以色列孕婦接受了人工心肺治療。
結果
早期的研究表明,使用人工心肺對急性呼吸衰竭患者的生存有好處,特別是在急性呼吸窘迫綜合徵的情況下[10][11]。體外生命支持組織記錄的一個登記冊中,有近51,000人接受過人工心肺治療。報告稱接受人工心肺的治療后,新生兒呼吸衰竭的存活率為75%,小兒呼吸衰竭的存活率為56%,成人呼吸衰竭的存活率為55%[12]。其他觀察性和無控制變量的臨床試驗報告中也計算出50-70%的存活率[13][14]。這些報告的存活率均優於歷史上其他治療方案的存活率[15][16][17]。儘管人工心肺在嚴重程度不同,或者死亡率不同的疾病上均有使用,但是提早就醫,及早使用仍是防止病情惡化和提高存活率的關鍵[18]。
在英國,靜脈-靜脈人工心肺的使用集中在指定的人工心肺中心,以集中資源提供更專業的護理環境以改善治療素質。
構造
ECMO由:
- 血液
- 氧合器
- 氣體混合器
- 加熱器
- 各種動靜脈導管與監視器
副作用和并发症
ECMO的各種設定、及各種併發症的處理方法直接關係到病人的存活率。病人安裝的時間越長、越考驗相關專業人員的能力及經驗。
神经系统
接受人工心肺治疗的成年人的一个常见后果是神经系统损伤,其中可能包括脑内出血、蛛网膜下腔出血、大脑易感区域的缺血性梗塞、缺氧缺血性脑病、不明原因的昏迷和脑死亡[19] 。这是由于使用者必須要持續輸注肝素,和血小板功能紊乱所引起的。缜密的手术技术和盡量保持血小板数大于100,000/mm3,并保持目标激活凝血时间,可减少出血的可能性。
血液
只要使用股动脉和股静脉进行VA(静脉-动脉)人工心肺,降主动脉中就会有逆行血流。如果不能保持左心室的输出量,就会出现血液瘀滞,可能會形成血栓。
桥式辅助设备
在VA-ECMO中,那些心功能没有充分恢复,而不可以从人工心肺中脱离的人,被桥接到心室辅助设备(VAD)或移植上時,插管可能会引發各种并发症,包括血管穿孔出血、主動脈剝離、远端肢體缺血和插管位置不正确。
儿童
早产儿如果在胎龄小于32周时實施人工心肺,其发生脑室内出血(IVH)的风险會十分高[21]。
禁忌症
大多数禁忌症是相对的,平衡了手术的风险和潜在的好处。相对禁忌症包括
- 如果患者康复,与正常生活不相容的疾病
- 影响生活品質的原有疾病(例如CNS状态、晚期恶性肿瘤、抗凝血的全身性出血风险)
- 年龄和体型
- 无药可救:病情太重,接受常规治疗时间太长,或有致命诊断的人。
相關議題
隨著醫學的進步,許多因使用ECMO而引發的併發症也更進一步得到有效克服,技術更加成熟,應用範圍也擴及重度昏迷的急難傷病,而ECMO團隊也會面臨無效醫療的倫理問題。
相關條目
- 體外維生支持組織
参考文献
- https://www.termonline.cn/search?searchText=ECMO
- 解衍博.ECMO与IABP辅助支持在心脏移植及心脏外科的应用[J].[2024-01-08].
- 朱幸沨,陈静瑜,郑明峰,等.体外膜肺氧合在原发性及继发性肺动脉高压肺移植中的应用[J].中华器官移植杂志, 2010(8):3.DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-1785.2010.08.005.
- . [2019-12-23]. (原始内容存档于2019-08-15).
- Mosier, Jarrod M.; Kelsey, Melissa; Raz, Yuval; Gunnerson, Kyle J.; Meyer, Robyn; Hypes, Cameron D.; Malo, Josh; Whitmore, Sage P.; Spaite, Daniel W. . Critical Care. 2015, 19. doi:10.1186/s13054-015-1155-7.
- . xinhuanet.com. [2020-02-16]. (原始内容存档于2020-02-16).
- CDC. . Centers for Disease Control and Prevention. 2020-02-11 [2020-02-16]. (原始内容存档于2020-03-25) (美国英语).
- Melhuish TM, Vlok R, Thang C, Askew J, White L. . The American Journal of Emergency Medicine. January 2021, 39: 245–246. ISSN 0735-6757. PMC 7256518 . PMID 32487460. doi:10.1016/j.ajem.2020.05.039 .
- Curwen T. . LA Times. 2021-03-03 [2022-08-26]. (原始内容存档于2022-11-08).
- Peek GJ, Moore HM, Moore N, Sosnowski AW, Firmin RK. . Chest. September 1997, 112 (3): 759–764. PMID 9315812. doi:10.1378/chest.112.3.759.
- Lewandowski K, Rossaint R, Pappert D, Gerlach H, Slama KJ, Weidemann H, et al. . Intensive Care Medicine. August 1997, 23 (8): 819–835. PMID 9310799. S2CID 25107418. doi:10.1007/s001340050418.
- Thiagarajan RR, Barbaro RP, Rycus PT, Mcmullan DM, Conrad SA, Fortenberry JD, Paden ML. . ASAIO Journal. 2017-04-01, 63 (1): 60–67. PMID 27984321. S2CID 205758344. doi:10.1097/MAT.0000000000000475.
- Hemmila MR, Rowe SA, Boules TN, Miskulin J, McGillicuddy JW, Schuerer DJ, et al. . Annals of Surgery. October 2004, 240 (4): 595–605; discussion 605–07. PMC 1356461 . PMID 15383787. doi:10.1097/01.sla.0000141159.90676.2d.
- Brogan TV, Thiagarajan RR, Rycus PT, Bartlett RH, Bratton SL. . Intensive Care Medicine. December 2009, 35 (12): 2105–2114. PMID 19768656. S2CID 526020. doi:10.1007/s00134-009-1661-7.
- Kolla S, Awad SS, Rich PB, Schreiner RJ, Hirschl RB, Bartlett RH. . Annals of Surgery. October 1997, 226 (4): 544–64; discussion 565–66. PMC 1191077 . PMID 9351722. doi:10.1097/00000658-199710000-00015.
- Rich PB, Awad SS, Kolla S, Annich G, Schreiner RJ, Hirschl RB, Bartlett RH. . Journal of Critical Care. March 1998, 13 (1): 26–36. PMID 9556124. doi:10.1016/S0883-9441(98)90026-0.
- Ullrich R, Lorber C, Röder G, Urak G, Faryniak B, Sladen RN, Germann P. . Anesthesiology. December 1999, 91 (6): 1577–1586. PMID 10598597. S2CID 29552255. doi:10.1097/00000542-199912000-00007.
- Lich B. 2nd. Fort Myers, Florida: Perfusion.com. 2004. ISBN 978-0-9753396-0-2.
- Mateen FJ, Muralidharan R, Shinohara RT, Parisi JE, Schears GJ, Wijdicks EF. . Archives of Neurology. December 2011, 68 (12): 1543–1549. PMC 7816483 . PMID 21825216. doi:10.1001/archneurol.2011.209 .
- Cornell T, Wyrick P, Fleming G, Pasko D, Han Y, Custer J, et al. . ASAIO Journal. 2007, 53 (4): 460–463. PMID 17667231. S2CID 26942284. doi:10.1097/MAT.0b013e31805c0d6c.
- Jobe AH. . The Journal of Pediatrics. 2004, 145 (2): A2. doi:10.1016/j.jpeds.2004.07.010.
- Biffi S, Di Bella S, Scaravilli V, Peri AM, Grasselli G, Alagna L, et al. . International Journal of Antimicrobial Agents. July 2017, 50 (1): 9–16. PMID 28528989. doi:10.1016/j.ijantimicag.2017.02.025.
- 臺大醫院公共事務室. . 臺大醫院健康電子報. 國立臺灣大學醫學院附設醫院. 2014-06 [2023-08-11]. (原始内容存档于2023-08-11).
- 邱俊吉. . 蘋果日報. 2008-01-31. (原始内容存档于2022-07-08).
维基共享资源上的相关多媒体资源:體外膜氧合 |
- American Thoracic Society, Patient Education: What is ECMO? (页面存档备份,存于) (Online-PDF)