体外膜肺氧合---ECMO
体外膜肺氧合---ECMO
先看一个无心存活16天的视频
无心存活16天
一、什么是ECMO？
ECMO（Extracorporeal Membrane Oxygenation），中文名体外膜肺氧合，俗称“叶克膜”、“人工膜肺”，是一种医疗急救设备，用于对重症心肺功能衰竭患者提供持续的体外呼吸与循环，以维持患者生命。
ECM0---又称体外生命支持系统,是指将患者的静脉血引流至体外,经人工肺（氧合器）氧合后再输回患者动脉或静脉的中短期心肺辅助治疗技术。
作用：1,能够使心肺得到充分休息,
2.为心肺功能的恢复赢得时间
大多数人，也是要此次新冠疫情才听到此医疗器械
简单理解，ECMO可以替代人的肺脏和心脏功能，在体外进行血液、呼吸循环支持，为患者赢得救治时间，被称作“救命神器”。
ECMO就是在患者心肺功能衰竭后，通过它仍能为患者在体外把含氧少的静脉血转换成含氧多的动脉血，以此维持机体对血氧的需求。可以形象地称为“人工膜肺”。
ECMO可以适用于各种原因引起心跳呼吸骤停、急性严重的心脏衰竭、急性严重的呼吸功能衰竭、各种严重威胁呼吸循环功能的疾患，例如重症哮喘、溺水等等，但是由于脑损伤引起的心跳呼吸骤停的除外。
二、工作原理
这是对ECMO的一个概括——体外生命支持
能够辅助心脏和肺
ECMO它的工作原理不难理解：将静脉血引出体外，让血液结合氧气之后，再泵回体内。如下图：
根据血液回输路径不同，ECMO分两种类型：
1.VV（静脉到静脉）和VA（静脉到动脉）两种模式
VV（静脉到静脉）辅助呼吸
VA（静脉到动脉）将血液氧合以后泵回动脉，绕过心脏和肺脏，这就使得这两个器官，尤其是心脏无法正常工作的时候，ECMO可以辅助呼吸与血液循环，因此ECMO也被称为生命支持技术。
ECMO的组成大概有：
驱动泵---相当于心脏
氧合器---相当于肺
空氧混合器
管路系统
变温水箱
监测系统
患者转运系统
ECMO，主要应用原理是作为部分心肺替代辅助支持，维持人体脏器组织氧合及血供。其接入人体的方式如下图所示。
V-V转流方法为肺替代的方式，常用于心脏功能尚可，肺功能衰竭的患者。呼吸科较为常用，可用于一些急性呼吸窘迫综合征、急性肺损伤所致急性呼吸衰竭及其他一些呼吸功能衰竭的病人的体外支持，主要是利用ECMO的膜肺系统为患者提供足够的氧合，为呼吸系统功能恢复争取时间。
V-A转流方法则为心肺联合替代的方式，心脏功能衰竭及心肺衰竭常用。
患者如可能出现长时间心脏泵血功能不全，或者心脏停止跳动的情况，可采用AA-v通路，即两条插管分别从左、右心房引出经氧合器氧合并排除二氧化碳后泵入动脉。该方法既可保证，充足的血流量辅助支持，又可防止心肺内血栓形成并防止肺水肿发生。文中开头视频中的病人便是采用这种方法。
我们看图c，这就是ECMO装置的全貌了，通常由膜肺系统跟离心泵两大部分构成。两个系统都是一次性使用的耗材，装置接入机器里面由电脑操控的主要是控制转流，监测泵压及转速，一些主要临床监测数据还是需要人工完成，像血液凝血相关的ACT监测、体温监测、氧合指数监测等。
三、与体外循环相比，ECMO的主要区别在于以下几个方面的优势
6、插管部位不同，体外循环手术中，多置入的插管是升主动脉和右心插管，ECMO的过程中取决于不同的模式，主要运用外周的一些插管，例如股动静脉插管、颈内静脉插管、颈总动脉插管等。（图片来源于网络）
四、ECMO的发展简史
回顾ECMO的前世今生，那可是波澜起伏。我们先要从它的前辈——术中体外循环机说起。
# 前辈 - 天才的构想与实践1 #
1930年10月4日凌晨，美国马萨诸塞州波士顿麻省总医院一个外科病房内，时年27岁的实习医师吉本(John Heysham Gibbon)一整晚都守护在一位女病人床边。这位例行胆囊切除术后的女患者发生了肺血栓栓塞并发症。尽管主治医师通过手术从患者的肺动脉内取出众多血块，但患者始终未能苏醒【4】。
在漫长的夜里，吉本无助地看着患者的血液逐渐变暗。他想到能否将病人的血液移走，绕过栓塞的血管，在体外与氧混合并将二氧化碳排出，然后再将富含氧的红色血液回输到患者的动脉，以此来挽救患者的生命——这大概就是体外循环机的最初构想【5】。
吉本关于体外循环机的尝试包括3个最主要的部分：
人工心脏，也就是泵；
血液抗凝；
人工肺，即血液氧合。
每一个部分，都有各自领域的科学家在不断探索和改进。然而是吉本，第一个把各个部分整合起来，并解决在实践中产生的各种问题，比如血流调节的精度，为抗凝血而加入的肝素与血液的比例，如何选择适当的麻醉剂，器械的拆卸、清洗、消毒……【6】
这些问题清单，光听听，就足以吓退“明智”的普通人。也许是马萨诸塞州的那无眠一夜深深震撼并推动着吉本，他坚持了下来。
1953年，50余岁的吉本为一位患有巨大房间隔缺损的18岁大学女生实施修补手术，用自制人工心肺机转流 26 分钟获得修补成功。这是世界首例临床体外循环下心内直视手术。患者于术后2个月作检查，显示缺损完全修复。在80年代后期的随访中患者生活质量良好【7】。吉本终于抚慰了曾深感无力的27岁的自己。更重要的是，他把体外循环支持系统从构想带到了临床实践。
# 前辈—天才的构想与实践2 #
遗憾的是，由于随后几例手术失败病人死亡，吉本陷入绝望，毅然告别了倾注了20余年心血的研究领域。体外循环系统和心外科的发展同时陷入低谷。
这时，明尼苏达大学的外科医生李拉海(C. Walton Lillehei)(对，你没看错，就是这位医生，委托美敦力创始人厄尔·巴肯先生开发出了世界第一台由外部电池驱动的心脏起搏器)产生了另一个几乎超越了人类想象极限的新构想——活体交叉循环。
李拉海采纳了助手灵光一现的思路：模拟胎儿从胎盘获得氧合血。第一例交叉循环动物实验即大获成功，而且实验动物的术后恢复如此之快、状态如此之好。又经过几个月的改进和研究，李拉海递交了人体试验的申请【8】。
轩然大波！有些批评者甚至说：你们想要创造历史么？想要做外科历史上第一个可能死亡率为200%的手术？
李拉海的导师力排众议，批准了该申请。
1954年
1954年3月26日，李拉海以患儿的父亲作为供体，用交叉循环的方法完成了历史上首例室间隔修补术，手术过程顺利，父子平安【9】。
1954~1955年
随后，1954年和1955年之间，几乎是孤军奋战的李拉海团队通过使用亲子之间的交叉循环，为存在复杂心脏畸形的45位儿童施行了直视下的心脏手术。28名复杂的心脏畸形得到了治愈，45个循环供体均得以存活【10】。
虽然“活人心肺机”取得了巨大成功，但是基于可能对供体造成的不良影响，包括李拉海本人在内，许多研究者又重新开始重视心肺体外循环的研究【11】。
1955年
站在无数前人的研究成果上， 李拉海和同事发明了具有螺旋式储水器的鼓泡式氧合器，并于1955年5月13日首次成功应用于一个患有室间隔缺损、肺动脉高压的三岁儿童【12】。
1958年
1958年，曾经听吉本分享过技术的柯克林医生(John Webster Kirklin),改进了吉本的心肺机，报道了在梅奥诊所成功地应用体外循环机进行的245例手术。
他给设备起名：梅奥-吉本(Gibbon)【13】。
# 急重症先锋ECMO #
说了半天体外循环机，跟ECMO又有什么关系呢？
传统的体外循环系统设备大，主要放在手术室，在有限的心外科手术时间内暂时替代心肺功能。但是一些医学工作者也试图进一步改进该系统，使其更轻便、更安全、支持心肺功能更长时间。
1971年
希尔医生(J Donald Hill )及其团队，为一位患成人呼吸窘迫综合征的青年男性，提供了3天的心肺功能支持，开创长时间生命支持，ECMO正式登场【14】。
1972年
美国密西根大学医学院的巴雷特医生(Robert H. Bartlett)对一名心脏手术后的2岁幼儿，用ECMO进行床旁的短期心肺支持，36小时后脱机【15】。
3年后
巴雷特等又在ECMO支持72小时下，成功抢救一名因胎粪吸入综合征导致呼吸衰竭的女性弃婴。沉浸在喜悦中的医护人员给这位女婴起名“希望”。后来这位女婴长大了，还有了自己的孩子【16】。
这个巨大的成功标志了“ ECMO时代”的来临【17】。因为更加轻便、更加安全，ECMO不仅帮助严重的急性心或肺功能衰竭患者争取时间，还可以给某些神经外科手术需体外循环者、气道手术、中毒、溺水、感染中毒性休克等急症给予支持治疗【18】。
ECMO也因此标志着一个国家危急重症救护水平。不仅仅是文章开头提到的重大体育赛事和危重病人的转运中有ECMO的身影。2003年的“非典”和2009年的H1N1型流感爆发，使国内的人们逐渐开始认识ECMO。2013年，ECMO被正式写入《人感染H7N9禽流感防治指南》【19】。
以上资料都来源于网络
参考文献：
【1】 首次广马护跑 揭秘“续命宝贝”ECMO 大洋网-广州日报(广州) 2015-12-08
【2】 Lifesaving Innovation Stars and Stripes October 23 2010
【3】华彬亚盛成功完成首例ECMO转运 民航资源网 2018-04-23
【4】【5】体外循环之父John Heysham Gibbon Jr 李清晨 中国心血管杂志2011年8月第16卷第4期
【6】-【11】【13】外科之花的艰难绽放 李清晨 李清晨的博客http://blog.sina.com.cn/drlqc
【12】《体外循环技术》第4版 菲利普(Philip H. Kay) 北京大学医学出版社
【14】【15】ECMO临床应用及左心室辅助 李家琼 徐州中心医院
【16】 Chauhan, S., Subin, S. (2011). "Extracorporeal membrane oxygenation, an anesthesiologist's perspective: Physiology and principles. Part 1". Annals of Cardiac Anaesthesia. 14 (3): 218–229. Retrieved May 7, 2014.
【17】【18】【19】体外膜肺氧合—拖住死神的脚步 侯晓彤 首都医科大学附属北京安贞医院
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