ECMO的基本工作原理是將患者的靜脈血引流至體外，經(jīng)氧氣氧合后，再回輸?shù)交颊叩膭?dòng)脈或者靜脈，替代或部分替代心臟、肺臟功能，可在一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)維持患者基本生命體征，以爭(zhēng)取心、肺病變得到治愈及功能恢復(fù)的機(jī)會(huì)。ECMO作為一種危重患者的治療手段主要用于循環(huán)支持、呼吸支持及替代體外循環(huán)三個(gè)方面。循環(huán)支持主要用于急性心肌炎、急性心肌梗死導(dǎo)致的心源性休克和心臟術(shù)后心源性休克的搶救以及安裝心室輔助裝置、人工心臟及心臟移植前的過渡。呼吸支持包括ARDS及新生兒肺疾病的治療。替代體外循環(huán)主要用于肺移植、神經(jīng)外科、供體臟器支持、急性肺栓塞的搶救等。

體外生命支持（ECLS）是對(duì)危重患者最后的治療手段，必須對(duì)患者的呼吸系統(tǒng)、血流動(dòng)力學(xué)、腎臟功能和凝血系統(tǒng)的病理生理有一個(gè)全面的了解。ECMO的實(shí)施包括靜脈血引流，經(jīng)過氧合器氧合并排出二氧化碳，使靜脈血變成動(dòng)脈血，最終進(jìn)入人體靜脈（VV）或動(dòng)脈（VA）系統(tǒng)。

對(duì)患者的心臟和肺都有支持作用，在主動(dòng)脈內(nèi)機(jī)械灌注血流和左心室射出的血流混合，所以患者動(dòng)脈血的氧含量和二氧化碳含量是兩種來源的血流混合的結(jié)果。VA模式的血流動(dòng)力學(xué)和氣體交換生理變化見圖2-6。

ECMO之前，由于內(nèi)源性和外源性兒茶酚胺的作用，機(jī)體VO ₂高，同時(shí)伴有全身缺氧，動(dòng)脈氧飽和度為85%，而靜脈氧飽和度為50%。VA模式一旦建立，動(dòng)脈和靜脈飽和度可以很快恢復(fù)到正常水平。外源性兒茶酚胺輸入劑量降低，呼吸機(jī)參數(shù)降低時(shí)，VO ₂也回落到正常代謝水平。ECMO血流是否足夠，可通過監(jiān)測(cè)體外循環(huán)的混合靜脈氧飽和度來判斷。一般流量為維持靜脈氧飽和度在75%左右。在出現(xiàn)寒戰(zhàn)或者癲癇發(fā)作等現(xiàn)象時(shí)，盡管體循環(huán)血流無明顯變化，但肌肉運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，氧耗量增加，靜脈氧飽和度降低。出血可導(dǎo)致靜脈回流減少，循環(huán)容量降低，血紅蛋白降低，造成全身氧供降低，表現(xiàn)為靜脈氧飽和度下降。輸血、輸液過多而VA體外循環(huán)血流量不變時(shí)，增多的血容量導(dǎo)致經(jīng)肺循環(huán)血流增加，如存在肺功能不全，也會(huì)導(dǎo)致全身缺氧，使得靜脈氧飽和度下降，這種情況可通過提高體外循環(huán)血流代償。這種容量與血流量的關(guān)系始終是一種循環(huán)影響的關(guān)系。隨著氧合器功能逐漸下降，動(dòng)脈氧飽和度下降，靜脈氧飽和度也隨之下降。而體外循環(huán)撤離的前提是在相對(duì)固定的氧耗狀態(tài)下，逐漸降低血流時(shí)，能夠維持正常動(dòng)脈和靜脈的血氧飽和度。

VV模式僅對(duì)患者的肺有支持作用，經(jīng)氧合器氧合后的動(dòng)脈血泵入患者靜脈系統(tǒng)，與體循環(huán)回流的靜脈血混合，提高右心房血液的氧分壓，降低二氧化碳分壓。有一部分混合后的血液又進(jìn)入體外循環(huán)管路，稱之為“再循環(huán)”，另一部分進(jìn)入右心室經(jīng)過肺進(jìn)入體循環(huán)。因?yàn)殪o脈回流的血液量與進(jìn)入靜脈系統(tǒng)的血液量相等，故對(duì)中心靜脈壓、左右心室充盈度和血流動(dòng)力學(xué)沒有影響?；颊邉?dòng)脈血的氧含量和二氧化碳含量是右心室血液經(jīng)過存在一部分功能的肺氣體交換后的結(jié)果。體循環(huán)灌注血流是心臟自身的輸出量，與體外循環(huán)的血流沒有關(guān)系。

VV模式的血流動(dòng)力學(xué)和氣體交換生理變化見圖2-7。ECMO前的狀態(tài)與圖2-6相同。進(jìn)行VV模式后靜脈和動(dòng)脈氧飽和度均有改善，都達(dá)到了約85%?？梢越档秃粑鼨C(jī)參數(shù)，使得全身氧耗量逐漸恢復(fù)正常。肌肉運(yùn)動(dòng)如寒戰(zhàn)或癲癇發(fā)作導(dǎo)致氧耗量增加，隨之動(dòng)脈和靜脈的氧飽和度都下降。出血導(dǎo)致靜脈回流減少，也可導(dǎo)致右房的血液氧合不全，從而引起動(dòng)脈和靜脈的氧飽和度降低。氧合器失效可導(dǎo)致動(dòng)脈和靜脈氧飽和度同時(shí)降低，而體外循環(huán)撤離表現(xiàn)與VA模式相同。

近年來AV模式逐步在臨床上使用，采用動(dòng)靜脈壓力差來驅(qū)動(dòng)血液流經(jīng)膜肺，完成氣體交換，使肺得到充分的休息。主要用于呼吸支持，患者需要能耐受動(dòng)靜脈分流和心排出量的增加，AV模式使血流經(jīng)過氧合器，可以增加二氧化碳的排出，降低機(jī)械通氣條件。人工肺落后于人工心臟和通氣輔助裝置之后，不是因?yàn)闆]有認(rèn)識(shí)到對(duì)肺的需求，而是因?yàn)闆]有解決動(dòng)力問題和獨(dú)特的材料要求問題。這也是多年來人工肺局限于體外循環(huán)和ECMO的原因。隨著技術(shù)的進(jìn)步，膜肺阻力的降低，生物相容性的提高，依靠自身動(dòng)靜脈壓差進(jìn)行通氣的人工肺已逐步應(yīng)用于臨床，成為治療ARDS的重要手段之一。AV-ECMO由于不使用驅(qū)動(dòng)裝置，所以其所需裝置相對(duì)簡(jiǎn)單，包括動(dòng)靜脈插管、氧合器、循環(huán)管道及接頭。只要患者的血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定或在正性肌力藥物作用下能維持穩(wěn)定的血流動(dòng)力學(xué)的呼吸衰竭患者均可采用。此裝置由動(dòng)靜脈壓力梯度驅(qū)動(dòng)而非血泵驅(qū)動(dòng)，因此血細(xì)胞損傷、出血、血栓形成等并發(fā)癥明顯下降，這樣可以長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行體外膜肺支持，為肺功能的恢復(fù)贏得時(shí)間。AV-ECMO能快速改善血液動(dòng)脈氧分壓和有效地移除體內(nèi)CO ₂。在分流量占心輸出量的15%時(shí)，CO ₂排出明顯增加；分流量占CO的20%～25%時(shí)不會(huì)引起心率、心排出量、平均動(dòng)脈壓、肺動(dòng)脈壓力的變化。ARDS患者應(yīng)用AVECMO可以使生存率提高。實(shí)施過程中，如果出現(xiàn)心功能不全、血流動(dòng)力學(xué)在藥物作用下不穩(wěn)定，可以通過加用驅(qū)動(dòng)泵，將其改裝成VA-ECMO。

有關(guān)不同模式ECMO的主要差異見表2-1。一個(gè)主要的區(qū)別是在VA模式下，動(dòng)脈灌注壓和體循環(huán)阻力維持要相當(dāng)高，如果使用頸動(dòng)脈插管，動(dòng)脈人工灌注血流可直接沖擊主動(dòng)脈弓甚至主動(dòng)脈瓣。這幾種情況結(jié)合可能導(dǎo)致左室排空困難，并由于左室心肌不能充分松弛，使得冠脈血流減少。Cornish等仔細(xì)研究了這個(gè)現(xiàn)象，單純長(zhǎng)時(shí)間VA模式可能導(dǎo)致心肌損傷。而這些問題在VV模式中可以避免，當(dāng)然前提是心功能足以維持全身灌注。當(dāng)在新生兒ECLS時(shí)比較VV和VA模式，VV模式患者存活率較高。這個(gè)結(jié)果本身存在一定誤導(dǎo)，因?yàn)橹挥袊?yán)重心功能不全的患者才需要進(jìn)行VA-ECLS。根據(jù)大樣本的ELSO登記系統(tǒng)數(shù)據(jù)，考慮到體外循環(huán)前的心功能狀態(tài)，VV-ECLS和VA-ECLS間存活率沒有顯著差異。

ECMO期間，氧供受到四方面因素的控制，是體外機(jī)械泵流量、這部分血液在氧合器中氧合、患者自身CO和這部分血液在自身肺內(nèi)氧攝取等綜合作用的結(jié)果。

血液在氧合器中氧合受多方因素影響，如呼吸膜的構(gòu)型、膜的材料和厚度、血層的厚度、FiO ₂、紅細(xì)胞經(jīng)過氣體交換區(qū)域的時(shí)間、血紅蛋白水平、氧合器入口處的血液氧飽和度等。反映膜式氧合器功能的參數(shù)額定流量可以概括上述各種影響因素。額定流量是正常靜脈血單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過氧合器血氧飽和度由75%上升至95%的量。膜式氧合器的氣體交換面積為0.8m ²和1.5m ²時(shí)，膜面積0.8m ²的氧合器額定流量是1L/min，實(shí)際氧轉(zhuǎn)運(yùn)為50ml/min。這一指標(biāo)在為患者選擇氧合器和ECMO支持中評(píng)價(jià)其功能具有參考意義。

由于轉(zhuǎn)流中的流量一般都低于膜式氧合器的額定流量，血液經(jīng)過膜肺后可被充分氧合，機(jī)體的氧供取決于灌注流量和氧攝取能力。每升血液的攜氧量等于Hb（g/L）×1.39×（SaO ₂-SvO ₂）。當(dāng)血紅蛋白水平低或靜脈血氧飽和度高時(shí)，血液經(jīng)過膜肺后攝氧量降低，可以通過降低血紅蛋白氧結(jié)合能力或提高灌注流量來代償。反之，我們可以通過提高血紅蛋白氧結(jié)合能力在較低流量的情況下增加氧供。新生兒在接受VV和VA模式的ECMO時(shí)，患兒氧需要量是200ml/L，滿足這一條件在VA模式中灌注流量為400ml/min即可，VV模式灌注流量為660ml/min（圖2-8）。

最終機(jī)體動(dòng)脈氧分壓和氧供是患者自身心肺和ECMO支持的共同結(jié)果。

（1）VV模式：假定患者自身的肺沒有氣體交換能力。在這種條件下，VV模式轉(zhuǎn)流時(shí)，PaO ₂和SaO ₂與混合靜脈血的值是相等的，不會(huì)超過95%。通常SaO ₂在80%左右，PaO ₂在40mmHg上下。所以，VV模式轉(zhuǎn)流中，患者是處于低氧和發(fā)紺狀態(tài)的。只要心輸出量可代償性增加，氧供可以滿足機(jī)體需要。患者自身肺功能改善后，動(dòng)脈血氧飽和度將會(huì)提高，VV模式轉(zhuǎn)流中通過動(dòng)靜脈血氧飽和度的差異可以準(zhǔn)確衡量自身肺的功能狀況。

（2）VA模式：動(dòng)脈血?dú)獾睦斫獗容^復(fù)雜。機(jī)械泵灌注的血液氧飽和度通常是100%，當(dāng)患者自身肺沒有氣體交換功能時(shí)，左心室射出的血液氧飽和度與右心房的是相等的，SO ₂大約是75%，PaO ₂大約35mmHg。如果血紅蛋白含量是150g/L，ECMO灌注的血液氧含量大約為200ml/L，右心房和左心室的血液氧含量都是150ml/L。動(dòng)脈血?dú)馐亲陨磉^肺血液和體外灌注血液綜合作用的結(jié)果（圖2-9）。機(jī)體血氧含量=體外灌注血液氧含量×（ECC流量/總流量）+左心室血氧含量×（過肺血流量/總流量）。在下述情況中機(jī)體PaO ₂會(huì)上升：流量不變，肺功能改善；體外支持流量不變，心排出量下降；心排出量不變，體外支持流量增加。但是，ECMO動(dòng)脈插管的部位和體循環(huán)血?dú)獾牟蓸硬课煌鶎?duì)血?dú)饨Y(jié)果的判定有很大影響，如選擇股動(dòng)、靜脈插管時(shí)，冠脈血流和右上肢的血流來自患者的左心室，是經(jīng)過自身肺氧合后的血液，反映患者肺功能狀況，而下肢血液主要是經(jīng)ECMO氧合后的血液。

ECMO期間膜肺排出二氧化碳的量與膜肺的構(gòu)型、材料、氣體交換面積、進(jìn)入膜肺的靜脈血PCO ₂、灌注流量、膜肺通氣量等有關(guān)。通常膜肺通氣中不含二氧化碳，通氣充分時(shí)，二氧化碳彌散的壓力階差等于血液的二氧化碳分壓。血液經(jīng)過膜肺，PCO ₂不斷降低，壓力階差減小，故二氧化碳在膜肺入血口處排出速度較出血口處快。所以，二氧化碳排出的量與膜肺血液流量關(guān)系不大，與進(jìn)入膜肺血液的PCO ₂有一定關(guān)系，膜肺的氣體交換面積和通氣量是決定二氧化碳排出的決定因素（圖2-10）。在額定流量下，二氧化碳排出能力較氧攝取能力強(qiáng)。在任何硅膠膜和微孔膜的膜肺中，通氣量充足時(shí)，二氧化碳的排出較氧合效率高。膜肺的設(shè)計(jì)通常是為了氧合需要，所以有排出更多二氧化碳的儲(chǔ)備能力。

假設(shè)患者自身肺沒有氣體交換能力，VV模式ECMO時(shí)，PaCO ₂與PvCO ₂相等；VA 模式轉(zhuǎn)流時(shí)，PaCO ₂是機(jī)械輔助流量和自身心排出量混合后的結(jié)果。由于膜肺二氧化碳排出的高效性，通過調(diào)節(jié)膜肺的通氣量排出機(jī)體產(chǎn)生的二氧化碳，使PCO ₂維持在任一水平。在臨床實(shí)踐中，為了達(dá)到充足的氧合效果，膜肺的二氧化碳排出往往是過量的，造成嚴(yán)重的呼吸性堿中毒。這種情況需要在膜肺的通氣中加入少量二氧化碳，降低其壓力階差，或降低通氣量，以減少二氧化碳的轉(zhuǎn)運(yùn)。如果患者自身肺的氧交換能力可以滿足機(jī)體需要，ECMO的目的是為了排出二氧化碳，可以采用低血流量VV模式或AV模式。

現(xiàn)在越來越多的聚甲烯酯無微孔中空纖維膜肺用于臨床，其膜面積有所下降，但是氧氣和二氧化碳交換的基本原則是不變的，其氣體流率與血液流率都是有一定限度的，但是其較低的阻力使得預(yù)充和血流分布都更加高效（表2-2）。

動(dòng)脈/靜脈壓力關(guān)系在體外管路中也是一樣的。管路動(dòng)脈端壓力決定于泵前負(fù)荷，泵流量和血流阻力（管線，管路組成，插管和患者自身血壓）。隨著流量增大，管路動(dòng)脈端壓力升高，同時(shí)管路漏血崩脫的風(fēng)險(xiǎn)也升高，一般認(rèn)為300mmHg之內(nèi)的壓力是安全的。由于靜脈血流是由虹吸或者泵產(chǎn)生的負(fù)壓吸引產(chǎn)生的，管路靜脈側(cè)壓力較低。如果管路靜脈側(cè)壓力低于大氣壓，靜脈血流中進(jìn)氣的風(fēng)險(xiǎn)增加（如通過三通閥）；如果負(fù)壓過大，血液形成氣穴，同時(shí)紅細(xì)胞破壞增加。不管使用何種灌注系統(tǒng)，中心靜脈血引流量決定了泵的前負(fù)荷，也決定著泵流量?；匮骞艿奈恢脹Q定著ECLS的模式。回血插管口徑應(yīng)該滿足體外支持所需要的流量，又不產(chǎn)生過高的管路壓力。回血插管位于靜脈中就是VV模式，回血插管位于動(dòng)脈中就是VA模式。根據(jù)ECLS模式的不同，體外支持生理也被稱為“串聯(lián)”（VV）模式或者“并聯(lián)”（VA）模式。

當(dāng)ECMO僅用于循環(huán)支持時(shí)，在轉(zhuǎn)流期間無論是從胸部X線表現(xiàn)還是生理功能上，肺均處于正常狀態(tài)。由于循環(huán)支持通常采用VA模式，正常的肺功能往往由于通氣血流比極度不匹配而被掩蓋，與肺血流減少相比，即使是較低水平的肺部通氣也顯得過量了。通氣無效腔增加，在呼吸機(jī)上表現(xiàn)為呼氣末二氧化碳?jí)毫档停绻@時(shí)減少機(jī)械通氣，氣道壓力過低可能發(fā)生肺泡萎陷，所以最好采取呼氣末正壓通氣，氣道峰壓和平臺(tái)壓不宜過高，應(yīng)低于30cmH ₂O，維持較低的潮氣量和呼吸頻率。一般來講，VA模式用于循環(huán)支持時(shí)對(duì)肺毛細(xì)血管通透性和肺功能沒有直接影響。

通常，患者存在一定程度的肺部異常和呼吸功能不全，程度從輕度的心源性肺水腫（ECMO用于心臟支持）到嚴(yán)重的肺功能不全（ECMO用于呼吸支持）不等。在這種情況下，只要原先存在的高氣道壓力下降，膨脹的小氣道和肺泡可能萎陷，肺部的實(shí)變充血在影像學(xué)上表現(xiàn)為胸片變白，這時(shí)肺部氣體交換的生理功能幾乎喪失，這在VA和VV模式的ECMO中很常見，患者完全依賴ECMO實(shí)現(xiàn)氣體交換，在此期間如果中斷ECMO，即使只有1～2分鐘也會(huì)造成患者嚴(yán)重缺氧或心臟停搏。因此，在ECMO中斷期間，需要設(shè)置呼吸機(jī)通氣條件以確?；颊甙踩?，一般FiO ₂為100%，氣道峰壓（PIP）<40cmH ₂O，PEEP 為 10cmH ₂O，呼吸頻率20～30次/分。為了減輕肺部實(shí)變，平均氣道壓力（MAP）應(yīng)維持在10～20cmH ₂O，在新生兒和嬰兒中，可以減輕完全肺實(shí)變的危險(xiǎn)，在ECMO第1天提高安全系數(shù)，縮短ECMO支持時(shí)間。目前認(rèn)為氣道峰壓超過30cmH ₂O會(huì)造成肺損傷，但正常或病變的肺泡在平均氣道壓10～20cmH ₂O的慢性膨脹中不會(huì)受到損傷。在新生兒中，肺氣體交換功能的實(shí)現(xiàn)常受到肺血管收縮的限制，大多數(shù)患者這種情況在數(shù)日后可以改善。

在兒童和成人中，肺實(shí)變會(huì)造成數(shù)日至數(shù)周的嚴(yán)重肺功能不全，在肺損傷的急性纖維增生期肺功能的恢復(fù)伴隨著一部分肺組織的破壞和繼發(fā)性纖維化。實(shí)驗(yàn)研究提出減輕肺損傷和纖維化的一些方法，但目前臨床上，除了避免呼吸機(jī)過高的通氣設(shè)置外，沒有防止進(jìn)行性肺損傷的方法。

大多數(shù)患者在VV模式支持下可成功管理，但是當(dāng)肺沒有氣體交換功能時(shí)，動(dòng)脈和混合血靜脈氧飽和度相等，呼氣末二氧化碳分壓很低。如果從氣道直接測(cè)量肺部氣體交換量，通過自身肺的氧和二氧化碳的交換量占患者氧耗量和VO ₂產(chǎn)生量的0～50%。當(dāng)肺功能改善后，動(dòng)脈血氧飽和度上升，胸片表現(xiàn)為部分區(qū)域出現(xiàn)通氣，呼氣末二氧化碳分壓有所增加。處理得當(dāng)?shù)脑?，ECMO開始3～7天后，自身肺可以實(shí)現(xiàn)總通氣量的20%～40%的氣體交換功能。ECMO轉(zhuǎn)流7天后，若自身肺氣體交換功能低于總量的20%，肺功能恢復(fù)的可能性很低。也有ECMO轉(zhuǎn)流4周后肺功能依然未見改善，而最終完全恢復(fù)的個(gè)案。目前的研究方向致力于判斷肺功能很差的患者最終康復(fù)還是死于肺纖維化。條件允許的情況下，嚴(yán)重肺功能不全患者ECMO期間要維持其肺泡的膨脹狀態(tài)，同時(shí)要避免呼吸機(jī)對(duì)肺的損傷。我們維持MAP 10～20cmH ₂O，嚴(yán)格限制PIP低于40cmH ₂O，F(xiàn)iO ₂低于50%。傳統(tǒng)的治療方法還包括變換體位、體位引流、利尿脫水、加強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)等，必要時(shí)可使用支氣管鏡。

肺血管阻力是預(yù)測(cè)肺功能轉(zhuǎn)歸的重要指標(biāo)之一。雖然在肺完全實(shí)變時(shí)低氧造成的肺血管收縮最嚴(yán)重，但肺血管阻力僅輕度升高。這種情況在VV模式ECMO中較為明顯，因?yàn)榉窝h(huán)血量與體循環(huán)血量相等，所以即使不監(jiān)測(cè)心排出量，通過平均動(dòng)脈壓和平均肺動(dòng)脈壓的比較，可以得出體循環(huán)阻力和肺循環(huán)阻力關(guān)系的比值。正常情況下體循環(huán)阻力是 25mmHg/（L·m ²），體循環(huán)阻力是3mmHg/（L·m ²），對(duì)應(yīng)的平均肺動(dòng)脈壓是 20mmHg，PAWP 是 10mmHg，心指數(shù)（CI）是 3L/（m ²·min）。當(dāng)肺完全實(shí)變時(shí)，肺動(dòng)脈壓可能輕度上升并維持?jǐn)?shù)日；如果繼發(fā)肺損傷和纖維化，當(dāng)纖維組織取代了肺毛細(xì)血管床，肺血管阻力將上升達(dá)體循環(huán)水平；如發(fā)生右心衰，病情則難以恢復(fù)。所以，ECMO期間，肺循環(huán)和體循環(huán)平均壓的比值是肺功能恢復(fù)的重要指標(biāo)。

VV模式對(duì)血流動(dòng)力學(xué)沒有影響，無論是采用兩根單獨(dú)的插管或一根雙腔插管，靜脈引流回來的血流量與輸入體內(nèi)的血流量相等。

在體外循環(huán)中，左心引流一般是必需的，在VA模式的ECMO中，只要左室有適宜的射血量，一般不需要左心引流。在ECMO用于循環(huán)支持時(shí)，或出現(xiàn)心肌頓抑導(dǎo)致嚴(yán)重左心功能不全時(shí)，左心系統(tǒng)可能出現(xiàn)過度膨脹，繼而造成心功能進(jìn)一步損害和肺水腫。在這種情況發(fā)生時(shí)，當(dāng)然最好是在其發(fā)生之前，應(yīng)該放置左心減壓。這種現(xiàn)象在新生兒中很罕見，可能是通過動(dòng)脈導(dǎo)管產(chǎn)生左向右分流解決了左心減壓的問題。在新生兒VA模式中，即使是持續(xù)12～24小時(shí)的無脈血流，也不會(huì)由于心臟過脹造成明顯的、嚴(yán)重的左心損傷。但是，在成人和較大兒童中，幾分鐘的左心過脹就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的心肌損傷和肺水腫。由于這個(gè)原因，維持部分左心功能和心排出量是非常重要的，如果心力衰竭程度很重，無力對(duì)抗動(dòng)脈壓而不能有效射血，應(yīng)該應(yīng)用血管擴(kuò)張劑降低外周循環(huán)阻力或?qū)嵤┳笮臏p壓?？梢酝ㄟ^開胸直接放置左心引流管或通過心導(dǎo)管人為造成一個(gè)小的房間隔缺損。

動(dòng)脈搏動(dòng)的波形和脈壓可反映VA模式對(duì)體循環(huán)灌注的影響。因?yàn)轶w外機(jī)械泵產(chǎn)生的是平流血流，所以流經(jīng)體外管路的血量越多，動(dòng)脈波形越平坦，甚至出現(xiàn)間歇。一般來講，VA模式體外支持的血流量是靜息心排出量的70%～80%，是過肺和左心血流的20%～30%。這種情況下，脈搏波形和減小，但仍可以清晰辨別。只要總的灌注流量適宜，動(dòng)脈波形的大小并沒有太大的生理意義。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究表明，高流量時(shí)〔100ml/（kg·min）〕，搏動(dòng)灌注和平流灌注沒有太大差別；但是總的灌注流量很低時(shí)〔40ml/（kg·min）〕，不管什么灌注方式，都會(huì)出現(xiàn)氧代謝障礙、代謝性酸中毒等；在總的灌注流量較低時(shí)，搏動(dòng)血流可以適度緩解灌注不足和酸中毒。原因在于非搏動(dòng)血流對(duì)主動(dòng)脈和頸動(dòng)脈竇的壓力感受器的刺激作用較強(qiáng)，造成內(nèi)源性兒茶酚胺釋放增多，對(duì)微循環(huán)產(chǎn)生不利影響。在ECMO期間，所有的措施都旨在維持機(jī)體充足的氧供。腎臟是對(duì)非搏動(dòng)血流最敏感的臟器，非搏動(dòng)血流會(huì)刺激近球小管產(chǎn)生中度抗利尿作用，這一現(xiàn)象可被小劑量利尿劑拮抗。

患者行ECMO治療前往往已處于瀕危狀態(tài)，臟器灌注和組織氧供不足，單純的血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)不能解決這個(gè)問題，必須借助氧代謝的動(dòng)態(tài)觀察。氧代謝監(jiān)測(cè)理論和技術(shù)的發(fā)展改變了對(duì)危重患者的評(píng)估方式和治療策略，對(duì)危重患者的治療由以往的血流動(dòng)力學(xué)調(diào)整轉(zhuǎn)向氧代謝狀態(tài)的改善，最終目標(biāo)是糾正外周組織缺氧，使氧供與氧需要量達(dá)到平衡。為防止發(fā)生氧障礙和氧債，在維持和改善全身血流動(dòng)力及氧相關(guān)參數(shù)的同時(shí)，還應(yīng)注意局部組織氧障礙的參數(shù)，并以此調(diào)節(jié)相關(guān)治療。

ECMO建立前患者存在各種原因?qū)е碌娜毖鯛顟B(tài)。維持正常組織氧合需要“充足”的全身氧輸送，這意味著必須滿足兩個(gè)重要條件：①CO、Hb和SaO ₂需要維持DO ₂在臨界值以上；②必須滿足各器官的氧需求，在初步復(fù)蘇后如仍懷疑氧合是否正常，首先應(yīng)測(cè)量全身DO ₂、VO ₂和乳酸水平，綜合評(píng)價(jià)以確保終末器官的灌注和氧合。ECMO治療初期的一個(gè)重要特點(diǎn)是償還氧債，這時(shí)需要有充足的灌注流量，血液要有充分的氧合狀態(tài)，保證滿足機(jī)體氧耗。

ECMO建立后，部分替代心肺功能，機(jī)體循環(huán)狀態(tài)改善，缺氧情況緩解。由于血液經(jīng)過膜肺可以完全氧合，機(jī)械泵與患者心臟共同對(duì)組織進(jìn)行灌注，氧供滿足機(jī)體需要，微循環(huán)改善，細(xì)胞功能恢復(fù)，組織有氧代謝增強(qiáng)，患者氧代謝障礙逐漸恢復(fù)。蓄積的酸性代謝產(chǎn)物被機(jī)體清除，血乳酸水平迅速下降。此期往往還存在短路循環(huán)引起的有效彌散減少，水腫引起的彌散距離增加和微栓塞引起的彌散面積減少。針對(duì)這種狀況要減少縮血管藥物的用量，利尿超濾排出機(jī)體多余水分，適度抗凝避免微栓形成。

超正常的氧供策略是指以糾正氧債為準(zhǔn)，以達(dá)到超正常氧運(yùn)輸參數(shù)作為治療方法的措施，增加氧運(yùn)輸值達(dá)到超正常水平，以償還氧債為治療原則，以心指數(shù) >4.5L/（min·m ²）、氧釋放指數(shù)>600ml/（min·m ²）及氧消耗指數(shù)>170ml/（min·m ²）為預(yù)定目標(biāo)。

大量研究表明，對(duì)所有危重患者有意使之達(dá)到心指數(shù)、氧釋放和氧消耗的超生理指標(biāo)，并不能明顯降低病死率。某些作者提出復(fù)蘇至超正常氧運(yùn)輸水平，實(shí)際上是有害的。近來對(duì)使用超正常氧運(yùn)輸參數(shù)作為復(fù)蘇終點(diǎn)的觀點(diǎn)，并未得到支持。

ECMO建立后，氧供需平衡，組織氧代謝改善，機(jī)體各項(xiàng)氧代謝指標(biāo)正常后，就進(jìn)入了氧代謝平衡期。機(jī)體依賴ECMO輔助，ECMO支持所提供的DO ₂與機(jī)體VO ₂相匹配，這時(shí)主要是等待心肺功能的恢復(fù)，預(yù)防并發(fā)癥的出現(xiàn)。

此期，患者自身心肺功能逐漸恢復(fù)，對(duì)ECMO輔助流量和血液氧合的依賴逐漸減少，機(jī)體氧供/氧耗比值逐漸接近正常，氧代謝進(jìn)入正常儲(chǔ)備期。這時(shí)可考慮ECMO的撤除。

灌注血流量應(yīng)該達(dá)到可以為機(jī)體提供充足的氧供和排出二氧化碳的水平，機(jī)械通氣降低條件進(jìn)行保護(hù)性通氣，使肺臟充分休息。同樣，患者的心功能嚴(yán)重受損時(shí)，血泵可以代替心臟泵血功能，維持血液循環(huán)，讓心臟得到休息。動(dòng)脈血?dú)庑枰磿r(shí)監(jiān)測(cè)，通過增減機(jī)械輔助流量使混合靜脈氧飽和度維持在預(yù)定水平。通過調(diào)節(jié)灌注流量或通氣量使PaCO ₂維持在40mmHg。通過容量調(diào)節(jié)保持適宜的體循環(huán)血壓。血紅蛋白維持在100～150g/L，血小板計(jì)數(shù)為 75×10 ⁹/L，ACT 維持在180秒左右（正常值的1.5倍）。其他設(shè)置沒有變化的情況下，靜脈血氧飽和度大幅下降多由代謝率的增加所致，可以是一過性的（哭鬧或痙攣），也可能是持續(xù)的。如發(fā)熱，持續(xù)性的代謝率增高時(shí)，可以適當(dāng)提高機(jī)械灌注流量，加強(qiáng)鎮(zhèn)定或肌松，適度降溫。其他設(shè)置沒有變化而靜脈氧飽和度大幅升高，說明氧代謝率降低或自體肺功能改善。低血容量、插管梗阻或移位、氣胸和心包積液都會(huì)導(dǎo)致靜脈引流驟降。進(jìn)行性的體循環(huán)氧飽和度下降伴隨PCO ₂上升是膜肺功能下降的一個(gè)標(biāo)志，這時(shí)要考慮更換新的系統(tǒng)，雖然這種情況很少發(fā)生。

ECMO需要操作者對(duì)心肺系統(tǒng)的病理生理知識(shí)有深入的理解，還需要具備全面的重癥監(jiān)護(hù)相關(guān)技能。對(duì)這一章節(jié)全面透徹的理解可以為管理患者提供必要的理論基礎(chǔ)。