ECMO是體外膜式氧合器氧合（extracorporeal membrane oxygenation）的英文縮寫。ECMO是以體外循環系統為其基本設備，采用體外循環技術進行操作和管理的一種輔助治療手段。ECMO是將靜脈血從體內引流到體外，經膜式氧合器氧合后再用血泵將血液灌入體內。臨床上主要用于呼吸功能不全和（或）心臟功能不全的支持。ECMO能使心臟和肺臟得到充分休息，有效地改善低氧血癥，避免了長期高氧吸入所致的氧中毒，避免了機械通氣所致的氣道損傷，心臟功能得到暫時的輔助支持，增加心輸出量，改善全身循環灌注，保證了循環的穩定，為心肺功能的恢復贏得了時間。

早在20世紀30年代，Gibbon等人發明了體外循環機并在50年代應用于臨床而開創了心臟外科，但是，由于那時的體外循環機和氧合器對血細胞和蛋白質產生嚴重影響，使用時間被限制在1～2小時內。1956年，第一個膜式氧合器誕生并在臨床上應用，使長時間ECMO成為可能。隨后，以硅橡膠作為氣體交換薄膜的膜式氧合器在長時間心肺轉流（cardiopulmonary bypass，CPB）中得到應用。隨著ECMO的發展和演變，ECMO使用的時間由最初的幾個小時到能支持幾天甚至幾個星期。應用范圍從最初的心臟手術后的循環支持，發展到對新生兒先天性肺部疾病以及急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）的支持。體外循環應用于新生兒呼吸衰竭支持的設想最早是在19世紀60年代早期，60年代末期有人用ECMO治療呼吸衰竭，不幸的是這些患者顱內出血發生率高。19世紀70年代早期Bartlett等開始進行臨床試驗。1972年Hill首先報道了1例成人呼吸衰竭患者用長時間體外循環支持的成功經驗（圖1-1）。緊接著一些醫院用同樣的方法治療嚴重的心功能不全和呼吸功能不全。1975年美國國立衛生研究院對此進行調查，將成人ARDS用常規方法治療的生存率和用ECMO治療的生存率對比發現，兩種療法效果無明顯差異。Zapol仔細分析發現有以下主要因素導致ECMO的療效較低：①這些患者的肺大多為不可逆的器質性改變或治療時機太晚。②在ECMO期間，呼吸機還繼續應用高氧濃度（FiO ₂），導致肺組織纖維化；呼吸機繼續應用高壓力高容量將導致肺進行性的氣壓傷。③病因學上這些ECMO患者的呼吸衰竭為病毒和細菌感染所致，而ECMO對損傷、栓塞所致ARDS療效較佳。④當時對ECMO中的一些病理生理的理解有局限，如抗凝方法采用體外循環中活化凝血時間（actived clotting time，ACT）的相同標準，很多ECMO患者因出血并發癥而死亡。⑤當時ECMO中使用的器械難以滿足臨床要求，如膜肺、插管等。

1976年Bartlett首次成功將ECMO應用于新生兒呼吸衰竭。因為此ECMO患兒為棄嬰，Bartlett等為她起名為Esperanza，西班牙語是希望的意思。此例患者極大地鼓舞了從事ECMO工作者的信心。Bartlett團隊對ECMO進行了大的戰略調整：①將ECMO主要對象從成人轉移至新生兒，因為新生兒再生能力強，易于恢復。診斷有胎糞吸入（MAS）、持續新生兒肺高壓（PPHN）和先天性膈疝（CDH）的新生兒嚴重呼吸衰竭，以往傳統治療手段基本存活無望，通過ECMO支持有機會存活。這些疾患通常在ECMO支持幾天后危重病情即可逆轉。1982年，Bartlett報告了45例新生兒的ECMO經驗。在這組患兒不僅傳統治療方法完全無效，且由級別為主治醫師以上的新生兒醫生確定其瀕臨死亡才接受ECMO，但搶救效果是在這些預期死亡率90%的患兒中取得了超過50%的存活率。②將ECMO患者從手術室轉移到ICU。因為在ICU這些患者可獲得更好的醫護治療，對減少ECMO并發癥有極為重要的作用，進而提高ECMO的生存率。③將散在ECMO臨床實踐轉化為隨機化研究。總結以往多中心的病例證明了ECMO安全性和有效性。ECMO可挽救一些生命垂危的患者，但如何進行臨床研究難住了很多研究者。為了滿足隨機化研究的要求，Bartlett等采用了一種稱為“Play the winner”的策略，比較ECMO與傳統方法的差異。在這種策略下，隨機化環境中可發現更成功的治療手段。1例應用傳統治療手段失敗，患兒死亡，12例患者經過ECMO治療成功。盡管面對諸多爭議，Bartlett堅持對嚴重呼吸衰竭的患者進行了經典的一對一隨機化研究，比較ECMO和傳統治療措施的區別。Bartlett等在1982年總結45例新生兒ECMO病例，其生存率為55%。1988年Gomell等發表一篇臨床報告，12例呼吸衰竭患兒用ECMO，其中有11例存活，而用常規呼吸支持療法的患兒無一例存活。Bartlett在上述基礎上在全世界進行了ECMO的推廣工作，如辦ECMO學習班，制定ECMO常規。所有的這些努力都極大地促進了ECMO走向成功。

隨著對ECMO興趣的增長，幾家在該技術研究和應用方面興趣較大的醫院組成了一個自發的組織，來進行數據總結、信息比較和觀點交流。1989年在密歇根大學醫學院正式成立體外循環生命支持組織（ELSO）。自從ELSO和其數據庫建立后，有關ECMO的安全性和有效性的文獻得以不斷在醫學文獻上發表。根據ELSO的數據庫資料：Stolar等報告3500例新生兒呼吸病例，預期死亡率為80%，而實際存活率為83%；Zwischenberger等報告553例心臟外科術后低心排出量需要ECMO，存活率為46%。1991年，美國國立衛生研究院（NIH）的一次會議專門討論了ECMO的擴大應用問題，并取得共識，即ECMO技術應該繼續應用于臨床。

20世紀對嚴重呼吸功能不全的治療仍缺乏滿意而有效的手段，ECMO作為一種較新的療法在國外發展迅速。ECMO逐漸被人們認識，相應的方法和器械也在不斷完善。經皮插管方法使ECMO可在短時間內建立，同時避免開胸和損傷大血管。在新生兒呼吸衰竭的治療中，一些醫院采用經臍帶血管建立ECMO，增加靜脈回流。ECMO最常見的并發癥為出血，其中以顱內出血最為嚴重，長期應用肝素和凝血因子消耗是主要原因。1988年Bindslev等報告用肝素涂抹新型膜肺建立ECMO，可減少肝素用量和出血。Cottrell等在ECMO治療中應用抑肽酶保護血小板。一些醫療中心已組織專門的ECMO醫療隊伍。1993年Zwischenberger等對5000例ECMO治療的呼吸衰竭患兒調查表明，其生存率為82%，而常規治療死亡率為80%。ECMO在新生兒呼吸衰竭的急救中發展迅速，目前已成為對機械通氣和藥物治療無效的新生兒呼吸衰竭的標準治療方法，平均存活率由早期的20%提高到目前的82%。ECMO治療兒童呼吸衰竭的效果也顯著提高，平均存活率由早期的10%提高到目前的39%～66%，與常規機械通氣相比有顯著差異。目前認為ECMO對兒童特別是新生兒有很好的療效，對成人呼吸衰竭的治療效果不斷提高，對感染和心衰的效果較差。Vats等分析表明ECMO治療中平均時間為9天，在ICU時間為19.5天，整個住院時間為23.5天，其費用為20萬美元。美國加州洛杉磯醫學院1例小兒進行ECMO 100天后成功出院，費用達100萬美元。

1996年英國學者對5個地區55家醫院的新生兒ECMO進行隨機研究表明，ECMO患兒的生存率在60%以上，而常規呼吸機治療的患兒生存率在40%以下。2009年Peek等對成人ECMO進行的前瞻性、多中心、隨機化研究表明，ECMO患者的200天生存率在50%以上。

目前在ELSO注冊開展ECMO的醫院有120家左右，每年開展ECMO約2000例，總例數大約為3.7萬人，具體見圖1-2和表1-1。

中國體外循環在蘇鴻熙教授的領導下，于1958年成功實施。它推動了中國體外循環和心臟直視手術的發展。1964年至1974年正值“文化大革命”時期，體外循環工作處于停滯狀態。以后的改革開放政策，又使中國體外循環進入了新的發展時期，但ECMO在中國還未真正開展。在1993年，由楊天宇等醫生首次發表了有關ECMO的文章，對1例心臟手術后急性呼吸衰竭的老年患者成功進行了3天救治，但細讀文獻，此患者的救治不是真正意義上的ECMO。此患者采用的開放式膜肺進行轉流；患者在ECMO期間全程采用全肝素抗凝，ACT>480秒，ECMO的主要過程在手術室進行。2003年非典型肺炎在全國暴發，大批患者發展為ARDS，常規治療無效。此類患者是ECMO的最佳適應證，但當時國內一無技術，二無設備，很多患者因得不到有效的治療而失去生命或遺留嚴重的并發癥。

2001年，廣東省中山市人民醫院李斌飛醫生成功地在臨床上開展ECMO，搶救了很多瀕臨死亡的極重癥急性呼吸衰竭和心力衰竭患者。但在中國開展ECMO數量只能用“零星”來形容，分析其原因有：①廣東省中山市人民醫院影響力不大；②當時中國經濟不發達，ECMO費用昂貴，為天文數字，讓人不能接受；③人員未能得到相應培訓，未能掌握相應技術。21世紀初，臺大的柯文哲教授多次來大陸傳授ECMO經驗和知識。一些大醫院，如北京阜外醫院、北京安貞醫院、上海胸科醫院等開展ECMO工作，對近年來ECMO在全國的推廣起到了非常重要的作用。統計資料顯示，這些ECMO的患者主要為心臟術后的循環輔助。2009年306醫院的1例患者ECMO呼吸支持長達174天，患者成功出院。這一ECMO輔助時間目前仍為世界的最長紀錄。

中國生物醫學工程學會體外循環分會和阜外醫院的專家對ECMO在全國的推廣發揮著積極作用。主要表現在：①通過ECMO學習班系統普及ECMO技術；②加入ELSO數據庫，通過數據的對比適時全面反映中國ECMO開展的情況；③積極開展國際交流，2003年首屆亞太ELSO會議在北京成功舉行。通過上述努力，中國ECMO取得了很大進步。從統計資料顯示，主要表現為如下特點：①開展ECMO的醫院和患者數量逐年增加（圖1-3）。2008年有43家醫院可開展ECMO，總例數為185例。②ECMO臨床效果顯著提高（表1-2）。③中國ECMO主要為循環支持，而國際ECMO主要為呼吸支持。中國ECMO主要人群為成人患者，而國際ECMO主要人群為新生兒患者。④開展醫院技術水平參差不齊，有些醫院成功率欠佳，極少數醫院效果顯著，如阜外醫院ECMO的循環支持的出院率為60%。此結果在目前屬于國際領先水平。⑤開展ECMO的地區不均衡。目前ECMO工作主要集中在沿海經濟發達地區。

ECMO是一項綜合系統的工作，反映國家和醫院的整體水平。開展ECMO工作必須具備一定的條件，除了患者要承擔昂貴的醫療費用以外，開展該項工作的單位還需擁有完備的醫療設施和由專業技術人員組成的團隊。我國嚴重呼吸功能不全的發病率及死亡率較高，但由于技術人員缺乏，對ECMO的認識不足或存在不同看法以及經濟條件的限制，我國開展ECMO的工作大大落后于國外。隨著我國醫療衛生條件的改善，經濟水平的提高，開展ECMO工作的條件日趨成熟，今后應加強這方面的研究和臨床實踐。