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ECMO总论及插管技术李颖2012.1.31ECMO的概念体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）是以体外循环系统为基本设备，采用体外循环技术进行操作和管理的一种辅助治疗手段。是将静脉血从体内引流到体外，经膜式氧合器氧合后再用驱动泵将血液灌入体内。临床上主要用于呼吸功能不全和心脏功能不全的支持。ECMO的发展n n20世纪30年代，Gibbon发明了体外循环机。n n20世纪50年代，体外循环应用于临床，开创了心外科。n n1956年，第一个膜式氧合器诞生并在临床上应用。n n1971年，Hill用Bramson膜肺对救治一位24岁多脏器损伤合并ARDS患者，历时75小时，并取得了成功。ECMO的发展n n1972年，Bartlett用ECMO救治一2岁心脏术后严重心力衰竭的患儿，36小时成功脱机。n n1986年，建立ECMO的资料登记系统。n n2008年，在ECLS注册的开展ECMO的医院120家左右，每年开展ECMO约2000例。ECMO的原理ECMO治疗的特点n n有效的改善低氧血症，排除二氧化碳n n长期的支持性灌注为心肺功能恢复赢得时间n n避免长期高氧吸入所致的氧中毒n n避免机械通气所致的气道损伤n n有效的循环支持n n治疗期间可用CRRT对机体内环境进行调节ECMO的插管n n插管的概述n n支持类型的选择n n动静脉插管的选择n n插管方式的选择n n插管技术n n插管中常见的问题一、ECMO插管概述n n建立并维持良好的血流进出体内通路是ECMO支持的关键n n正确、合理的插管方式以及良好的插管技术是血流出入通畅的保证n nECMO插管根据支持类型、年龄、体重及具体临床情况不同，插管技术和方式也各异二、ECMO支持类型按照ECMO支持的方式和目的，可分为两种：静脉动脉ECMO（VA ECMO）静脉静脉ECMO（VV ECMO）V-A方式ECMO V VA ECMOA ECMO：静脉血经静脉引流管引出体外，氧合：静脉血经静脉引流管引出体外，氧合后经动脉插管注入体内，可维持较高的后经动脉插管注入体内，可维持较高的PaO2PaO2，为患者提供，为患者提供足够的氧供和有效的循环支持，常用的插管方式有三种：足够的氧供和有效的循环支持，常用的插管方式有三种：股动-静脉插管 颈内静脉-颈总动脉插管 中心插管，即右心房-升主动脉插管V-A方式ECMO 1 1股静脉股动脉股静脉股动脉ECMOECMO：将静脉插管从股静脉置入，插管向上延伸至右房，引出的静脉血在氧合器中氧合，经泵驱动从股动脉注入体内。可将80%回心血引流至氧合器，降低肺动脉压和心脏前负荷。该方法在临床较为常用，但也存在上半身冠状动脉和脑组织灌注不充分的缺点，另外肺循环血流骤然减少，使肺的血液淤滞，增加了肺部炎症和血栓形成的危险性。目前认为在ECMO治疗中维持一定的肺血流和肺动脉压力，有利于肺功能和结构的恢复。V-A方式ECMO2 2颈内静脉颈动脉转流：颈内静脉颈动脉转流：是目前婴幼儿是目前婴幼儿ECMOECMO最常用的方法。由于右颈最常用的方法。由于右颈部血管对插管有很强的耐受力，一般通过颈内静部血管对插管有很强的耐受力，一般通过颈内静脉插管，经右房将血液引流至氧合器，氧合血通脉插管，经右房将血液引流至氧合器，氧合血通过颈动脉插管至主动脉弓输入体内。过颈动脉插管至主动脉弓输入体内。优点优点是可降低肺动脉压力，依赖人工呼吸的是可降低肺动脉压力，依赖人工呼吸的成分少，适用于严重的呼吸衰竭者。不足之处为成分少，适用于严重的呼吸衰竭者。不足之处为非搏动灌注成分较多，血流动力学不易保持稳定，非搏动灌注成分较多，血流动力学不易保持稳定，插管拔管操作复杂。插管拔管操作复杂。V-A方式ECMO3 3中心插管：中心插管：右房插管将静脉血引流至氧合器，经颈动脉或右房插管将静脉血引流至氧合器，经颈动脉或腋动脉将动脉血泵入主动脉弓。腋动脉将动脉血泵入主动脉弓。适用于不能脱离体外循环机，术中插管较为方适用于不能脱离体外循环机，术中插管较为方便，并且预计支持时间较短。便，并且预计支持时间较短。V-V方式ECMO V V V VV ECMOV ECMOV ECMOV ECMO：静脉血引出体外，氧合后再：静脉血引出体外，氧合后再：静脉血引出体外，氧合后再：静脉血引出体外，氧合后再还回到静脉系统，两个静脉通路可以分别作为引还回到静脉系统，两个静脉通路可以分别作为引还回到静脉系统，两个静脉通路可以分别作为引还回到静脉系统，两个静脉通路可以分别作为引流管或灌注管。流管或灌注管。流管或灌注管。流管或灌注管。可代替肺功能为低氧的血液提可代替肺功能为低氧的血液提可代替肺功能为低氧的血液提可代替肺功能为低氧的血液提供氧合，同时把呼吸机参数设置为可接受的最低供氧合，同时把呼吸机参数设置为可接受的最低供氧合，同时把呼吸机参数设置为可接受的最低供氧合，同时把呼吸机参数设置为可接受的最低范围，以最大限度的减少呼吸机所致肺损伤。常范围，以最大限度的减少呼吸机所致肺损伤。常范围，以最大限度的减少呼吸机所致肺损伤。常范围，以最大限度的减少呼吸机所致肺损伤。常用的插管方式有两种：用的插管方式有两种：用的插管方式有两种：用的插管方式有两种：通过两根插管，股静脉通过两根插管，股静脉-右颈内静脉插管右颈内静脉插管 通过一根双腔管由右颈内静脉插入右心房实现，通过一根双腔管由右颈内静脉插入右心房实现，双腔血流一进一出。双腔血流一进一出。V-V方式ECMOV-V ECMOV-V ECMO的优点：的优点：1 1、不需动脉插管，减少了潜在动脉栓塞以及动脉、不需动脉插管，减少了潜在动脉栓塞以及动脉供血远端区域缺血。供血远端区域缺血。2 2、没有动脉插管，不需要结扎或者修补动脉，拔、没有动脉插管，不需要结扎或者修补动脉，拔管后保存了供血区域的血流。管后保存了供血区域的血流。3 3、提高肺循环血液的氧分压，且不影响血流动力、提高肺循环血液的氧分压，且不影响血流动力学，避免了学，避免了ECMOECMO支持期间长期平流血液灌注。支持期间长期平流血液灌注。颈内静脉颈内静脉-股静脉（股静脉（VV ECMO）右颈内静脉双腔管（右颈内静脉双腔管（V-V double lumen ECMOV-V double lumen ECMO）三、ECMO插管的选择（一）插管灌注阻力的影响因素（二）静脉插管选择（三）动脉脉插管选择（四）双腔插管（一）灌注阻力的影响因素n n灌注阻力=Viscosity x LengthDiameterDiameter4 4n n插管的直径比插管的长度更为重要n n公式的直径指的是插管的内径，而非外径插管的商品型号是指插管的商品型号是指外径外径外径外径 (Fr size=(Fr size=circumference in mm)circumference in mm)选择插管时必须考虑插管壁的厚度选择插管时必须考虑插管壁的厚度（二）静脉插管选择1、影响静脉插管流量的因素以及选择插管的原则：、影响静脉插管流量的因素以及选择插管的原则：在ECMO系统中，在容量足够的情况下，流量取决于插管的阻力。插管的阻力与插管的长度成正比与插管半径的四次方成反比。选择静脉引流管的原则是：选择静脉引流管的原则是：内径尽量的大，插管长度尽量短内径尽量的大，插管长度尽量短 插管大小是根据其的外径划分的，相同尺寸的插管尽量选择管壁薄而坚固为佳，带有钢丝缠绕设计的插管弹性好，不容易发生折曲。（二）静脉插管选择2 2、静脉插管的形状：、静脉插管的形状：静脉插管一般都具有端孔、侧孔，当其中的一个孔堵塞时，另一个孔还可以继续引流，这种设计主要基于静脉插管是靠重力以及虹吸引流静脉血，血流方向是进入插管，容易造成贴壁而考虑的。（二）静脉插管选择3.3.“M M值值”：文献中提及的“M值”是衡量插管性能的一种方法。具体解释为插管流量-阻力特性描述方法，根据“M值”可以大体估计出在特定压力下的流量。标准“M M值值”以及流量值是在重力落差为以及流量值是在重力落差为100cm100cm情情况下测定的况下测定的。Characteristics of Biomedicus Cannulae（股静脉）CannulaCannulaLengthLengthM-numberM-number Flow(L/min)Flow(L/min)SizeSize(cm)(cm)100 cmH100 cmH2 2OO17F17F25253.053.052.42.419F19F25252.82.83.83.821F21F25252.62.65.05.023F23F25252.42.46.56.5Venous cannula（三）动脉插管选择 动脉插管内的血流方向由驱动泵驱动流出，不容易贴壁。设计插管时，为了降低插管的阻力，提高流量，通常需要增加插管的弹性以及降低插管壁的厚度，但这样以来插管却变的容易折曲。插管的阻力与插管的长度成正比与插管半径的四次方成反比，所以应根据患者流量的需求决定动脉插管的型号。Cannulae sizes for Cannulae sizes for V V-A A ECMO ECMO These are Guidelines-Individual Patient Variables must be These are Guidelines-Individual Patient Variables must be consideredconsideredWeight70KgTubing 1/41/41/43/81/21/21/2Raceway1/41/41/4-3/81/4-3/81/21/21/2Oxygenator0.4m20.8m21.5m22.5m23.5m24.5m24.5m2Cannula(Fr)A8-10V8-10A8-14V10-16 A16-20 V12-17A:17-21V:17-19A:17-21V:19-21A:19-21V:21-23A:21V:23Cannulae sizes for v-v ECMO These are Guidelines-Individual Patient Variables must be consideredThese are Guidelines-Individual Patient Variables must be consideredWeight2-5Kg10-20Kg20-30Kg30-50Kg50KgTubing 1/43/83/81/21/2Raceway1/43/8-1/21/21/21/2Oxygenator0.8-1.5m22.5-3.5m23.5m-4.524.5m24.5m2x2Cannula(Fr)A:12-15A:12-15A:16-19V:14-19A:17-21V:17-21A:19-21V:19-23A:21V:21-23（四）双腔插管选择 儿童的V-V方式ECMO经常使用薄壁双腔插管，这种类型插管具有两个独立的腔，分别起到引流、灌注功能，由于插管直径有限，所以该种插管在婴幼儿方面受到一定限制。另外这种薄壁双腔插管在临床使用过程中证明容易发生折曲。但随着材料技术的改进，以上缺点正逐步得以克服，双腔插管以其创伤小操作简便，将会在临床得到广泛应用，目前成人也开始使用这种插管。Avalon EliteAvalon Elite Bi-Caval Dual Lumen Bi-Caval Dual Lumen（改进技术，减少再循环）（改进技术，减少再循环）四、ECMO插管方式选择（一）婴幼儿插管方式的选择（二）儿童插管方式的选择（三）成人插管方式的选择（一）婴幼儿插管方式的选择 婴幼儿的血管细小，所以插管尤其困难。婴幼儿的血管细小，所以插管尤其困难。插管插管的方式依据所选用的方式依据所选用ECMOECMO的方式、体重以及具体的临的方式、体重以及具体的临床情况不同而不同。床情况不同而不同。婴幼儿婴幼儿ECMOECMO支持方式的选择支持方式的选择（1 1）如果心、肺功能均需要支持，推荐采用）如果心、肺功能均需要支持，推荐采用V-AV-A方式。方式。（2 2）非常小的婴幼儿，即使仅需呼吸支持，但插管困）非常小的婴幼儿，即使仅需呼吸支持，但插管困难时，也可以采用难时，也可以采用V-A V-A 方式方式ECMOECMO。（一）婴幼儿插管方式的选择2 2、插管方式的选择、插管方式的选择（1 1）V-AV-A方式方式ECMOECMO的插管的插管 1 1）右颈内静脉）右颈内静脉-颈总动脉。婴幼儿的脑组织占体重颈总动脉。婴幼儿的脑组织占体重比例较大，所以供应头部的血管相对较粗大，插比例较大，所以供应头部的血管相对较粗大，插管也相对比较容易。管也相对比较容易。2 2）有时候也采用中心插管有时候也采用中心插管，这种方式的插管在流量，这种方式的插管在流量较低的情况下容易导致左心室射血阻力增加，因较低的情况下容易导致左心室射血阻力增加，因为婴幼儿的升主动脉较细。为婴幼儿的升主动脉较细。（一）婴幼儿插管方式的选择（2 2）V-VV-V方式方式ECMOECMO的插管方式的插管方式 通常采用双腔静脉插管，通常采用双腔静脉插管，经经经经由右颈内静脉插入右由右颈内静脉插入右心房。这种插管取决于右颈内静脉的粗细，如右颈心房。这种插管取决于右颈内静脉的粗细，如右颈内静脉过细，将会给插管带来困难。内静脉过细，将会给插管带来困难。颈内颈内-股静脉插管股静脉插管 可克服因颈内静脉过细而不能可克服因颈内静脉过细而不能进行双腔插管。可将颈内静脉作为灌注管，股静脉进行双腔插管。可将颈内静脉作为灌注管，股静脉作为引流管，虽然不利于引流，但可以减少再循环作为引流管，虽然不利于引流，但可以减少再循环血量，能够较好的提高血氧饱和度。血量，能够较好的提高血氧饱和度。（二）儿童插管方式的选择1 1、支持方式的选择、支持方式的选择 大于大于1010公斤的儿童与成人类似，他们的血管较公斤的儿童与成人类似，他们的血管较粗，插管的方式有较多选择。粗，插管的方式有较多选择。（1 1）V-V ECMOV-V ECMO多数用于呼吸功能不全的支持。多数用于呼吸功能不全的支持。（2 2）V-A ECMOV-A ECMO多用于心肺功能不全的支持，包括多用于心肺功能不全的支持，包括心脏术后脱离体外循环困难。心脏术后脱离体外循环困难。（二）儿童插管方式的选择2 2、插管方式的选择、插管方式的选择（1 1）股动）股动-静脉插管，简单易行效果好。静脉插管，简单易行效果好。（2 2）颈部插管）颈部插管 体重较小的儿童或呼吸功能不全。体重较小的儿童或呼吸功能不全。（3 3）中心插管）中心插管 不能脱离体外循环机，术中插管不能脱离体外循环机，术中插管 较为方便，并且预计支持时间较短。较为方便，并且预计支持时间较短。（三）成人插管方式的选择1 1、支持方式的选择：、支持方式的选择：与儿童相同与儿童相同2 2、插管方式的选择、插管方式的选择（1 1）股动）股动-静脉插管：静脉插管：股动、静脉插管能够提供良好的远端灌注，但是对主动脉弓各分支以及降主动脉近段灌注差。在合并肺功能不全的情况下，心脏射血含氧量低，将会导致上半身缺氧。解决方法:增加一个静脉灌注插管，将动脉血通过股静脉或者颈内静脉灌注到体内，这样就增加了右心室血的含氧量，有点像V-V方式ECMO，但是能够提供肺功能的支持。这种方式插管可能增加右心室负荷。增加一个右腋动脉或颈动脉插管，改善脑以及上半身的氧合血供应。（三）成人插管方式的选择（2 2）颈内静脉）颈内静脉-颈总动脉插管：颈总动脉插管：这种插管尤其适用于心脏功能不全同时合并肺功能这种插管尤其适用于心脏功能不全同时合并肺功能不全的情况，其能对主动脉弓各分支以及远端提供良不全的情况，其能对主动脉弓各分支以及远端提供良好的灌注，不足之处是提高了主动脉内的压力，增加好的灌注，不足之处是提高了主动脉内的压力，增加了心脏的后负荷。了心脏的后负荷。（3 3）中心插管：）中心插管：中心插管适用于接受体外循环手术不能脱离体外中心插管适用于接受体外循环手术不能脱离体外循环机的病人，并且预计辅助时间较短，开胸心肺复循环机的病人，并且预计辅助时间较短，开胸心肺复苏等等苏等等。五、ECMO插管技术（一）切开插管技术（二）半切开插管技术（三）经皮穿刺插管（四）左心房插管（一）切开插管技术 切开技术适用于各种插管方式。以颈内静脉、切开技术适用于各种插管方式。以颈内静脉、颈总动脉为例说明切开技术。颈总动脉为例说明切开技术。1 1、暴露游离血管、暴露游离血管（1）体位：）体位：病人取仰卧位，头偏向左侧。（2）切口：）切口：在颈部锁骨上方一横指处，右胸锁乳突肌下部做大约2-3厘米长度横切口。（一）切开插管技术1 1、暴露游离血管、暴露游离血管（3）暴露颈动脉鞘：）暴露颈动脉鞘：（4）分离血管：）分离血管：（一）切开插管技术2 2、插管、插管（1）放置插管（2）固定插管 （3）连接管道 （二）半切开技术插管（1）切口以及暴露静脉）切口以及暴露静脉:在锁骨上方大约2厘米处，胸锁乳突肌两头之间的颈部做一个长约1.5-2厘米的横向切口，分离暴露颈内静脉，观察静脉直径，选择合适口径静脉插管。（二）半切开技术插管（2）放置导丝）放置导丝 使用套管针在切口上方两厘米处穿刺皮肤，套管针可以在穿刺进入皮肤后，颈部切口上方进入颈内静脉，也可以进入切口视野，在切口处直视进入颈内静脉。退出针头，通过套管插入导丝，直至右心房，退出套管。通过导丝置入导芯，直至右心房。皮肤的出口使用锐器轻轻扩大，为下一步放置插管做准备。（二）半切开技术插管（3）置管）置管 注射肝素后，将插管通过导芯直视下插入静脉，插管动脉口须朝向三尖瓣，使进入体内的动脉血大部分进入三尖瓣，减少再循环。从插管进入皮肤处到插管尖端大约是6-9厘米。（4）缝合切口固定插管（三）经皮穿刺插管 动脉、静脉置管都可以采取穿刺方式，但是不易掌握，尤其是病人情况危重情况下，不论是此时的病人血管状况还是病情都不适合穿刺置管。动脉穿刺置管可以减少插管远端肢体缺血，拔管后容易导致动脉狭窄或者假性动脉瘤。但随着插管技术和插管质量的不断改进，经皮穿刺插管临床应用正在增加。（四）左心房插管 不管任何年龄段的病人，在左心功能非常差的情况下，由于左心室不能有效的将左心内血液射出，导致左心室涨满不利于心功能恢复，需要安置左心房引流管，将血液引流至静脉端，然后通过泵泵入体内。六、ECMO拔管技术 经过一段时间的辅助，综合评价病人可以脱离ECMO时，需要拔除插管，具体分几种情况：六、ECMO拔管技术（一）切开技术插管 1、静脉的处理 新生儿颈内静脉拔管后可以结扎，一般情新生儿颈内静脉拔管后可以结扎，一般情况下病人能够耐受，但是容易造成一些脑部并发症。况下病人能够耐受，但是容易造成一些脑部并发症。静脉上缝置荷包线，这样拔管后可以结扎荷包线止静脉上缝置荷包线，这样拔管后可以结扎荷包线止血，最多静脉会有狭窄，而不至于堵塞，有条件的血，最多静脉会有狭窄，而不至于堵塞，有条件的也可以修补静脉，需要有牛心包或者自体心包。股也可以修补静脉，需要有牛心包或者自体心包。股静脉不能结扎，拔管后必须恢复股静脉通畅。静脉不能结扎，拔管后必须恢复股静脉通畅。ECMO拔管技术2 2、动脉的处理、动脉的处理 颈总动脉拔管需要对病人进行肝素化，阻断颈总动脉拔管需要对病人进行肝素化，阻断插管部位血管。婴幼儿可安全结扎颈动脉远端，儿插管部位血管。婴幼儿可安全结扎颈动脉远端，儿童和成人可以用滑线缝合血管壁切口，或者用生物童和成人可以用滑线缝合血管壁切口，或者用生物材料修补血管壁，股动脉的处理同颈总动脉。材料修补血管壁，股动脉的处理同颈总动脉。（二）半切开技术插管（二）半切开技术插管 不需要做血管结扎不需要做血管结扎（三）拔除插管后需要压迫止血（三）拔除插管后需要压迫止血七、ECMO插管常见问题 ECMO插管经常会遇到一些问题。充分的术前准备、对插管医生进行培训，大多数问题都能够避免或者减少，进而减少ECMO支持期间插管相关不良事件的发生。（一）静脉系统或引流管常见的问题（二）动脉系统常见的问题（一）静脉系统或引流管常见的问题1、静脉插管困难1）在新生儿或者儿童，因为静脉过细，插管相对较粗；病人容量不足；切口较小，静脉游离不充分等情况都会导致静脉插管困难。2）有时候患者的头过伸或者扭曲过度，致使锁骨或者第一肋骨阻碍静脉插管的进入，也会造成颈内静脉插管困难。3）气胸、膈疝以及胸腔积液也可以导致纵膈严重移位，致使插管困难4）成人的股静脉插管困难比较少见，注意正确使用导丝、导芯，多数能够顺利插入。（一）静脉系统或引流管常见的问题2、静脉破裂 新生儿插管时，由于血管较细小，插管困难，容易导致静脉破裂，使插管更为困难。这种情况下要想安全快速插管，最重要的是使用阻断钳控制血管。使用导丝引导置管，缝置牵引线，静脉套带等等，都有助于插管。拔管时结扎荷包线止血，如果静脉破裂不能进行插管，可改为中心插管。（一）静脉系统或引流管常见的问题3、静脉引流不畅1）颈静脉引流不畅导致灌注流量不够，不能提供满意的支持。常见原因：管路扭曲，插管位置不当，容量不足。排除方法：检查管路是否通畅，胸部X线检查确定插管位置是否合适，必要时调整插管位置，补足容量。2）成人股静脉引流不畅，可造成插管下肢坏死，通常下肢肿胀较重，多在短期发生。解决办法：选择合适口径静脉插管，静脉插管过粗常导致静脉引流不畅；缝置荷包进行静脉插管，不阻断插管远端静脉。（一）静脉系统或引流管常见的问题3、静脉引流不畅3）严密监测：辅助初期每一小时测量插管下肢固定位置的周径，并做记录；严密观察插管下肢温度、颜色、以及甲床血运。或者行插管下肢插管远端超声检查，密切关注插管远端血供。4）小儿颈静脉插管远端引流不好的不良影响：可导致颅内压增高，神经系统并发症发生率增加。解决办法：选择合适口径静脉，通过X片调整静脉插管位置。（二）动脉系统常见的问题 1、股动脉插管情况下肢体远端易发生缺血。虽然存在髋关节动脉网作为插管远端下肢的侧枝循环，但是由于机体在常温状态辅助时间长难以代偿，一些患者可出现插管侧的下肢缺血。2、由股动脉插管分出动脉管，对插管远端肢体进行灌注。给肢体远端进行供血的动脉分支不必太粗，通常使16Fr动脉穿刺针就可保证插管远端血供。3、足背动脉穿刺测压可了解插管下肢远端血供情况，如果低于50mmHg应该设法增加血供。通过超声多普勒也可了解下肢血流。八、ECMO插管并发症n n 插管处血栓形成n n 下肢缺血n n 插管崩脱插管处血栓形成插管处血栓形成插管处血栓形成插管处血栓形成肢肢 体体 缺缺 血血肢肢 体体 缺缺 血血插插 管管 崩崩 脱脱Thanks