體外膜氧合（ECMO）是針對不同病因導致的極嚴重急性肺部疾病或者心臟疾病患者支持的最后一線搶救手段。這項技術一般是在常規治療方法失敗后，用來維持足夠的心輸出量以及氧合/二氧化碳清除。ECMO治療常伴隨相關并發癥如容量過負荷，嚴重影響臟器功能，甚至會導致治療相關死亡率增加。

無論在復蘇早期還是在ECMO治療開始時，通常需輸注大量液體，而復蘇早期容量過負荷的危害越來越受到學界重視。由于ECMO治療過程存在操作相關出血等，或為減少靜脈穿刺失誤率而大量輸注液體，或為達到目標流量通常需輸注大量液體。ECMO治療過程中，重癥患者通常會出現不同程度的腎功能損傷，進而加重容量過負荷情況，此類患者需持續腎臟替代治療的比率很高，部分文獻提到可能會達到50%左右。Schimdt等人的研究顯示，多種因素參與到ECMO治療患者的AKI致病過程當中，其中包括膿毒血癥、低心輸出量、腎毒性藥物使用和高胸腔、腹腔內壓等。心功能受損后，若不及時糾正上述原因，就可能導致腎前性AKI進展為腎性AKI和腎皮質壞死，從而導致腎功能不可逆惡化。ECMO啟動后24～48小時內，毛細血管滲漏加重而血容量相對不足而促發急性炎癥樣反應，而尿量進一步減少而導致肺水腫加重等表現，從而導致腎臟、肝臟、大腦和腸道等器官功能受損，部分患者還出現腹腔高壓，進一步加重腎臟損傷。

因此，ECMO治療過程中常伴隨循環容量過多，有必要對容量狀態進行嚴格管理。ECMO技術經驗逐漸豐富而形成流程化，部分中心已頗具規模，前期雖引入了較先進的監測手段，大量容量正平衡仍是ECMO患者治療過程中一項重要的合并情況。

曾有共識認為，早期及時糾正低容量狀態和大量容量復蘇有利于維持腎臟功能，避免急性腎損傷，然而近十年大量研究對大量容量復蘇提出了不少的質疑和挑戰，結論均指向大量容量液體輸注后會帶來嚴重的負面影響。無論采用何種設計方案，嚴格容量管理對于重癥患者預后影響具有積極意義，容量過負荷會對死亡率、氧合、呼吸機支持時間和ICU住院天數等均有不同程度的影響。

液體大量進入循環系統，會導致肺臟、心臟、腸道、皮膚、大腦和其他組織的水腫，嚴重的容量過負荷會導致呼吸衰竭、腹腔高壓綜合征或者顱腦水腫甚至腦疝。2014年Schidmt發表在 ICM一項前瞻性研究發現，ECMO患者的前3天正平衡與90天患者死亡率的升高呈正相關。部分研究顯示，對ECMO患者進行CRRT的安全性進行評估研究，發現無論是否行ECMO治療的患者，出現容量過負荷及AKI是重癥兒童和新生兒患者死亡的獨立危險因素。

納入了1400名患者的RENAL回顧性研究發現，液體負平衡與90天患者死亡率的下降明確相關。ProCESS、ARISE和PROMISE等更大型的多中心RCT研究結果明確大量容量復蘇患者出現腎臟、肝臟等功能不全的數量更多，存在一定程度統計學顯著差異。ECMO治療過程中進行嚴格容量控制由于其可及時調節，此研究越來越多。Vellinga等人也發現，一部分重癥患者即使并未經歷大量容量復蘇，仍出現中心靜脈壓力的升高，這往往與心臟功能功能下降有關，臨床會表現出右心功能障礙，同時伴隨肝臟、腦和腎臟等臟器水腫，嚴重時還會導致全心功能尤其是舒張功能障礙。Vellinga研究還發現，CVP持續維持在高位（>12mmHg）與微循環功能障礙明確相關，在維持心輸出量和灌注壓力無明顯差異情況下，實驗組患者微循環血流指數（MFI）和灌注微血管比率較對照組顯著低。因此，建議重癥患者應盡可能將CVP維持較低水平。

Kotani等人研究發現，V-A ECMO治療的患者由于左心功能嚴重障礙，而前、后負荷過高常伴隨左心房壓力過高，從而導致肺水腫加重和心內膜灌注不足，會延長心肺功能恢復的時間，延遲患者脫離ECMO和呼吸機，嚴重時還會導致臟器功能不可逆損害。

重癥患者的容量管理的核心內容是維持有效循環容量，而ECMO患者大部分存在容量過負荷問題。針對容量過負荷，可以根據容量過負荷的不同原因進行治療分類。

1.右心功能充分考慮容量狀態對右心的影響，（除了容量嚴重過負荷以外，單純右心功能障礙，可能繼發于諸如肺動脈高壓、慢性阻塞性肺疾病、急性肺栓塞、心包壓塞和先天性心臟病等），同時兼顧其他疾病的影響，單純右心功能不全在V-VECMO治療過程一段時間后也會出現，因此這時，單純靠容量調整解決不能從充分解決問題，這時可將V-V轉流至V-A模式，或者進行右心減壓，在右心收縮功能嚴重障礙時，單純右心減壓的效果理論上沒有模式轉流更明顯。

2.左心功能障礙的患者，大多數存在嚴重心輸出量不足，V-A ECMO支持時，要達到足夠氧輸送的障礙在于流速是否達標。嚴重左心衰竭時，左心射血量急劇減少，而當右心功能正常時，通常會出現急性肺水腫，甚至嚴重肺動脈高壓等情況。嚴重左心衰竭時射血影響較大，左心室容量過負荷時，當后負荷同時也較高時，心肌緊張度會進一步增加，心臟功能進一步惡化，甚至加重左心擴張和肺水腫，此時單純用腎臟替代方式不能緩解，對此類部分患者需行左心房減壓術。左心室減壓術，指的是在心外科術中心臟復跳早期利用外接引流管對左心進行減壓，對于迅速恢復左心心肌張力，增加心肌敏感性具有顯著效應。Katani等人2013年發表的研究發現，178名V-A ECMO支持兒科患者（平均年齡32個月）其中有23例在ECMO開始后12小時內通過左心房置管、手術人工房間隔缺損和房間隔球囊造口等方法進行左心房減壓術，相比對照組，實驗組患者的左心室功能可以得到較好程度的恢復，而且更快脫離ECMO。

3.單純容量過負荷藥物利尿在患者改善容量過負荷狀態舉足輕重。一部分研究也顯示，AKI患者容量過負荷使用利尿劑是的改善后，能明顯降低住院死亡率。在一些容量控制較為困難的患者，尤其是AKI患者，ECMO治療過程中利尿劑效果并不理想，這也被很多實驗證實，需要引入機械性容量清除的裝置和技術，如急診腎臟替代治療等。

容量管理治療要求ICU醫師對容量進行精確控制。這樣可以進行充分能量支持，減少利尿劑使用劑量，使得治療對臟器功能的影響最小化。一般情況下需根據目標液體凈平衡量確定每小時的脫水劑量，從而對容量進行精細調控，避免血流動力學過度波動。

容量管理的具體手段包括脫水的劑量和時間，需根據液體過負荷的相對程度、動脈脫水的目標速度和實際速度，以及腎臟基礎情況來決定。部分感染性休克患者充分容量復蘇后仍存在完整腎臟功能，而尿量通過利尿劑可以維持血管內容量相對穩定。而患者一旦存在心衰或者氮質血癥情況，而持續的藥物輔助可能不能達到目標脫水劑量以維持最適容量狀態，而患者脫水迫切程度極強，此時需使用較快的脫水速度。

Smith等人2009年發表在 ASIOS的研究，對48名心臟兒科患者進行了49例VA-ECMO治療過程中，71.7%的患者出現AKI，而58.7%需要行CRRT，在進行血制品輸注一定容量之外，根據濾器效率情況，目標的脫水速度通常制定在1～3ml/（kg·h）之間。而對于50kg成人重癥患者來說，若前期通過容量和壓力復蘇后，每天純脫水量可以控制在1200～3600ml之間是完全安全的。Schimdt等人研究還強調，早期尤其是前3天出現大量液體正平衡，會導致ECMO患者死亡率明顯升高。廣義上，容量管理從開始復蘇時就已經啟動了，而從具體操作層面上，重癥患者起病前三天是容量管理干預的最佳時機，如果患者需要輸注大量液體，則需在這個時間范圍內啟動床旁腎臟替代治療。

對于重癥患者，容量狀態的連續評估非常重要。需結合臨床表現、實驗室檢查以及血流動力學參數（靜態前負荷和容量反應性）來對重癥患者循環內有效容量狀態進行接近于最真實情況的評估，并作出臨床決策。確定治療方向和策略不能單純依靠某一項指標，因此需要充分將多個方面情況相互結合，動態調整臨床決策并指導治療。

在ECMO回路上加裝管內的持續血濾裝置，可以用作改善容量狀態的一項重要的有效手段。通常應盡量避免單獨置入額外中心靜脈通路進行持續腎臟替代治療。腎臟替代治療RRT包括了多種技術組成部分，其中包括不同的濾膜通透性、溶質清除方式（對流或稀釋或兩者都用）、治療和儀器使用的時間長度。在ICU當中，CRRT是最常用也是最方便的腎臟替代和容量控制的手段。周建新等人2014年在 Critical Care雜志上發表了薈萃分析中選取了173篇相關文獻研究，系統回顧了19項ECMO聯合應用CRRT進行容量管理的研究，發現對于改善容量狀態和糾正電解質異常方面，CRRT是一項安全并有效的手段，并提示通過此技術可改善重癥患者的預后。

最常用的RRT模式是CVVH即持續靜脈靜脈血液濾過治療。ECMO連接CRRT管路目前最常使用3種方式：獨立于ECMO回路通過新的靜脈通路進行RRT，將血濾過濾器裝入ECMO回路并使用靜脈注射泵控制超濾量，以及直接將CRRT管路加入到ECMO管路當中。3種常用連接方式方面，單獨靜脈通路的CRRT由于需要新建血管內置管，較強的抗凝治療容易導致穿刺部位滲血增多，而ECMO期間CRRT的流量會受到一定限制，導管的引流不暢也比較常見。大部分ECMO血液濾過治療采用后兩種方式。

15名ECMO兒童患者對比45個對照的臨床試驗當中，ECMO回路中增加CRRT管路后，減少ECMO使用時間和呼吸機依賴時間，明顯改善患者結局。Selewski等人的一項57名接受CRRT兒童ECMO患者的回顧性研究中，RRT開始時容量過負荷狀態、脫水治療和脫水治療的動力學改變與死亡率的關系有關，存活患者CRRT開始時和結束時平均液體正平衡量極顯著低于死亡患者。而混雜因子調整后，CRRT結束時容量過負荷狀態對于患者死亡率影響并不大，從而提示在疾病狀態早期容量狀態對預后存活的影響是具有高度預測性。Lin等人研究發現pRIFLE評分對于ECMO患者是否出現AKI的評估方面最有幫助，可準確預測住院患者病死率。

ECMO與CRRT聯合使用最常出現的并發癥是溶血。病理生理學機制可能是剪切力、正壓和細胞壁沖擊力以及非內皮性表面特性等共同作用導致紅細胞裂解。因此在進行CRRT過程中需嚴密監測游離血紅蛋白含量（FHb）。有兩項研究發現ECMO+CRRT患者比對照組的FHb含量更高，而FHb水平的升高與患者結局呈負相關，提示可能是由于過多游離血紅蛋白會加重腎臟器功能衰竭。

由于CVVH的血流速度偏低，濾器和管路中易形成血栓，導致濾器或管路的壽命下降。在氧合器前形成血栓，細小栓子會導致氧合膜效率下降甚至血栓形成堵塞氧合器；如果經過VV-ECMO的血流回到氧合器后端，會導致肺栓塞；而如果空氣經過VA-ECMO血流回到氧合器后端，會導致動脈空氣栓塞形成。不少研究發現使用枸櫞酸局部抗凝可以減少出血風險，且同時保存氧合器或者濾器甚至整體管路的使用壽命。

左心房減壓最常見的并發癥包括置管部位出血、手術部位出血等。機械并發癥包括血栓形成、管路進氣和管路問題、氧合器失效和BAS（球囊房間隔造口）術中右房穿孔、溶血等。心肺并發癥包括心律失常、ECMO時繼續使用強心藥物以及血壓升高需要舒張血管藥物。神經系統并發癥包括腦出血或腦死亡等。

總之，作為一項體外生命支持手段，ECMO的必要性和重要性在于為重癥患者提供一項暫時的心臟或呼吸功能支持，而這類患者常并發腎臟功能不全、肺水腫、腦組織腫脹甚至腹腔高壓等情況。重癥患者進行嚴格容量管理的必要性越來越被重視，根據容量過負荷的不同病理生理學機制，使用不同方式對ECMO支持的患者進行嚴格的容量控制，不僅在于提供一些附加的體外支持系統，而且在全面管理重癥患者，減少并發癥、降低死亡率并最終改善患者預后的目標方面，為重癥醫學開辟了新的途徑。

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