科普｜浅谈儿童体外膜氧合：为重症患儿撑起生命保护伞
纵相新闻
一名8、9岁的男孩子因为发热、呕吐、精神疲倦来医院就诊。下车瞬间，他竟无力地瘫倒在地，意识瞬间消散。保安发现了这个紧急情况，抱着孩子进入急诊抢救室。接诊医生迅速察觉到他已经没有了呼吸与脉搏，当即下令展开紧急抢救。医护人员轮番上阵，进行胸外心脏按压、人工通气，同时实施除颤治疗，并紧急推注强心药物。时间一分一秒地流逝，转眼间已逾十分钟，然而孩子的心跳依旧没有恢复，难道这朵稚嫩的生命之花即将凋零？
此时，抢救组医生果断对孩子启动了体外生命支持复苏，即对为心肺复苏的孩子装上体外膜肺（ECMO）进行救治。ECMO团队到达急诊后，仅30～40分钟左右，ECMO机器即开始工作，孩子生命的齿轮也重新转动。5天后，孩子的心脏功能恢复良好，撤离了ECMO。15天后，孩子顺利出院。究竟是什么样的救命神器挽救了孩子的生命？今天我们就来了解危重症救治皇冠上的明珠—体外膜肺氧合技术（ECMO），一种通过体外循环系统进行气体交换的医疗技术，主要用于治疗重症心脏和/或呼吸衰竭。
一、 什么是体外膜氧合？
体外膜氧合，也就是我们常说的叶克膜、ECMO、膜肺，是一种应用于危重症人群的救治技术。救治过程中，医生首先会在患者的大血管中插入一根插管，对于小年龄儿童，通常选择颈部；而对于大年龄儿童，则可能采用腿部。这根插管的作用是将血液引出体外，并导入ECMO的管路（即人工血管）中，使血液在其中循环流动。管路中接有一个转动的泵（人工心脏），泵的转动代替人心脏的搏动，推动血液在管路内按照一个方向流动。经过人工心脏的泵动，血液会流向一个名为氧合器的装置（即人工肺），该装置内部布满了中空纤维。正常呼吸时，人们吸气将氧气吸入肺内，呼气则将二氧化碳排出。而人工肺则通过外接的氧气装置，将氧气送入其内部的中空纤维中，这些氧气随后会弥散到纤维外流动的静脉血中，同时，静脉血中的二氧化碳也会被排出。最后这些满载氧气的血液再通过管路回到患者体内。如果含氧气的血回到大的动脉中，ECMO就同时能替代心脏和肺的功能，我们称之为静脉－动脉ECMO；如果血液回到大的静脉中，ECMO仅替代肺脏的功能，我们称之为静脉－静脉ECMO。
二、 哪些患儿需要ECMO支持
我们的肺负责将氧气带入血液，而心脏则负责将含氧动脉血搏出并输送到全身各个脏器。在肺部疾病严重时，肺无法有效地进行气体交换，导致氧气无法被带入血液，二氧化碳无法被呼出。同样，当心脏疾病严重时，心脏无法泵出足够的血液以维持全身的血液循环。在这些情况下，包括心、肺在内的器官都会发生缺血缺氧，导致器官功能衰竭，从而危及生命。所以，理论上来说，当心脏和/或肺部出现任何严重问题，导致其无法正常工作时，ECMO就可以作为支持的手段。
正如前文提到的那个8、9岁的男孩子，他存在的疾病称之为暴发性心肌炎，是儿童常见的因为急性心脏问题需要ECMO支持的疾病。这通常是由于病毒感染导致心脏功能受损，使其无法像正常情况下那样有力地收缩，有时甚至会出现突然停止跳动的现象，从而无法有效泵出血液。所以，我们将ECMO替患儿装上后，就可以替代心脏搏血功能，他的心脏可以得到很好的休息，同时接受相应的药物治疗。5天后，这个孩子的心脏炎症基本消除，收缩功能也逐步恢复，ECMO就能撤离了。
公众最初对ECMO的知晓可能来自前几年的新冠大流行。新冠病毒导致的肺部炎症，会使其呈现为“大白肺”的状态。那是因为我们的肺在充气时，在X线下呈现为几乎黑色。而在严重炎症状态下，肺部无法充气，所以呈现为白色。肺部无法充气意味着氧气无法进入肺部，并进入血液。此时ECMO就有着充分的用武之地，可以替代肺的功能，让肺休息，减轻其工作。当药物治疗开始显现效果，肺部炎症逐渐消退，患者能够自主呼吸摄取氧气时，ECMO设备即可被撤除。
可见，ECMO是一种向疾病“买时间”的治疗，也就是ECMO一般不能对疾病进行根治，是短时间替代心脏和/或肺功能，帮助患者度过最危险的时期，为原发疾病争取治疗时间，前提是原发病具有治疗和恢复的可能。在他们心肺无法正常工作的时候，将满载氧气的动脉血供应给身体其他器官，保障它们的相应功能，如大脑、肾脏等。
当然，也有一些慢性疾病的孩子，也可能会进行ECMO支持，包括那些先天或后天因素导致心脏和/或肺脏慢慢失去功能，需要面临器官移植的孩子。例如百草枯中毒的孩子，肺脏功能势必会进行性衰竭，无法继续工作。在等待肺移植的过程中，如果呼吸机满足不了氧气供氧的需求，就需要前文提到的静脉－静脉ECMO对肺功能进行替代。对于那些患有先天性心脏疾病的孩子，如果无法通过外科手术进行根治，且心脏功能衰弱到无法满足全身器官的血液供应需求，他们同样需要在ECMO的支持下等待心脏移植。
三、 ECMO支持期间可能碰到的问题
正常情况下，血管破损血液离开血管或接触到非自身血管表面（如血液接触ECMO管路）等，体内都会启动凝血机制，及时形成血栓，阻止进一步出血及将自身血液和外来物间隔开。ECMO在治疗时，需要将血管插管置入人体大血管中，引出血液和回流血液，这一操作不可避免地会对血管造成一定损伤，并让患者的血液与大面积的外来物质接触，进而触发机体的凝血反应。一旦血液在ECMO管路中发生凝固，ECMO将无法继续有效工作，这将直接威胁到患者的生命安全。所以，在ECMO运行时，通常医生会给患者应用抗凝药物，以此保障ECMO管路中的血液不凝固，能够顺畅流动。然而，抗凝药物在治疗过程中犹如一把“双刃剑”，用量过多可能导致出血，用量不足则可能诱发血栓的形成。虽然现在已经有较多的监测手段，去控制出血和血栓的发生。但是相比较成人，儿童的凝血功能发育不完善，监控出血/凝血和调整抗凝药物会更为复杂和艰巨，尤其是存在严重心肺功能衰竭的孩子。ECMO支持的孩子也可能还面临着一定的感染、神经系统损伤等并发症的风险。
此外，进行ECMO治疗的患儿一般均收住于重症监护病房，除ECMO以外可能还同时接受其他治疗和操作。因此，常需实施镇痛镇静治疗，以最大程度减轻他们的痛苦，并帮助他们忘却这些不幸的记忆。在监护病房，孩子们突然远离父母陪伴，还要忍受疾病困扰，所以医生和护士都会对这些疾病的孩子给予相当的人文关怀，让孩子心理得到关爱。
总而言之，ECMO作为一种用于严重心肺功能衰竭患者的生命支持技术，其抢救成功率与患者的基础情况、病情严重程度和治疗时机密切相关。对于急性心肺功能衰竭的患儿，ECMO能提供关键的生命支持，为他们带来生存的希望。在中国，ECMO中心数量及开展例数持续增长，同时技术的不断进步和管理规范化，应用场景多维度的拓展，使得ECMO的发展和应用将有望挽救更多危重儿童。作为家长，了解患儿疾病，信任医生护士，和孩子一起组成一个团队共同抵抗疾病，在ECMO的加持下共同创造生命奇迹。
作者：程晔 复旦大学附属儿科医院重症医学科
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