引言
自 2019 年底，我国湖北省武汉市陆续出现多例新型冠状病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）病例 [1]，此后疫情逐渐扩散至全国。目前 , 国内已有 80 000 余例 COVID-19 确诊患者，其中近 15% 为重症及危重症患者。有效挽救重症患者生命，是打赢这场防疫战至关重要的一环。然而，来自不同领域的医学专家均表示，目前 COVID-19 重症及危重症患者的治疗效果不理想。与 2003 年的严重急性呼吸综合征（severe acute respiratory syndrome，SARS）相比，COVID-19 病情进展更快，低氧血症更显著。同时，低氧血症、炎性反应、应激等因素导致的心脏损伤也可能是导致重症患者治疗效果不佳的重要因素。近期发表于 Lancet 的一项研究对 41 例 COVID-19 患者的临床特征进行分析，显示 12% 左右的 COVID-19 患者存在心肌损伤 [1]，而美国心脏病学会（American College of Cardiology，ACC）2020 年 2 月 13 日发布的临床公告概述了新型冠状病毒感染对心脏的影响，指出约 40% 的 COVID-19 患者合并心脑血管疾病 [2]。同时，COVID-19 患者如合并心血管疾病其危重症比例及死亡率均会明显增高，因此对该类患者应更加重视，及早进行干预。
中华人民共和国国家卫生健康委员会和国家中医药管理局印发的《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第七版）》[3] 建议，对于常规治疗无效的危重型患者可采用体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）作为高级生命支持的有效措施。然而，部分危重患者使用 ECMO 后效果不佳，导致一线医护人员对ECMO 使用的适应证及模式选择存在疑惑。此外，尚存在 ECMO设备相对匮乏、对资源及人员要求高、操作中医护人员感染风险大等情况。因此，有必要在特殊防疫背景下，对危重 COVID-19 患者ECMO 的使用进行规范化管理，提高危重 COVID-19 患者的治疗成功率。本专家共识结合目前疫情防控的实际情况，提出 ECMO的工作原理、模式选择、防护管理、时机选择、适应证与禁忌证、操作流程、操作注意事项、并发症预防及并发症处理等方面的建议。本专家共识主要针对年龄＞ 18 岁的成年患者，共识将根据疫情变化及时完善更新。
总体原则
1.ECMO 是相对复杂、高危的临床操作，必须由经验丰富的 ECMO 救治团队实施。
2.ECMO 的使用必须严格把握适应证与禁忌证，避免造成不必要的医疗资源浪费。
3. 医务人员不应过度夸大 ECMO 的疗效，避免 ECMO 相关并发症导致疾病进展。
ECMO 工作原理
ECMO 主要由血管插管、循环管路、血流泵、氧合装置及加温器组成。根据患者的需求，可以进行仅替代肺功能的静脉-静脉模式（vein-vein extracorporeal membrane oxygenation，VV-ECMO）或完全的心肺功能替代的静脉-动脉模式（vein-artery extracorporeal membrane oxygenation，VA-ECMO）。
1.VV-ECMO 原理：将腔静脉的血液引流到体外完成氧合以及去除二氧化碳后以同等容量再次回输到腔静脉，在右心房体外氧合血与体内静脉血混合，混合静脉血经右心室排入肺循环，在肺内再次氧合，依赖自身左心室的泵功能将混合动脉血进入体循环。VV-ECMO 相当于人工膜肺与患者肺串联，对血流动力学影响较小，左心前后负荷和血压变化不大。尽管不能提供循环支持，但由于其运行中所需正压通气支持压力的降低及心肌氧供的增加，且可间接改善右心功能，降低右心负荷，患者的心功能往往能在一定程度上得以改善 [4]。
2.VA-ECMO 原理：通过腔静脉置管，人工泵将右心房静脉血部分引流至体外经膜肺完成氧合，再经颈动脉或股动脉导管回到体内，自身氧合的血与体外氧合的血在主动脉内混合，相当于人工膜肺与患者自身肺循环并联，这种方式与传统的体外循环相同。运行过程中的动脉血氧饱和度（arterial blood oxygen saturation，SaO2）受到ECMO 和患者自身心脏功能的共同影响：当左心室不具有射血功能时，患者 SaO2 完全由 ECMO回血端血氧饱和度决定；当左心室具有一定射血功能时，SaO2 由来自 ECMO 和左心室的混合血流的血氧含量共同决定 [4]。
ECMO 的模式选择
COVID-19 患者以呼吸衰竭为主，当出现血流动力学不稳定时应判断其原因后决定 ECMO 的模式。
1.VV-ECMO：COVID-19 患者初期心功能大多正常，VV-ECMO 为呼吸支持首选模式。对于优化机械通气治疗仍不能维持满意的通气和（或）氧合的重症肺炎患者，早期使用 ECMO 可以在避免高氧和呼吸机相关肺损伤的基础上，尽快改善顽固性低氧，恢复内环境稳定，有利于容量调控，并可通过显著提高氧气供给而在一定程度上改善循环功能。通常使用股静脉和颈内静脉血管通路，股静脉作为引流通路，颈内静脉作为灌注通路。由于 VV-ECMO 仅仅提供了气体交换，没有提供直接的血流动力学支持，患者机体的灌注仍然依靠患者自身心脏的泵功能。因此，在 VV-ECMO时应严密监测右心功能，当患者出现右心衰竭且经过保守治疗无效时，可改为 VA-ECMO。
2.VA-ECMO：由于 VA-ECMO 可以提供循环和呼吸双重支持，是各种急性双心室功能衰竭合并呼吸功能衰竭患者治疗的首选，它可以为严重心源性休克以及失代偿性心力衰竭提供循环支持。当 COVID-19 患者由于基础心脏疾病恶化或新发缺血 / 炎症导致心源性休克或者出现心脏骤停时需要应用 VA-ECMO，对于严重的急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）引发急性肺心病时也需要考虑以 VAECMO 替代 VV-ECMO [5]。
VA-ECMO 根据插管部位不同，分为中心插管和外周插管两种形式。成人循环辅助最常选用股静脉-股动脉插管方式。VA-ECMO 辅助能够引流大部分回心血量，降低右心室前负荷，肺血流量减少，进而左心室前负荷减低，但产生的非搏动性血流存在增加左心室后负荷和心肌氧耗的风险。辅助期间需密切进行血流动力学监测，尽可能每日由固定的经验丰富的超声医师对患者进行超声心动图检查，以观察和评估左心功能状态。少部分患者在容量管理和辅助参数调整基础上需要行左心减压措施，促进左心功能恢复，预防左心室内血栓形成和肺水肿加重 [6]。
ECMO 使用中的防护管理
本次疫情中，ECMO 仅应用于 COVID-19 患者中的危重症患者，如果有创机械通气治疗和俯卧位通气等措施不能改善危及生命的缺氧状态和 /或合并循环功能障碍时，应考虑 ECMO 治疗。
1. 使用 ECMO 之前的准备工作：（1）对患者病情变化进行反复评估和预判，做好准备工作，如血管评估和材料准备等；（2）诊疗团队行 ECMO上机指征评估，进行峰级信号评分 (Respiration，RESP 评分 ) 以及生存率评估；（3）家属签署知情同意书，如无法获取，应上报并获得单位授权；（4）原则上尽量减少参与人员；（5）COVID-19确诊患者的隔离与限制指引详见表 1。
2. ECMO 置管和上机过程中的防护：（1）医护人员个人防护：进行 ECMO 置管或上机时，患者分泌物、血液、体液或污染物有可能喷溅至医护人员身体和面部，尤其是呼吸机和 ECMO 排气产生的高速气流可能导致医护人员暴露，属高风险操作，医护人员应严格进行三级防护，做好空气、飞沫和接触隔离。具体包括：穿戴一次性工作帽、护目镜、防护面屏或全面型呼吸防护器或正压式头套、医用防护口罩（N95 口罩）、防护服、隔离服、一次性橡胶手套、一次性鞋套、高筒鞋套，严格执行手卫生。（2）患者防护：穿刺置管时应建立最大无菌屏障，无菌铺单须完全覆盖患者和床单位；穿刺置管所需超声须严格使用无菌套；穿刺置管过程中应严格无菌操作；连接ECMO 套包时，注意避免管路扭曲、缠绕或空气进入；ECMO 正常运转后，对 ECMO 导管进行缝线固定，并使用无菌敷料覆盖。
3.ECMO 使用过程中的防护：ECMO 运行过程中，ECMO 管理团队继续进行三级防护，并对患者进行常规抗凝及氧流量、血流量、血氧饱和度（膜前、膜后）等监测，防治各种并发症。
4.ECMO 撤机拔管时的防护：待患者病情好转，ECMO 管理团队继续进行三级防护，定期复查床边胸片，评估撤离 ECMO 指征，按流程拔管撤机。医疗废物、仪器按医院感染控制科（院感）要求正确处置。
5.ECMO 撤机后的消毒处理：ECMO 撤机后，主机、供氧管路、混氧阀以及 ECMO 连接管路均应按照院感要求消毒处理，并及时更换水箱用水。
ECMO 使用的时机选择
COVID-19 背景下 ECMO 治疗心血管急危重症主要从两个方面达到治疗目的。
1.COVID-19 合并严重心血管疾病，如心肌梗死、恶性心律失常、急性心力衰竭（心衰）及其他任何原因导致心排量降低及氧合障碍的血流动力学支持，建议在做好自我防护的前提下，充分预案，一旦出现其他措施（如血管活性药物、主动脉球囊反搏等）不能缓解的心源性休克或者突发心脏骤停时，立即启动 ECMO。
2. 危重型 COVID-19 导致心肺功能衰竭的呼吸及循环支持，ECMO 治疗时机体现在两个阶段。
第一阶段：严重呼吸衰竭需要 ECMO 支持。此时 ECMO 治疗的时机为：在有创机械通气下，保护性通气和俯卧位通气策略效果不佳且符合以下条件应尽早考虑评估实施 ECMO[4]。
在最优的通气条件下 [ 吸入气氧浓度分数（fraction of inspire O2，FiO2）≥ 0.8，潮气量为6 mL/kg，呼气末正压通气（positive end expiratory pressure, PEEP） ≥ 10 cmH2O（1 cmH2O= 0.098 kPa）]，如果无禁忌证，且满足以下条件之一即可启用 ECMO[3]：（1）在 FiO2>90% 时，氧合指数小于 80 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，持续3~4 h 以上；（2）气道平台压≥ 35 cmH2O。
第二阶段：多器官受损阶段特别是合并重症心肌炎。此时若出现循环功能受损如休克或心脏骤停，死亡率极高，ECMO 获益有限，故建议尽早识别，当患者出现心脏受损、心功能不全的倾向并逐渐加重时，评估后建议考虑 ECMO 治疗，并采取积极措施如血液净化治疗等，以及抑制炎症风暴对机体的损伤。
ECMO 使用的适应证及禁忌证
在目前 COVID-19 疫情背景下，本共识将从心脏支持和肺部支持两方面阐述 ECMO 使用的适应证。此外，应从 COVID-19 患者消毒、隔离、预防感染传播等方面综合考虑 ECMO 使用的适应证及禁忌证，参考中华人民共和国国家卫生健康委员会和国家中医药管理局印发的《新型冠状病毒肺炎重型、危重型病例诊疗方案（试行第二版）》中相关章节 [7]。
1. 适应证：（1）肺部适应证：COVID-19 合并严重呼吸衰竭、急性呼吸窘迫综合征出现严重低氧血症，常规呼吸器无法改善时，具体要求和指标参考“时机选择”部分的具体指标。（2）心脏适应证：① COVID-19 合并严重暴发性心肌炎，使用其他所有方法后血流动力学仍然不能维持时；② COVID-19 合并急性心肌梗死伴严重心源性休克，血运重建、药物治疗和主动脉内球囊反搏（intra-aortic balloon pump，IABP）等治疗无效时；③ COVID-19 不伴有不可逆的多脏器功能障碍患者出现心脏骤停（心脏骤停时间不超 过 30 min）；④ COVID-19 合并终末期心肌病等待植入心室辅助装置或心脏移植时的过渡；⑤ COVID-19 合并心脏外科手术后严重低心排血量，其他治疗方法无效时；⑥顽固性心律失常、急性可逆性右心室功能衰竭。
2. 禁忌证：（1）主动脉夹层、周围血管严重畸形或者病变；（2）合并不可逆的心肺功能、中枢神经系统损伤甚至多器官功能衰竭、严重不可逆的中枢神经系统损伤、无法纠正的感染性休克、晚期恶性肿瘤等无法恢复的原发疾病；（3）存在严重活动性出血、3 个月内发生的脑血管事件、凝血功能严重障碍等抗凝禁忌情况；（4）较高机械通气设置下（FiO2 ＞ 0.9，平台压＞ 30 cmH2O），通气时间超过 7 d；（5）年龄大于 70 岁；（6）免疫抑制。
ECMO 的操作流程及注意事项
根据目前的经验，COVID-19 合并心血管急危重症患者 ECMO 上机时间有的可能长达 2~3 周，因此在操作中应提前考虑后续模式转换及并发症管理问题。
1.VV-ECMO操作流程：（1）预充ECMO管路，充分排气，确保无气泡，开机 ；（2）常规消毒铺巾，穿刺右侧股静脉及右侧颈内静脉（建议在 X 线或者超声指导下进行），穿刺后给予普通肝素进行肝素化；（3）经右侧股静脉送入 ECMO 引血导管，右侧颈内静脉送入回血导管，插管尖端分别放在上、下腔静脉与右心房交接的位置；（4）管路建立后，连接 ECMO 主机后转机，调节转速及流量，调节静脉管路位置；（5）撤机流程：逐渐减转速及流量，观察生命体征平稳后，停机，夹闭管路，压迫止血，最后绷带加压包扎。
2.VA-ECMO 操作流程：（1）预充及消毒同VV-ECMO，经股动脉送入 ECMO 动脉回血导管，连接 ECMO 主机流程同 VV-ECMO；VA-ECMO需超声密切监测心脏收缩舒张功能及双下肢血流情况。（2）为避免交叉感染，同时便于VV-ECMO 向 VA-ECMO 转 换，VV-ECMO 置 入时建议同时置入左侧股动脉鞘管，便于后续转换操作以降低医护感染率。
3.VV-ECMO 与 VA-ECMO 相互转换操作：消毒铺巾后，停止 ECMO 运转。在两把管道钳之间剪断管道，将与 ECMO 机器相连的管道断端与之前准备好的动脉穿刺管相连接，进行排气操作，然后操作 ECMO 主机，启动 ECMO。
4.ECMO 置管注意事项：（1）动、静脉置管与 ECMO 管路预充同时分组进行，预充管路人员在清洁区完成，减少暴露时长；（2）严格无菌操作，COVID-19 疫情期间，意识清醒患者接受 ECMO插管，务必在基础麻醉或镇静状态下操作，必要时可使用肌松药，避免疼痛刺激、躁动导致血液喷溅及气溶胶播散；（3）ECMO 股静脉端插管困难时，首先预扩务必充分，若仍困难，可选用直头加硬导丝作为支撑导丝；（4）尽量采用超声指引颈内静脉端导管插入深度，一般将鞘管送至上腔静脉与右心房交界处即可，避免插入过深，避免两个 ECMO 鞘管头端靠得太近出现再循环。
5.ECMO 管路连接注意事项：（1）强烈建议ECMO 管路连接过程中，全程在无菌透明塑料袋中操作，避免液体直接喷溅医护人员；（2）管路须连接牢固，仔细检查管路中是否有残余的气泡，若气泡较多，可断开后重复上述操作，确保管路中无气泡；（3）ECMO 管路连接成功后，务必固定牢靠，避免管路意外脱出。
6.ECMO 转机注意事项：（1）严密监测凝血指标、乳酸水平、血常规、肾功能、肝功能、有创压力、流量与转速是否匹配、报警的及时处理、管路导管、巡视管路及膜肺是否有血栓形成；（2）密切关注下肢颜色、足背动脉搏动情况、皮温、监测下肢血流频谱及流速，若 VA-ECMO 下动脉端下肢血流频谱及流速较对侧减慢50%以上，建议尽早进行动脉流转术；（3）若合并急性肾功能衰竭，可单独置入通道或行连续肾替代治疗（continuous renal replacement therapy，CRRT）+ ECMO解决该问题；（4）转机过程中，注意脑保护，查看有无颈强直及病理征等。
7.ECMO 脱机注意事项：（1）对脱机时机的把握，建议抢救小组讨论评估、综合管理。（2）对于 VA 模式，建议抢救组在下机前缓慢调整参数，使患者平稳过渡；当联合 IABP 辅助时，在脱离ECMO 后，IABP 继续使用辅助循环，可显著提高 ECMO 脱机成功率。（3）VA 模式脱机后应密切观察有无血管并发症。
ECMO 的并发症预防及处理
1. 置管相关并发症：对于 COVID-19 患者进行经皮穿刺置管，操作过程中可能出现穿刺引起的动静脉瘘、反复穿刺造成穿刺点血肿甚至严重出血、血管撕裂及夹层等。
预防及处理：条件允许情况下建议在超声引导下穿刺，避免操作手法粗暴损伤血管；可在床旁 X 线下明确导丝或插管的位置。如超声无法获取，建议由经验丰富的 ECMO 团队医师进行操作。
2. 下肢缺血并发症：置管侧动脉血管可能出现下肢缺血，影响肢体正常功能，严重缺血坏死者可能有截肢风险。
预防及处理：置管前超声评估动脉直径，在保证流量的前提下选择小于动脉直径（动脉直径的 80%）的插管；超声引导下保证置管位于股总动脉，避免进入股动脉分支；观察患者下肢皮肤温度、颜色及足背动脉搏动，必要时建立动脉远端灌注管（可选择 6 Fr 鞘管）；如果已经发生下肢缺血所导致的骨筋膜室综合征或坏疽时，可请血管外科或骨科会诊。
3. 出血 / 血栓并发症：抗凝不理想，尤其是国内报道部分 COVID-19 患者存在肝功能不全，伴有凝血功能异常、凝血因子水平降低或 ECMO对血细胞的机械破坏导致血小板降低，都可能出现出血或血栓并发症，导致血压降低或重要脏器栓塞（包括出血性和缺血性卒中）。
预防及处理：无论出血还是血栓并发症，均需要密切监测凝血指标，主要包括全血凝固时间（activated clotting time，ACT）、活化部分凝血活 酶 时 间（activated partial thromboplastin time，APTT）、D 二聚体（D-dimer）及血栓弹力图。对于高出血风险或严重休克血小板下降，出现肝素诱导血小板减少，肝素耐药患者可采用比伐卢定抗凝。对于穿刺部位的出血可压迫止血，下调抗凝强度；有消化道或脑出血时，可短时间无抗凝 ECMO，期间密切监测以上凝血指标，必要时给予输血。
4.“南北”综合征：VA-ECMO 一般选择股静脉作为引流通路，股动脉作为灌注通路，该模式下氧合血往往很难供应机体上半身，导致机体出现上半身缺氧，影响重要脏器供氧，可导致脑缺血及心肌缺血，将这种并发症称为“南北”综合征。
预防及处理：对于脑灌注的评估可选择近红外脑功能成像系统（near-infrared spectroscopy，NIRS）监测脑组织氧饱和度，对上半身的灌注评估应选取右手的氧饱和度和右手的动脉血气为准，如出现上半身氧合降低持续不能改善，可选择以下方式调整：将静脉插管尖端位置上移至右房中部可以部分缓解上半身缺氧 [8]；如仍不能缓解，可以进行静脉-动脉-静脉ECMO（vein-artery-vein extracorporeal membrane oxygenation，VAV-ECMO）辅助（在膜肺后的回血管路上分出一支管路，将氧合血经颈内静脉回到右心房，以提高回心血流的氧含量），VA-ECMO 出现上半身缺氧是建立VAV-ECMO 的适应证 [9]。
5. 溶血并发症：ECMO 对血细胞有一定的破坏，造成溶血并发症，大部分较为轻微，不会引起严重的相关并发症。
预防及处理：可动态监测血常规、肾功能、游离血红蛋白、血红蛋白尿，观察尿液颜色及有无黄疸；处理上根据患者病情调整转速及流量，预防溶血后的肾功能损伤 , 包括碱化尿液、利尿及必要时使用 CRRT；如出现插管过细所导致的溶血，必要时可更换插管。
6. 感染并发症：对于 COVID-19 患者 ECMO运行期间有额外感染的风险，部分可继发严重感染甚至脓毒血症，可能的诱因包括置管部位感染、导管相关血流感染、侵入性机械通气及其他留置导管（如非 ECMO 相关的中心静脉导管、导尿管等）和装置（如 CRRT，IABP，经皮心室辅助装置）[10]。
预防及处理：ECMO 上机及运行期间严格无菌操作。避免在 ECMO 管路上采血，避免不必要的侵入设备及有创操作，预防呼吸机相关性肺炎；怀疑可能有 ECMO 相关感染时进行血细菌培养及导管尖端细菌培养以指导抗生素使用，应用抗生素时应监测血药浓度及不良反应。避免在抗感染初始阶段无指征使用广谱抗生素。
7. 左心相关并发症：对于 COVID-19 患者合并心源性休克或其他心源性疾病导致的循环衰竭，VA-ECMO 可增加左心室后负荷 [11]，严重者可导致主动脉瓣开放受阻、左心扩张、左心室血流淤滞或血栓形成甚至肺水肿加重。
预防及处理：尽可能在 ECMO 期间每日进行动态心脏超声检查监测左心功能，如出现严重左心后负荷增加情况，可采取以下方式进行左心室减压，包括：调整 ECMO 流量、使用血管扩张剂、联合 IABP、减轻容量负荷、经皮穿刺房间隔造瘘进行左心减压（一般造瘘口 10 mm 即可）、适量使用正性肌力药物、外科放置左心减压管等。
8. 机械相关并发症：ECMO 设备及系统引起的相关并发症主要有离心泵故障、氧合器出现血浆渗漏或血栓形成、气体栓塞、插管移位或松脱及电源 / 气源供应故障等。
预防及处理：首先在资源紧张的状况下要有紧急预案，保证 ECMO 正常运行；氧合器血栓形成可引起气体交换障碍，与抗凝不足及血流速度缓慢相关，需要调整抗凝水平、ECMO 流量及监测跨膜压阻力，定时检查氧合器，氧合器功能下降可影响气体交换，应尽快更换。
小结
ECMO 可为危重 COVID-19 患者提供心肺替代，对肺功能、心功能恶化的患者具有确切的疗效。在目前疫情下，医护人员需在做好自身防护的前提下，对有适应证的患者早期、合理、高效使用 ECMO，并根据患者病情选择合适的模式，优化危重患者的救治措施，提高危重患者的抢救成功率。
作者：
中国医师协会心血管内科医师分会
作者单位：
无
通信作者：
葛均波，上海市复旦大学附属中山医院心内科 200032，Email：jbge@zshospital.sh.cn；霍勇，北京大学第一医院心 血管内科 100034，Email：huoyong@263.net. cn；徐亚伟，上海市第十人民医院心内科 200072，Email：xuyawei@tongji.edu.cn
关键词：
新型冠状病毒肺炎；心血管急危重症；体外膜肺氧合
DOI：
10.3760/cma.j.issn.2096-1588.2020.1000036
基金项目：
无
利益冲突：
无
收稿日期：
2020-03-10
录用日期：
2020-03-13
本文编辑：
史红
参考文献
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