床旁超声在体外膜肺氧合患者中的应用进展

苑雨露，舒晓斌，陈卫华

（1.赣南医学院2020级硕士研究生；2.赣南医学院第一附属医院超声医学科，江西 赣州 341000）

体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）也称体外生命支持，已越来越多地应用于急性重症呼吸衰竭和循环衰竭的患者，在维持体外呼吸与循环的同时，为原发病的治疗及心肺功能的恢复争取了时间［1］。床旁超声具有便捷、可移动、实时、无辐射等优点，可避免反复搬动患者造成的二次损伤，尤其适用于不易移动的危重症患者［2］。床旁超声可实时监测导管位置、心脏形态与功能、各器官血流灌注情况以及并发症的发生以评估患者病情及恢复情况，从而指导撤机［3］。本文就床旁超声在ECMO模式选择中的作用、在ECMO置管时的指导、ECMO期间的监测及指导ECMO撤机等各阶段的应用进行综述。

1 床旁超声在ECMO模式选择中的作用

1.1 ECMO模式常用的ECMO模式有静脉-静脉体外膜肺氧合（veno-venous extracorporeal membrane oxygenation，VV ECMO）和静脉-动脉体外膜肺氧合（veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation，VA ECMO）。VV ECMO是将患者的静脉血引流到体外，经过人工膜肺进行氧合，即去除二氧化碳（CO2），加入氧气（O2），通过离子泵回输到静脉系统中［4］。VA ECMO是将氧合后的血液回输到动脉系统中。插管方式分为外周型和中央型，外周型常见的插管部位是股动脉、股静脉或颈内静脉；中央型通常选用右心房和主动脉作为插管部位［5］。

1.2 床旁超声指导ECMO模式的选择床旁超声心动图可实时、定量评估患者心脏心室的收缩功能［6］，辅助确定患者失代偿的潜在病因，从而决定选取VV ECMO或VA ECMO。VA ECMO主要用于各种急性呼吸系统衰竭和循环系统衰竭患者的支持治疗［7］，也是心脏骤停患者的抢救性辅助治疗手段，其适应症包括：急性心肌梗死、先天性心脏病或心脏瓣膜置换术后、暴发性心肌炎、慢性心衰患者急性失代偿期等引起的心脏骤停或心源性休克，急性大面积肺栓塞、急性肺源性心脏病、心脏移植术后合并右心功能不全等导致的急性右心衰竭，低心排综合征，难治性室性心律失常等［8］。VV ECMO主要用于难治性低氧血症、急性呼吸窘迫综合征、急性肺损伤等引起的可逆性右心衰的呼吸支持［9］，但需排除严重的不可逆全心衰竭及非心血管原因引起的休克［10］。

1.3 安装ECMO前的评估在安装ECMO之前，应在患者心血管系统循环功能允许的条件下尽可能快地对心脏的形态和功能进行紧急超声评估［11］，包括心室腔大小、室壁及瓣膜运动幅度、二尖瓣环及三尖瓣环运动、左心室射血分数、各瓣膜反流等。患者的各心室腔的压力会在接受ECMO支持治疗之后立刻发生改变［12］。在VA ECMO中，静脉引流管道可使回心血量减少从而降低右心室的前负荷，而动脉回输管道则会产生逆向左心室泵血的血流使左心室后负荷增加。VV ECMO的建立可改善血液氧合，降低高碳酸血症，从而降低气道压力，增加肺顺应性，降低肺动脉高压，减少右心室后负荷［13］。

急性严重的三尖瓣狭窄可增加右心房压力，使血流通过卵圆孔未闭产生右向左的分流，从而表现为严重的低氧血症［14］。有研究［15-16］指出，VA ECMO的启动增加了左心室后负荷，使已经存在的主动脉瓣反流程度增加、冠状动脉血流量减少、心肌耗氧量增加而使心内膜下缺血的风险增加［5］，重度二尖瓣关闭不全引起的反流程度增加可引起肺水肿等，因此重度主动脉瓣反流和重度二尖瓣反流是VA ECMO的相对禁忌症。

主动脉夹层属于VA ECMO的主要禁忌症之一［17］，也是临床上需要紧急手术修复处理的急重症之一，其可造成患者循环系统血流动力学的不稳定。李志兵等［18］认为心脏超声可发现主动脉夹层患者的主动脉内径增宽、累计主动脉瓣时瓣膜形态和功能异常，主动脉腔内可见纤细的低回声带，收缩期真腔扩大、假腔缩小，舒张期表现相反等特征性改变，对主动脉夹层的诊断及鉴别诊断有一定的意义。

床旁超声可帮助确定安装ECMO前是否存在心包积液及存在的范围，以便区分先前存在的心包积液和插管引起的医源性心包积液［16］。在识别血管内血栓、血管狭窄、动脉瘤及严重的动脉粥样硬化等病变时血管超声有一定的优势，可帮助确定阻碍插管的因素，做出相应诊断，并可在超声实时引导下准确插管。

2 床旁超声在ECMO置管中的作用

2.1 床旁超声指导ECMO管道的选择床旁超声检查可实时观察套管的确切位置来指导插管［19］，及时识别插管并发症，如心包积液、主动脉夹层、导管异位等，并指导医师做出及时抢救。ECMO套管的大小和位置会影响组织氧合及所提供心脏支持程度［20］。床旁超声检查可测量血管直径来帮助选择插管的大小［21］，静脉引流套管的大小是ECMO回路中血流的主要决定因素，因此要尽可能插入较大的套管［22］。动脉流入套管通常较小，但对于股动脉较小的患者，应考虑使用远端灌注线，以确保下肢有足够的血流量。

2.2 床旁超声指导VV ECMO置管在VV ECMO中，引流套管和流入套管都放置在静脉系统中，通常以外周置管多见［23］，置管时使用床旁超声可实时观察导管内导丝的位置，实现导丝可视化，确认套管尖端在下腔静脉的正确位置，以避免插入其中一条肝静脉，SALAZAR P A等［24］认为若导丝插入过长可能会经右心房通过三尖瓣进入到右心室，导丝插入过短则不能有效引流静脉血液，还应注意在导管通过导丝时导丝不会发生二次迁移。

2.3 床旁超声指导VA ECMO置管VA ECMO是将氧合后的血液回输到动脉系统中，引流管和VV ECMO位置相似，流入管是通过股动脉置入，向上经髂动脉延伸至腹主动脉，导丝可经髂动脉分叉处插入到对侧髂动脉内，床旁超声检查可避免上述情况发生［25］。

3 床旁超声在ECMO期间的监测

3.1 床旁超声评估心脏功能在ECMO支持期间，超声可实时监测并评估心脏形态及功能的恢复情况，必要时指导ECMO撤机。左心室功能的客观评价参数［26］包括左心室大小、室壁厚度、室壁运动幅度、左心室射血分数、二尖瓣环的收缩期S波、左室流出道时间速度积分、二尖瓣舒张期血流E/A、二尖瓣环E/e'、二尖瓣及主动脉瓣的狭窄和反流等。右心室功能的客观评价参数包括三尖瓣环收缩期峰值血流速度S'、三尖瓣环收缩期位移、三尖瓣反流、右室收缩压、肺动脉瓣反流等，可通过测量三尖瓣反流的峰值速度来估测肺动脉收缩压力。同时，右心房压力也是肺动脉高压的一个重要预后因素，有研究［27］表明，可用三尖瓣E/e'、肝静脉脉冲多普勒血流频谱、下腔静脉的内径和塌陷来评估右房压。

3.2 床旁超声对并发症的监测在ECMO支持期间，床旁超声可用于评估患者是否存在血栓栓塞、出血、血管损伤和感染等并发症的风险［28］，例如超声自发性显影提示血流速度缓慢、存在血液瘀滞［29］，此时患者血栓形成的风险较高。床旁超声对于监测管道位置是否有所移动及必要时在超声引导下调整管道位置有一定的作用。通过床旁超声监测下腔静脉内径及下腔静脉塌陷情况来评估回路流量，若患者血流量较低会导致组织灌注不足、低氧血症，这会影响患者的预后［30］。DADO D N等［31］对ECMO支持期间进行肾脏替代治疗患者的研究表明，急性肾损伤也是ECMO的常见并发症之一，这与ECMO监测期间患者液体容量超负荷有关，有报道称ECMO开始时的液体过载和峰值液体过载都是儿童住院死亡率的预测因素［32］。KON Z N等［33］指出相较于VV ECMO，VA ECMO模式下肾损伤的发生率更高。孙晓颖等［34］的研究指出，超声造影可发现肾微血管变化早于血肌酐及血尿素氮所反映的肾功能变化。

床旁超声可用于监测下肢血管的血液供应情况，RANNEY D N等［35］在对ECMO患者血管并发症中的研究指出，在成人外周VA ECMO支持期间可出现插管同侧肢体血液供应不足的状况，这可能与动脉插管内径选择过大有关，阻碍了血液顺行灌注，超声血管检查可及时发现血液供应不足并提醒临床医师及时做出相应对症治疗［20］。有文献指出，对于远端灌注不足的患者建议使用远端灌注套管来供应肢体远端血流［36］。

4 床旁超声指导ECMO撤机

4.1 床旁超声指导ECMO撤机当患者超声表现出心脏收缩与舒张功能恢复、血流动力学稳定时，应考虑撤离ECMO［37］，因为延长ECMO支持时间可增加并发症的风险，而过早撤离ECMO则会使效果降低。ECMO撤机时选择正确的血流动力学支持策略对于ECMO成功撤机并最终改善患者预后起着至关重要的作用［13］，因此，使用超声心动图评估双心室恢复情况是必不可少的［38］。目前公认的超声预测撤机成功的参数包括：ECMO血流量＜1.5 L·min-1时，LVEF≥20%～25%，主动脉时间速度积分（VTI）≥10～12 cm以及二尖瓣后叶收缩期速度峰值（TDI lat S'）≥6 cm·s-1［39］。HUANG K C等［37］研究表明，三维超声心动图测得右心室射血分数（RVEF）＞24.6%与VA ECMO支持患者更高的脱机成功率和更低的30天死亡率相关。

4.2 ECMO撤机后的并发症脱离ECMO支持后，仍有许多事情需要解决。休克是脱离ECMO后的常见并发症，而感染是引起休克的主要原因［40-41］。有文献研究表明ECMO支持期间感染的发病率为20.5%～35.0%［42］，支持期间常见的感染因素有下呼吸道感染、插管部位感染、呼吸机相关肺炎、尿路感染等［1］。右心室功能障碍、肾衰竭、出血、血栓、中风、插管侧下肢缺血等同样都是ECMO患者可能出现的并发症［43］。在撤离ECMO支持后，仍要使用床旁超声监测患者血流动力学，以便出现严重并发症时做出及时抢救。

综上所述，床旁超声在ECMO支持的每一步都起着至关重要的作用［44］。在ECMO支持前，床旁超声可帮助确认诊断并做出插管方式的选择，插管过程中指导管道内径、位置的选择及使插管路径可视化，ECMO支持期间能随时评估患者恢复情况，并指导后续撤机及撤机后治疗。虽然床旁超声不能直接提供临床治疗，但可提示临床医师对ECMO支持期间的并发症做出及时对症治疗，并可实现对ECMO患者心血管循环功能的日常管理。目前关于评估ECMO患者心功能的文献大多是对左心功能的研究，右心功能的研究相对缺乏，而右心功能在评估患者心脏恢复情况时同样具有重要的临床意义，为了能更好地服务临床，对ECMO患者右心功能的监测和评估仍待完善。