体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)是一种从心肺转流技术发展而来，能够部分代替患者心肺功能，维持机体各器官的供氧，对严重的心肺功能衰竭患者进行较长时间心肺支持的生命支持技术。1971年，Hill等首次使用心肺转流术设备对1例24岁多脏器损伤合并急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的患者进行成功救治，标志着体外生命支持技术临床应用的开始。1975年，Bartlett等为1名婴儿成功进行床边心肺支持，真正进入”ECMO”时代。1989年，为更好提供ECMO培训，推广新型ECMO设备临床的应用以及建立全球ECMO数据库，全球ECMO专家在美国密歇根州成立体外生命支持组织(extra-corporeal life support organization，ELSO)。经过长期临床实践，ECMO技术取得了长足进步。在新生儿的呼吸支持治疗中，除先天性膈疝(CDH)外，胎粪吸入综合征(MAS)、持续肺动脉高压(PPHN)等疾病的救治成功率达到80%左右。ECMO基本原理就是经动静脉插管，将血液引流到体外，经人工膜肺氧合去除二氧化碳后，灌注入体内，维持机体各器官的供血和供氧，对严重的心肺功能衰竭患者进行较长时间心肺支持(一般3 d~3周)，使其充分休息，为药物治疗和心肺功能恢复赢得宝贵的时间窗口。ECMO治疗期间，全身氧供和血流动力学处在相对稳定的状态，膜肺可进行有效的二氧化碳排除和氧的摄取，血泵可使血液周而复始地在机体内流动。
1 儿科ECMO 适应证
ECMO儿科的应用包括呼吸支持和循环支持两方面，呼吸支持主要用于对常规呼吸支持手段无反应的严重呼吸衰竭患儿;循环支持主要用于各种原因导致循环功能衰竭，心排血量不能满足机体需要的患儿。
1.1 EMCO 呼吸支持
1.1.1 新生儿ECMO 呼吸支持适应证 胎龄、体质量是进行ECMO 支持前需要考虑的。胎龄<34 周新生儿进行ECMO 支持时，脑室内出血发生率非常高;体质量<2 kg 患儿，动静脉血管纤细，插管非常困难。机械通气超过10~14 d 也是ECMO 的相对禁忌证，长时间的机械通气和高浓度氧引起的肺损伤，肺功能恢复可能性较小。患儿的凝血功能状态非常重要，接受ECMO 治疗的患儿如存在凝血障碍，全身肝素化后会发生不可控制的出血。如存在颅内出血(ICH)，ECMO 期间全身肝素化会加重ICH。ECMO 支持前也需要排除先天性畸形，如无法手术纠治的先天性心脏病、致命性染色体畸形( 如13- 三体综合征或18-三体综合征)[9]。根据ELSO 的建议，氧合指数(OI)是目前衡量肺功能并作为决定ECMO 治疗的具体呼吸指标。
1.1.2 儿童ECMO 呼吸支持适应证 ECMO 非新生儿期儿科患者呼吸支持的地位仍无法确定，目前并没有随机对照研究资料支持ECMO 疗效优于传统治疗方法。但从新生儿及成人资料来看，对于内科常规治疗无效的呼吸衰竭患儿，ECMO 支持具有积极的临床意义。对于儿童呼吸衰竭ECMO 应用时机和指征把握，与成人及新生儿基本一致。
1.2 儿童ECMO 循环支持适应证
从ELSO提供数据来看，ECMO在心脏支持方面的应用呈现逐年增多的趋势，大部分应用在复杂先心病术后低心排出量综合征的循环支持。另外主要用于急性暴发性心肌炎的循环支持，稳定血流动力学，为有效内科治疗和患者恢复争取时间;也为终末期心肌病患者在得到供体行心脏移植前进行循环支持。有报道显示成人和婴幼儿ECMO循环辅助的生存率分别为32%和45%[10,11]。学界对ECMO在儿童循环支持的适应证并未明确阐明，普遍认为出现严重低心排出量综合征，不能维持正常心排量即为循环辅助指征。
2 儿科ECMO 的模式与管理
2.1 静脉- 静脉(veno-venous，V-V) 模式ECMOV-V模式ECMO(VV-ECMO)能为严重呼吸衰竭提供呼吸支持，但对心脏无辅助作用。该模式通过中心静脉插管将血液引流至体外，离心泵将血液泵入氧合器，在氧合器中氧合及排除二氧化碳，再通过另一个静脉通道，将血液回输至患者静脉系统(图1A)。首先VV-ECMO能通过代替肺部的氧合及换气功能，下调呼吸机参数，避免进一步肺损伤发生，争取肺功能恢复的时间窗口;其次VV-ECMO可改善患者的心功能，ECMO改善了患儿氧合，增加心肌供氧从而增加心肌收缩力;随着ECMO治疗开始，呼吸机参数下调，右室后负荷得到减轻，相应增加左室前负荷，提高心排量。
2.2 静脉- 动脉(veno-arterial，V-A) 模式ECMOV-A模式ECMO(VA-ECMO)能同时进行呼吸和循环支持，该模式主要用于循环衰竭患者。该模式通过静脉插管将血液引流出体外，离心泵提供动力将血液泵入氧合器，在氧合器中氧合及排除二氧化碳，再通过动脉插管，将血液回输至患者动脉系统(图1B)。儿童患者最常用的插管方法一般通过右侧颈内静脉、颈总动脉分别插管，经右房将血液引流至氧合器氧合，再通过颈总动脉插管输入动脉系统。当流量达到患儿所需心排量时，心脏可处于休息状态。但VA-ECMO提供血流大部分为非搏动灌注，血流动力学不易稳定，支持期间管理难度较大。
3 儿科ECMO 的管理
3.1 基本生命体征监测
ECMO支持期间，必须行持续心电监测，呼吸监测，有创持续动脉压、中心静脉压监测，这有助于了解重要生命体征稳定情况。
3.2 ECMO 系统监测
ECMO系统可以监测机器的流量(以L/min为单位衡量);同时监测离心泵的转速(以r/min衡量)。回路中的压力监测也非常必要，一般监测静脉段和泵后动脉端压力(以mmHg衡量)。无论哪种模式的ECMO治疗，静脉血氧饱和度的监测最为重要，这能够及时反映机体对氧利用的平衡。在我院儿科ECMO治疗中，利用Terumo CDI 101监护仪持续监测静脉血氧饱和度、红细胞比容及血色素。维持静脉氧饱和度60%～75%，红细胞比容35%～40%。
3.3 常规实验室指标监测
3.3.1 活化凝血时间(activated clotting time，ACT) 1~3 h 一次，维持ACT 时间在160~180 s 之间，根据ACT 水平调整肝素用量。
3.3.2 电解质、血气分析 4 h 一次。
3.3.3 全血细胞分析 每日一次，如有变化随时急查，维持血红蛋白在12 ～ 14 g/dl 之间，血小板水平应维持在75×109/L 以上。
3.3.4 凝血功能 每日一次，根据患儿凝血状态随时急查。
3.3.5 生化全项 包括肝功能、肾功能、心肌酶、离子，每日一次。
3.4 镇静及营养支持
给予适当镇静镇痛，具体药物及用量根据患儿精神状态调节，但总原则是尽量减少阿片类及苯二氮卓类药物应用。ECMO治疗期间，如胃肠道功能能耐受，提倡早期喂养，有助于院内感染控制。接受ECMO支持患儿一般经鼻胃管喂养，可应用多潘立酮有助于胃排空。
3.5 ECMO 撤离
VV-ECMO治疗时，如肺功能逐渐恢复，则动脉血气氧分压上升及二氧化碳分压下降。对于VA-ECMO治疗的患儿，通过静脉氧饱和度、动脉压力波形轮廓、超声心动图心脏收缩力等来评估患儿心功能恢复情况。在患儿心肺功能恢复过程中，应该逐渐降低ECMO回路的流量，逐渐使患儿的肺部或心脏开始工作。当患儿肺部能够负担70%～80%通气、换气功能或心脏能够承担90%的心排量时，提示可以撤离ECMO。当VV-ECMO流量降到30 ml/(kg·min)或VA-ECMO流量降到50 ml/(kg·min)，患儿生命体征平稳，可以考虑撤离ECMO。对于呼吸支持，撤离ECMO前，应将患儿的呼吸机参数由休息模式调整至正常模式，同时夹闭气流，打开ECMO回路交通端，使管道中血液自循环。对于循环支持，需要将ECMO管道暂时夹闭，调整正性肌力药物，持续观察4～6 h，如果患儿肺部气体交换功能及心功能正常，可拔出所有ECMO插管，撤离ECMO。
4 ECMO 技术在国内外开展现状对比
据ELSO统计，截止到2014年1月，全世界共有58 842例患者接受体外生命支持，其中新生儿33 412例(占总数56.78%);儿童患儿15 004例(25.50%);成人患者10 426例(17.72%)。在33 412例新生儿中，有27 007例因为呼吸衰竭接受ECMO支持。以上数据显示，在世界范围内，接受ECMO支持的儿科患者比例远高于成人，而且大部分为新生儿。近年来，ECMO呼吸支持比例逐年下降，循环支持比重越来越高，这种情况的出现与呼吸支持技术的进步和心脏外科手术的发展有关。
2002年中山市人民医院完成了中国大陆第一例EMCO治疗，紧接着北京和上海的一些单位也相继在临床上开展ECMO工作，此期间ECMO主要用于成人患者循环支持。国内儿科领域ECMO技术发展缓慢，近年来国内学者分别对ECMO临床应用情况进行了报道[12-16]。据ELSO所提供数据显示，截止2014年，中国国内共完成体外生命支持629例，其中新生儿9例，占总数1.43%;儿童127例，占20.19%;成人493例，占78.38%。在9例新生儿中，仅有3例因呼吸衰竭接受ECMO支持。
国内外数据表明，无论在ECMO开展的例数还是临床管理水平，我国远落后于国外先进医学中心。另外ECMO的发展轨迹也完全不同，国外ECMO技术是由儿科领域开始，逐渐发展至成人领域，由呼吸支持逐渐应用到循环支持;而在中国大陆由从成人领域开始，逐渐至儿童，由循环支持开始逐渐到呼吸支持。ECMO技术目前在中国大陆的开展现状可以概括为三个不平衡：一是开展人群不平衡，成人病例较多，儿科病例较少;二是支持类型不平衡，循环支持较多，呼吸支持较少;三是开展学科不平衡，大部分ECMO病例在心脏外科领域(包括小儿心脏外科)，在儿童重症医学领域开展较少。
5 制约国内儿科ECMO 发展因素
导致ECMO技术在儿童重症医学领域发展滞后的原因有以下三方面：首先，中国儿童重症医学技术体系建设相对滞后。尤其是体外生命支持技术系统中的有创体外生命支持技术，如血液净化和ECMO技术，与国外比较有较大差距。其次，儿童重症医学科与交叉科室的协作渠道不完善。临床上大部分儿科ECMO的插管操作需要儿童心血管外科医师的支持。需要ECMO支持的患儿，往往病情极度危重，要迅速完成动静脉切开并插管，就需要心理素质强大、技术熟练的儿童心血管外科医师。但目前国内除了儿科专科医院和几个大型心脏中心之外，绝大部分儿童心血管外科均隶属于成人心脏外科，未能和儿童重症医学科紧密结合，协调沟通不够，因此儿童重症医学专家在面对急需ECMO支持婴幼儿时不能及时得到儿童心脏外科医师支持，错过ECMO治疗的最佳时机。最后，国内缺乏适用儿科ECMO治疗所需耗材。目前国内市场上可作为儿科ECMO治疗用的套包仅一种。而该品牌儿童套包中的氧合器和离心泵并不适合较长时间支持，根据本单位经验，该品牌的氧合器在使用70～90 h后开始出现血浆渗漏。离心泵在使用4～5 d后，也会因破坏血液而出现不同程度溶血，导致急性肾衰竭出现。ECMO插管的缺乏也是制约儿科ECMO发展的一个因素，V-V模式治疗所需要的双腔静脉插管并未进入中国市场，对于许多ARDS需要ECMO支持的儿科患者，只能放弃V-V模式而选择V-A模式，这使ECMO治疗ARDS患儿的成功率大大降低。
6 发展儿科ECMO 技术的意义
体外生命支持技术是儿童重症医学的核心技术系统，而ECMO技术恰恰是体外生命支持系统的关键技术。加快发展儿科ECMO技术，对我国儿童重症医学技术体系的完善和建设具有里程碑式的意义。