王 晨（綜述），黑飛龍（審校）

·綜 述·

無泵體外肺輔助技術(shù)進展

王 晨（綜述），黑飛龍（審校）

無泵體外肺輔助技術(shù)；動靜脈二氧化碳去除技術(shù)；介入性肺輔助技術(shù)

氣管插管和機械通氣是挽救危重呼吸衰竭患者的重要治療方式，但是由于長時間呼吸機支持所致的肺損傷可增加患者并發(fā)癥的發(fā)生率和死亡率，其中呼吸機相關(guān)性肺炎（ventilator associated pneumonia，VAP）、呼吸機相關(guān)性肺損傷（ventilator induced lung injury，VILI）等并發(fā)癥尤為突出［1］。體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）是采用肺外氣體交換而非通氣模式的改變來進行呼吸支持，因而可有效避免上述并發(fā)癥的發(fā)生。但由于該技術(shù)操作復(fù)雜，驅(qū)動泵機械支持可致血液破壞以及費用較高等原因在一定程度上限制了其在臨床的應(yīng)用。近年出現(xiàn)的無泵體外肺輔助技術(shù)（pumpless ex?tracorporeal lung assist，PELA）不需要提供額外的血流驅(qū)動裝置，大大簡化了操作的復(fù)雜性，降低了危險性，因而可較好地解決上述問題。

目前PELA的名稱并不統(tǒng)一，Wang等［2］將這一技術(shù)命名為動靜脈二氧化碳去除技術(shù)（arteriovenous CO2removal，AVCO2R）、Moerer等［3］命名為介入性肺輔助技術(shù)（interventional lung assist，ILA）。1997年P(guān)hilipp等［4］首次用PELA替代ECMO應(yīng)用在嚴(yán)重呼吸衰竭的患者，研究顯示，使用PELA避免了由于ECMO血液破壞作用所致的血小板計數(shù)的持續(xù)下降，并提高了呼吸衰竭的療效。PELA由德國Jostra醫(yī)療技術(shù)公司生產(chǎn)并于2001年投入臨床應(yīng)用，其商品名為Nova Breath，從2002年起正式更名為Novalung［5］。

1 PELA

1.1 原理 PELA由動脈和靜脈壓力階差作為動力，驅(qū)動血液從動脈系統(tǒng)流經(jīng)低阻力氧合器對血液進行氧合，再經(jīng)靜脈系統(tǒng)流回右心系統(tǒng)。在血流經(jīng)過肺動脈進入患者肺臟前就進行了部分血液的氧合，因而提升了靜脈血的氧飽和度和氧分壓，同時由于低阻力氧合器中空纖維的物理特性，其CO2去除效果尤為明顯。通過有效地去除血液中的CO2和改善血液氧合，PELA改善了機體的內(nèi)環(huán)境，減少了呼吸機相關(guān)性肺損傷的發(fā)生，從而有利于患者肺功能的恢復(fù)。

1.2 構(gòu)成 PELA不需要額外循環(huán)動力驅(qū)動裝置，其結(jié)構(gòu)大為簡化，整個系統(tǒng)主要包括以下部分：①動脈插管；② 低阻力氧合器；③ 氧氣管路；④ 靜脈插管；⑤流量監(jiān)測儀。

1.3 技術(shù)參數(shù) Novalung是一次性使用的小型肺外氣體交換系統(tǒng)，氣體交換膜的規(guī)格為14 cm×14 cm，有效的氣體交換面積約為1.3 m2。該系統(tǒng)的動靜脈壓差維持在60～80 mm Hg，血流量為1.0～2.5 L／min，約為心排量的25%，一般在靜脈插管端放置流量監(jiān)測探頭進行血流量監(jiān)測。為防止血漿滲漏，PELA采用了聚甲基戊烯中空纖維作為血液和氣體的分隔膜，而內(nèi)走氣外走血的方式則避免了血中形成氣泡。由于該系統(tǒng)回路總長度僅為120 cm左右，熱量丟失很少，因而不需要增加額外的保溫裝置。整個系統(tǒng)均覆蓋了高分子量肝素的涂層以達到最佳的血液相容性，防止凝血［6－7］。除了10～12 L／min的氧氣供應(yīng)，此系統(tǒng)不需要其他的能量或底物。

2 管理方法

2.1 插管選擇 將PELA連接到循環(huán)系統(tǒng)時，需要一套特殊設(shè)計的穿刺插管，該插管的特點為管壁非常薄，可將血流阻力降到最低。為適應(yīng)不同的患者，設(shè)計了直徑不同的多種型號可供選擇（13 Fr～21 Fr）。插管粗細(xì)的選擇是由擬穿刺血管的直徑和需要分流量的大小決定的，一般動脈穿刺插管直徑為13 Fr～21 Fr，靜脈穿刺插管直徑為19 Fr～21 Fr。在穿刺前，需要由超聲測量擬穿刺血管的直徑。一般選擇股動脈和股靜脈并采用經(jīng)皮穿刺技術(shù)（Seldinger技術(shù)）。

2.2 管路預(yù)充 股動脈和股靜脈穿刺完成后，首先需要5 000 IU的普通肝素靜注以防止整個PELA系統(tǒng)的血栓形成，然后將穿刺插管和預(yù)充有晶體液或膠體液（約250 ml）的Novalung的動靜脈管路相連，連接好所有管路1～2 min后即可緩慢開放管路進行肺外氣體交換。

2.3 監(jiān)測管理 PELA的血流量通過靜脈插管端的流量監(jiān)測儀進行監(jiān)測，每小時在Novalung的動脈插管端持續(xù)輸注200～600 IU的普通肝素，調(diào)控活化部分凝血活酶時間（APTT）維持在50～60 s，激活凝血時間（ACT）維持在130～150 s。

2.4 拔管指證 當(dāng)患者的肺部病變好轉(zhuǎn)，侵入性機械通氣的指標(biāo)逐漸下降，呼氣末正壓（PEEP）＜10 cm H2O，吸入氧濃度（FiO2）＜0.6時，就可以將PELA的氧流量逐漸減為約1 L／min，然后維持30 min，如果血氣指標(biāo)沒有惡化就可以停止PELA，股動靜脈穿刺插管移除后穿刺部位應(yīng)人工壓迫30 min，然后使用彈力繃帶包扎24 h［6－7］。

3 適應(yīng)證與禁忌證

PELA的適應(yīng)證包括急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）［8－10］、胸部外傷、腦部外傷、顱內(nèi)出血［11］、哮喘持續(xù)狀態(tài)［12］、伴有嚴(yán)重高碳酸血癥的特發(fā)性肺纖維化［13］、傳染性非典型性肺炎（SARS）、等待肺移植的過渡期［14－15］、胸外科手術(shù)［16－17］。禁忌證包括嚴(yán)重的心源性休克、嚴(yán)重的感染性休克、肝素誘導(dǎo)性血小板減少癥、體重＜20 kg［18］、嚴(yán)重的外周血管疾?。?］。

4 基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用

近年來，學(xué)者通過大量的動物試驗和臨床應(yīng)用研究，對該項技術(shù)不斷完善，大大增加了其臨床使用的安全性。

4.1 基礎(chǔ)研究 Iglesias等［19］在豬的動物模型上選擇腋動脈和腋靜脈進行穿刺并運用PELA，其氣體交換功能也是安全有效的，作者還將運用穿刺針直接插管和運用聚四氟乙烯人工材料進行端側(cè)吻合間接插管的情況進行了比較，發(fā)現(xiàn)直接插管和間接插管的肺外氣體交換功能相似，但直接插管對Novalung的血液灌注量［（2.1±0.3）L／min］比間接插管對Novalung的血液灌注量［（1.3±0.3）L／min］明顯要高，而在通氣效果相同時間接插管比直接插管的血流動力學(xué)更加穩(wěn)定。Kreyer等［20］通過豬的肺損傷模型研究表明，低潮氣量機械通氣會導(dǎo)致高碳酸血癥，增加局部腦血流，而運用PELA可以使血碳酸和局部腦血流都保持正常，但心輸出量會相對下降，要使肺和腦都得到很好的保護，則需要有足夠的心功能儲備。

4.2 臨床應(yīng)用 Bein等［21］對PELA使用中兩種不同的抗凝方式（小劑量阿司匹林和肝素合用與只使用肝素）進行了前瞻性的隊列研究，結(jié)果表明肝素抗凝中加入小劑量阿司匹林是安全的并可能有助于提高氧氣交換功能。Wilbring等［22］首次報道使用PELA治療了肺水腫患者在主動脈瓣置換術(shù)術(shù)中發(fā)生的呼吸衰竭，并使其成功地脫離了體外循環(huán)，術(shù)后24小時呼吸功能恢復(fù)正常，三個月后的隨訪也無呼吸系統(tǒng)相關(guān)并發(fā)癥。Bein等［23］認(rèn)為在嚴(yán)重的ARDS患者中，使用低潮氣量（3 ml／kg）通氣聯(lián)合PELA比傳統(tǒng)的只使用保護性通氣（6 ml／kg）能進一步減少呼吸機相關(guān)性肺損傷（VILI），并且患者更容易保留自主呼吸，會感到更舒適，同時也減少了鎮(zhèn)靜和鎮(zhèn)痛藥的用量，至于能否提高ARDS患者的生存率還需要進一步的研究。

5 展望

PELA使用的前提是患者心功能正常，其對呼吸衰竭患者的高碳酸血癥有明顯療效并能改善低氧血癥，同時降低了侵入性機械通氣患者肺部并發(fā)癥的發(fā)生率，PELA的其他優(yōu)點還包括操作簡單，不需要復(fù)雜的技術(shù)和專門的人員來支持，對血液破壞小，出血及血栓并發(fā)癥發(fā)生率低，使用費用低等。但這一技術(shù)也存在一定局限性，如對血流量和血壓的限制增加了心臟的負(fù)擔(dān)，股動脈穿刺有造成下肢缺血的風(fēng)險，需要密切監(jiān)測血流量，防止下肢遠端缺血。盡管PELA還存在一定不足，但相信通過人工材料的進一步改進，提高其氧合功能，減少并發(fā)癥的發(fā)生，并使PELA在無泵和有泵之間進行簡易的切換，將擴大其適應(yīng)證范圍，臨床應(yīng)用前景將更加廣闊。

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2014?01?13）

2014?02?18）

10.13498／j.cnki.chin.j.ecc.2014.02.17

100037北京，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院，國家心血管病中心，阜外醫(yī)院，體外循環(huán)科