體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）作為一種體外生命支持技術，根據模式不同，可提供呼吸支持及血流動力學支持。ECMO 在急性呼吸窘迫綜合征治療中展現的顯著優勢及其氧合器、驅動泵及肝素涂層管路等技術的發展，促進了其在胸外科圍手術期中的應用探索。目前，ECMO 除了可用于肺移植的整個圍手術期外，還可用于術中不能維持單肺通氣，麻醉風險大，涉及氣管、隆突、縱隔、食管等需要接受復雜胸外科手術的患者。本文將對 ECMO 在普胸外科手術中的應用及進展進行綜述。
引用本文： 程世釗, 盧喜科. 體外膜肺氧合在普胸外科手術中的應用及進展. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2022, 29(3): 384-389. doi: 10.7507/1007-4848.202101080 復制
體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）是一種體外生命支持技術，可將靜脈血從體內引到體外，經氧合器氧合后，再由驅動泵將血液泵入體內，可提供呼吸支持及血流動力學支持[1]。ECMO 由氧合器、驅動泵、動靜脈導管及管路等部分組成。ECMO 有兩種基本模式：靜脈-靜脈 ECMO 模式（venovenous ECMO，VV ECMO）和靜脈-動脈 ECMO 模式（venoarterial ECMO，VA ECMO）。VV ECMO 將靜脈血從體內引到體外，經氧合器氧合后泵入體內靜脈，只可提供呼吸支持。VA ECMO 則將靜脈血氧合后泵入體內動脈，可同時提供呼吸支持及血流動力學支持。 因此，ECMO 可替代全部或部分的肺功能，也可替代部分心功能。
兩項隨機對照臨床試驗包括2009 年的 CESAR 試驗（conventional ventilatory support vs. extracorporeal membrane oxygenation for severe adult respiratory failure，CESAR）和 2018 年的 EOLIA 試驗（extracorporeal membrane oxygenation for severe acute respiratory distress syndrome，EOLIA），奠定了 ECMO 在急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）急性期治療的基礎[2-3]。CESAR 試驗納入 180 例 ARDS 患者，隨機分為 ECMO 治療組和常規治療組，結果顯示 ECMO 治療組 6 個月無殘疾生存率（63%）顯著高于常規治療組（47%）[2]。EOLIA 試驗納入 249 例 ARDS 患者，隨機分為 ECMO 治療組和常規治療組，由于中期分析提示 ECMO 治療對于 ARDS 更加有效，試驗提前終止。盡管 EOLIA 試驗的結果未達到統計學差異，但 ECMO 治療組 60 d 死亡率（35%）低于常規治療組（46%）[3]。
除了肺移植及部分氣管外科手術外，大部分胸外科手術并沒有常規應用 ECMO。ECMO 在 ARDS 治療中展現顯著優勢的同時，隨著 ECMO 氧合器、驅動泵及肝素涂層管路技術的發展，ECMO 安全性提高。ECMO 作為一種心肺體外生命支持技術，逐漸在胸外科的麻醉和手術中應用越來越廣泛[4-5]。以下分別對 ECMO 在氣管、隆突及肺部手術、縱隔手術、食管手術、肺移植手術中的應用及進展進行介紹。
1 體外膜肺氧合在氣管、隆突及肺部手術中的應用及進展
對于氣管切除重建手術，其難點在于手術與麻醉兩方面。第一，由于氣管切除長度有限、縱向彈性差、氣管軟骨愈合能力差、氣管節段性血液供給特性、周圍緊鄰心臟大血管等重要結構，同時沒有成熟可靠的氣管替代物等原因，給氣管切除重建手術造成了困難。第二，麻醉方面，在氣管開放情況下維持肺部持續供氧也是一個挑戰。
盡管大部分氣管外科手術不需要常規 ECMO 支持，但 ECMO 也會對氣管切除重建提供便利。在常規氣管外科手術中，切開氣管時，需要將經口氣管插管退至聲門以下，同時將另一個氣管插管或者高頻通氣導管插入遠端氣管對肺部進行持續供氧。這樣就涉及到兩個氣管插管或者高頻通氣導管的操作，同時跨越手術術野，一方面對術者與麻醉師的配合要求較高，另一方面，跨手術視野通氣會加大氣管吻合難度，尤其對于氣管后壁的吻合。因此，對于常規氣管外科手術，應用 VV ECMO 可替代肺功能，保證患者的氧合和二氧化碳排出，手術過程中無需進行轉換氣管插管或者高頻通氣導管操作，術者可直接對氣管進行開放，同時為吻合提供便利[6]。
常規麻醉風險較大患者或復雜氣管外科手術則需要 ECMO 支持。嚴重氣管管腔狹窄患者，在誘導麻醉期間，或者經口插入氣管插管時，可能發生急性呼吸道梗阻、缺氧和二氧化碳蓄積致心律失常或心跳驟停。因此，對于誘導麻醉有風險患者，可在清醒狀態下建立 ECMO 支持，然后再行全身麻醉，進行氣管手術[5, 7]。復雜氣管手術如氣管食管瘺修補等，則需要 ECMO 進行支持，有助于保證圍手術期患者安全，同時易于術中操作[8]。
隆突切除重建、隆突伴肺切除并隆突重建手術，適用于部分謹慎選擇的累及遠端氣管或近端主支氣管的非小細胞肺癌、低度惡性腫瘤或者良性腫瘤患者，對胸外科手術技術要求較高。相比于常規氣管插管跨手術視野通氣，ECMO 可在保證患者的氧合和二氧化碳排出的前提下，提供清晰無遮擋的手術視野。因 ECMO 可增加手術暴露和手術安全，所以有可能提高惡性腫瘤的 R0 切除率，提高生存率。因隆突切除重建過程中，有可能擠壓主動脈、肺動脈，造成血流動力學不穩定，可選擇 VA ECMO 模式進行體外循環（cardiopulmonary bypass，CPB）支持。Lang 等[9]報道了 10 例肺部惡性腫瘤患者在 VA ECMO 支持下行復雜氣管支氣管切除重建手術，其中 8 例患者接受隆突切除重建手術，2 例患者接受支氣管肺動脈雙袖狀肺葉切除術。整體 R0 切除率 80%，無圍手術期死亡及并發癥發生。ECMO 除了可支持隆突切除重建手術外，還可以支持肺切除合并降主動脈或左心房部分切除手術。2021 年，Koryllos 等[10]報道了單中心 ECMO 支持下累及隆突、降主動脈、左心房的復雜肺外科手術。其中 8 例患者在 VV ECMO 支持下行隆突伴肺切除并隆突重建手術，6 例患者在 VA ECMO 支持下行肺切除合并部分降主動脈切除，9 例患者在 VVA ECMO（經頸靜脈、股靜脈同時將血液引出，氧合后泵入股動脈）支持下行肺切除合并部分左心房切除。整體 R0 切除率 75%，無術中并發癥發生。
ECMO 還可用于不能維持術中單肺通氣的肺切除手術。大多數胸外科手術都需要通過雙腔氣管插管或支氣管封堵器建立單肺通氣，但當患者既往曾行肺切除術或肺功能不足以支持單肺通氣，則不能單獨使用常規氣管插管或支氣管封堵器進行手術。此時，ECMO 可全部或部分替代肺功能，為不能維持術中單肺通氣的患者提供圍手術期支持[11]。既往全肺切除術后患者，因對側肺出現異時性雙原發癌、轉移癌或肺大皰等，可在 ECMO 支持下行肺段切除術、楔形切除術或肺大皰切除術[12-14]。嚴重肺氣腫患者可在 ECMO 支持下行肺減容術[15-16]。
2 體外膜肺氧合在縱隔手術中的應用及進展
巨大縱隔腫物可以壓迫氣管，導致氣管狹窄，嚴重時患者可出現呼吸困難，進而插管困難。同時，縱隔腫物切除術前常規誘導麻醉，由于肌肉松弛和藥物作用，縱隔腫物可能進一步壓迫氣管，并壓迫血管和右心房造成血流動力學變化，造成急性呼吸道梗阻或心跳驟停。ECMO 根據模式不同，可提供呼吸支持及血流動力學支持。在 VA ECMO 支持下，1 例巨大縱隔肉瘤壓迫氣管患者順利行縱隔腫物切除術，無嚴重并發癥[17]。同樣，1 例巨大縱隔甲狀腺濾泡性腺瘤患者和 1 例巨大縱隔血管瘤患者也順利在 VV ECMO 支持下接受手術切除[18-19]。
此外，對于縱隔腫物侵及上腔靜脈需行上腔靜脈置換患者，可行 ECMO 建立引流通路保證腦部血液回流。Zhang 等[20]報道了 1 例胸腺瘤侵及左無名靜脈和上腔靜脈患者，在 ECMO 支持下順利行胸腺瘤、部分心包、右肺上葉切除并上腔靜脈置換術。術中經雙側頸內靜脈將血液引出，氧合后泵入股靜脈進行 ECMO 支持，從而保證了腦部血液回流。
3 體外膜肺氧合在食管手術中的應用及進展
ECMO 在食管外科中的應用報道較少。Schiff 等[21]報道了 1 例 VV ECMO 支持下的食管癌切除術。患者為中上段食管癌，12 年前因肺癌接受左全肺切除術，術后接受放射治療、化學治療，在 VV ECMO 支持下分兩期行三切口食管癌切除、胃代食管頸部吻合術。患者恢復順利，無食管和肺部并發癥。Xu 等[22]報道了 1 例 VA ECMO 支持下的食管癌切除術。患者為下段食管癌，12 年前因肺癌接受左全肺切除術，在 VA ECMO 支持下順利行右胸上腹兩切口食管癌切除、胃代食管胸內吻合術。還有報道對于食管癌侵及氣管患者，可在 VA ECMO 支持下行食管癌切除并氣管部分切除重建術[23]。綜上，對于既往曾行肺切除術或肺功能不足以支持單肺通氣，或者食管癌侵及氣管患者，ECMO 可在麻醉和術中提供呼吸及循環支持，以利于手術進行。
4 體外膜肺氧合在肺移植手術中的應用及進展
ECMO 的使用貫穿于肺移植手術的圍手術期[24-25]。術前，ECMO 可以作為終末期肺疾病患者安全進行肺移植手術的橋接治療。術中，ECMO 可以對肺移植患者進行臨時心肺支持。術后，ECMO 可以作為原發性移植物功能障礙（primary graft dysfunction，PGD）的有效支持手段。
大部分肺移植患者不需要肺移植前的橋接治療，但當患者出現難治性低氧血癥、高碳酸血癥或血流動力學不穩定時，ECMO 可作為肺移植患者的橋接治療。VV ECMO 橋接治療用于心功能正常，單純合并難治性低氧血癥、高碳酸血癥的患者；VA ECMO 橋接治療用于肺動脈高壓或合并右心功能不全的患者。在肺移植的橋接治療中，VV ECMO 更加普遍[26]。2019 年，Hayanga 等[27]研究了美國器官共享聯合網絡數據庫中 2005—2017 年的肺移植患者數據。相比于 2005—2011 年，2012—2017 年接受 ECMO 橋接治療的比例升高了 5 倍。隨著 ECMO 技術發展，清醒 ECMO（awake ECMO）橋接治療可以允許患者在清醒狀態下等待肺移植手術，進一步，可移動 ECMO（ambulatory ECMO）橋接治療允許患者在清醒的前提下進行活動[28]。Fuehner 等[29]比較了清醒 ECMO 橋接治療和機械通氣橋接治療對于肺移植患者生存的影響，結果顯示清醒 ECMO 橋接治療患者在術后 6 個月生存率明顯高于機械通氣橋接治療患者（80% vs. 50%，P=0.02）。與上述報道一致，Nosotti 等[30]的研究顯示清醒 ECMO 橋接治療患者的 1 年生存率顯著高于機械通氣患者（85.7% vs. 50%）。同樣，2020 年 Funamoto 等[31]回顧性分析了美國器官共享聯合網絡數據庫中 2010—2018 年的肺移植患者數據，結果發現清醒 ECMO 橋接治療患者的生存顯著優于機械通氣橋接治療［HR=1.63，95%CI（1.27，2.09），P<0.001］。
在肺移植手術中，大約 30%～40% 的患者血流動力學不穩定或者不能耐受單肺通氣，需要使用 ECMO 或者CPB進行心肺輔助[32]。Magouliotis 等[33]系統性回顧了肺移植術中應用 ECMO 和 CPB 的文獻。該 Meta 分析納入 7 篇文獻，共 785 例肺移植患者，結果顯示相對于 CPB，在術中應用 ECMO 可以降低出血、肺部并發癥、腎衰竭、PGD 發生率，降低機械通氣的使用率，縮短重癥監護及住院時間。相對于 VV ECMO，VA ECMO 可以提供血流動力學支持，同時降低移植肺的血流，減小移植肺的缺血-再灌注損傷，因此 VA ECMO 在肺移植手術中更加普遍[34]。
對于移植肺功能差或肺動脈高壓患者，可以將術中 ECMO 延續為術后 ECMO 治療。Hoetzenecker 等[35]比較分析了術中 ECMO 延續為術后 ECMO 治療患者、單純術中 ECMO 支持患者和術中未使用 ECMO 支持患者的資料。83.5% 患者接受了術中 ECMO 支持，其中 26.3% 患者因移植肺功能差或合并肺動脈高壓，將術中 ECMO 延續為術后 ECMO 治療。結果顯示，與術中未使用 ECMO 支持患者相比，由術中 ECMO 延續為術后 ECMO 治療患者的 1 年、3 年和 5 年生存率顯著升高（84%、81%、76% vs. 82%、76%、74%）。
移植后進行 ECMO 治療，還可作為 3 級 PGD 的有效支持手段。ECMO 可提供充足的氧合和二氧化碳排出，降低機械通氣對于移植肺的損傷，用于肺血管舒張藥物無效的嚴重低氧血癥［動脈血氧分壓（PO2）/吸入氧氣濃度（FiO2）<100 mm Hg］。VV ECMO 和 VA ECMO 均可用于 PGD 的支持治療，對于無血流動力學異常患者，優先選擇 VV ECMO 支持治療[36]。相比于 VA ECMO 治療 PGD 患者的 1 年和 5 年生存率分別為 40% 和 25%[37]，Hartwig 等[38]應用 VV ECMO 治療 PGD 患者，1 年和 5 年生存率顯著升高，分別為 64% 和 49%。
5 體外膜肺氧合在胸外傷患者中的應用及進展
ECMO 在胸外傷患者中的應用并不常規，需要綜合考慮獲益及風險。一方面，嚴重胸外傷患者，急診手術后可合并呼吸功能或血流動力學障礙，需要心肺功能支持。另一方面，ECMO 治療過程中使用肝素抗凝，使胸外傷患者出血風險增加。Jacobs 等[39]研究了體外生命支持組織（Extracorporeal Life Support Organization，ELSO）數據庫中 1998—2014 年應用 ECMO 進行心肺功能支持的鈍性胸外傷患者數據。研究共納入 85 例患者，應用 ECMO 的平均時間為（207.4±23.8）h，其中 63 例患者接受 VV ECMO。結果顯示，74.1% 的患者順利出院。29.4% 的患者合并出血并發癥，其中 ECMO 插管部位出血并發癥的發生率為 18.8%。多因素分析顯示，使用 VV ECMO 和較短 ECMO 持續時間與患者生存顯著相關。Mulder 等[40]報道了 1 例 18 歲穿透性胸外傷患者成功應用 VV ECMO 治療胸外傷術后 ARDS。
ECMO 氧合器、驅動泵及肝素涂層管路技術的發展，使 ECMO 的肝素用量減少，同時血栓發生風險降低。肝素減量、無肝素 ECMO 在胸外傷患者中的應用報道逐漸增加。2020 年，Sugiyama 等[41]報道了 1 例 34 歲合并大咯血的鈍性胸外傷患者，應用肝素減量 VV ECMO，成功止血并脫機出院，其中肝素減量 VV ECMO 的應用時間為 17 d。同年，Zhang 等[42]報道了 1 例 22 歲合并肺部大出血的鈍性胸外傷患者，應用無肝素 VV ECMO 與肺泡灌洗，成功止血并脫機出院，其中無肝素 VV ECMO 的應用時間為 9 d。
6 體外膜肺氧合相關并發癥
根據 ELSO 建議，ECMO 相關并發癥可分為患者機體相關并發癥和 ECMO 機械系統并發癥兩大類[43]。患者機體相關并發癥包括出血、血栓栓塞、溶血、感染、腎功能不全、神經系統損傷等，其中以出血、血栓栓塞較為常見。患者接受 ECMO 治療期間，一方面，需接受持續抗凝，同時可合并血小板及凝血功能障礙，因此出血發生率較高，約為 16%～56%。出血部位以手術部位或 ECMO 插管部位最為常見。對血小板計數和凝血功能進行持續監測與評估，可降低出血風險[44]。另一方面，患者血液與 ECMO 氧合器、驅動泵和管路接觸，血小板活性物質釋放及凝血系統激活，使血栓栓塞風險增加。監測 ECMO 氧合器前后壓力梯度、管路凝血征象及凝血功能，可降低血栓栓塞風險[45]。ECMO 機械系統并發癥包括與 ECMO 器材及管路相關的并發癥，如氧合器功能異常、循環管道破裂、驅動泵異常等。隨著 ECMO 氧合器、驅動泵及肝素涂層管路技術的發展，ECMO 機械系統并發癥已逐漸減少。
7 總結
ECMO 作為一種體外生命支持技術，根據模式不同，可提供呼吸支持及血流動力學支持。ECMO 在 ARDS 治療中展現的顯著優勢及其氧合器、驅動泵及肝素涂層管路等技術的發展，促進了其在胸外科圍手術期中的應用探索。目前，ECMO 除了可用于肺移植的整個圍手術期外，還可用于術中不能維持單肺通氣，麻醉風險大，涉及氣管、隆突、縱隔、食管等需要接受復雜胸外科手術的患者。隨著 ECMO 技術的進步，其在普胸外科中的應用將會越來越廣泛。
利益沖突：無。
作者貢獻：程世釗撰寫、修改文章；盧喜科撰寫、修改文章，對文章的相關內容進行指導。
體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）是一種體外生命支持技術，可將靜脈血從體內引到體外，經氧合器氧合后，再由驅動泵將血液泵入體內，可提供呼吸支持及血流動力學支持[1]。ECMO 由氧合器、驅動泵、動靜脈導管及管路等部分組成。ECMO 有兩種基本模式：靜脈-靜脈 ECMO 模式（venovenous ECMO，VV ECMO）和靜脈-動脈 ECMO 模式（venoarterial ECMO，VA ECMO）。VV ECMO 將靜脈血從體內引到體外，經氧合器氧合后泵入體內靜脈，只可提供呼吸支持。VA ECMO 則將靜脈血氧合后泵入體內動脈，可同時提供呼吸支持及血流動力學支持。 因此，ECMO 可替代全部或部分的肺功能，也可替代部分心功能。
兩項隨機對照臨床試驗包括2009 年的 CESAR 試驗（conventional ventilatory support vs. extracorporeal membrane oxygenation for severe adult respiratory failure，CESAR）和 2018 年的 EOLIA 試驗（extracorporeal membrane oxygenation for severe acute respiratory distress syndrome，EOLIA），奠定了 ECMO 在急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）急性期治療的基礎[2-3]。CESAR 試驗納入 180 例 ARDS 患者，隨機分為 ECMO 治療組和常規治療組，結果顯示 ECMO 治療組 6 個月無殘疾生存率（63%）顯著高于常規治療組（47%）[2]。EOLIA 試驗納入 249 例 ARDS 患者，隨機分為 ECMO 治療組和常規治療組，由于中期分析提示 ECMO 治療對于 ARDS 更加有效，試驗提前終止。盡管 EOLIA 試驗的結果未達到統計學差異，但 ECMO 治療組 60 d 死亡率（35%）低于常規治療組（46%）[3]。
除了肺移植及部分氣管外科手術外，大部分胸外科手術并沒有常規應用 ECMO。ECMO 在 ARDS 治療中展現顯著優勢的同時，隨著 ECMO 氧合器、驅動泵及肝素涂層管路技術的發展，ECMO 安全性提高。ECMO 作為一種心肺體外生命支持技術，逐漸在胸外科的麻醉和手術中應用越來越廣泛[4-5]。以下分別對 ECMO 在氣管、隆突及肺部手術、縱隔手術、食管手術、肺移植手術中的應用及進展進行介紹。
1 體外膜肺氧合在氣管、隆突及肺部手術中的應用及進展
對于氣管切除重建手術，其難點在于手術與麻醉兩方面。第一，由于氣管切除長度有限、縱向彈性差、氣管軟骨愈合能力差、氣管節段性血液供給特性、周圍緊鄰心臟大血管等重要結構，同時沒有成熟可靠的氣管替代物等原因，給氣管切除重建手術造成了困難。第二，麻醉方面，在氣管開放情況下維持肺部持續供氧也是一個挑戰。
盡管大部分氣管外科手術不需要常規 ECMO 支持，但 ECMO 也會對氣管切除重建提供便利。在常規氣管外科手術中，切開氣管時，需要將經口氣管插管退至聲門以下，同時將另一個氣管插管或者高頻通氣導管插入遠端氣管對肺部進行持續供氧。這樣就涉及到兩個氣管插管或者高頻通氣導管的操作，同時跨越手術術野，一方面對術者與麻醉師的配合要求較高，另一方面，跨手術視野通氣會加大氣管吻合難度，尤其對于氣管后壁的吻合。因此，對于常規氣管外科手術，應用 VV ECMO 可替代肺功能，保證患者的氧合和二氧化碳排出，手術過程中無需進行轉換氣管插管或者高頻通氣導管操作，術者可直接對氣管進行開放，同時為吻合提供便利[6]。
常規麻醉風險較大患者或復雜氣管外科手術則需要 ECMO 支持。嚴重氣管管腔狹窄患者，在誘導麻醉期間，或者經口插入氣管插管時，可能發生急性呼吸道梗阻、缺氧和二氧化碳蓄積致心律失常或心跳驟停。因此，對于誘導麻醉有風險患者，可在清醒狀態下建立 ECMO 支持，然后再行全身麻醉，進行氣管手術[5, 7]。復雜氣管手術如氣管食管瘺修補等，則需要 ECMO 進行支持，有助于保證圍手術期患者安全，同時易于術中操作[8]。
隆突切除重建、隆突伴肺切除并隆突重建手術，適用于部分謹慎選擇的累及遠端氣管或近端主支氣管的非小細胞肺癌、低度惡性腫瘤或者良性腫瘤患者，對胸外科手術技術要求較高。相比于常規氣管插管跨手術視野通氣，ECMO 可在保證患者的氧合和二氧化碳排出的前提下，提供清晰無遮擋的手術視野。因 ECMO 可增加手術暴露和手術安全，所以有可能提高惡性腫瘤的 R0 切除率，提高生存率。因隆突切除重建過程中，有可能擠壓主動脈、肺動脈，造成血流動力學不穩定，可選擇 VA ECMO 模式進行體外循環（cardiopulmonary bypass，CPB）支持。Lang 等[9]報道了 10 例肺部惡性腫瘤患者在 VA ECMO 支持下行復雜氣管支氣管切除重建手術，其中 8 例患者接受隆突切除重建手術，2 例患者接受支氣管肺動脈雙袖狀肺葉切除術。整體 R0 切除率 80%，無圍手術期死亡及并發癥發生。ECMO 除了可支持隆突切除重建手術外，還可以支持肺切除合并降主動脈或左心房部分切除手術。2021 年，Koryllos 等[10]報道了單中心 ECMO 支持下累及隆突、降主動脈、左心房的復雜肺外科手術。其中 8 例患者在 VV ECMO 支持下行隆突伴肺切除并隆突重建手術，6 例患者在 VA ECMO 支持下行肺切除合并部分降主動脈切除，9 例患者在 VVA ECMO（經頸靜脈、股靜脈同時將血液引出，氧合后泵入股動脈）支持下行肺切除合并部分左心房切除。整體 R0 切除率 75%，無術中并發癥發生。
ECMO 還可用于不能維持術中單肺通氣的肺切除手術。大多數胸外科手術都需要通過雙腔氣管插管或支氣管封堵器建立單肺通氣，但當患者既往曾行肺切除術或肺功能不足以支持單肺通氣，則不能單獨使用常規氣管插管或支氣管封堵器進行手術。此時，ECMO 可全部或部分替代肺功能，為不能維持術中單肺通氣的患者提供圍手術期支持[11]。既往全肺切除術后患者，因對側肺出現異時性雙原發癌、轉移癌或肺大皰等，可在 ECMO 支持下行肺段切除術、楔形切除術或肺大皰切除術[12-14]。嚴重肺氣腫患者可在 ECMO 支持下行肺減容術[15-16]。
2 體外膜肺氧合在縱隔手術中的應用及進展
巨大縱隔腫物可以壓迫氣管，導致氣管狹窄，嚴重時患者可出現呼吸困難，進而插管困難。同時，縱隔腫物切除術前常規誘導麻醉，由于肌肉松弛和藥物作用，縱隔腫物可能進一步壓迫氣管，并壓迫血管和右心房造成血流動力學變化，造成急性呼吸道梗阻或心跳驟停。ECMO 根據模式不同，可提供呼吸支持及血流動力學支持。在 VA ECMO 支持下，1 例巨大縱隔肉瘤壓迫氣管患者順利行縱隔腫物切除術，無嚴重并發癥[17]。同樣，1 例巨大縱隔甲狀腺濾泡性腺瘤患者和 1 例巨大縱隔血管瘤患者也順利在 VV ECMO 支持下接受手術切除[18-19]。
此外，對于縱隔腫物侵及上腔靜脈需行上腔靜脈置換患者，可行 ECMO 建立引流通路保證腦部血液回流。Zhang 等[20]報道了 1 例胸腺瘤侵及左無名靜脈和上腔靜脈患者，在 ECMO 支持下順利行胸腺瘤、部分心包、右肺上葉切除并上腔靜脈置換術。術中經雙側頸內靜脈將血液引出，氧合后泵入股靜脈進行 ECMO 支持，從而保證了腦部血液回流。
3 體外膜肺氧合在食管手術中的應用及進展
ECMO 在食管外科中的應用報道較少。Schiff 等[21]報道了 1 例 VV ECMO 支持下的食管癌切除術。患者為中上段食管癌，12 年前因肺癌接受左全肺切除術，術后接受放射治療、化學治療，在 VV ECMO 支持下分兩期行三切口食管癌切除、胃代食管頸部吻合術。患者恢復順利，無食管和肺部并發癥。Xu 等[22]報道了 1 例 VA ECMO 支持下的食管癌切除術。患者為下段食管癌，12 年前因肺癌接受左全肺切除術，在 VA ECMO 支持下順利行右胸上腹兩切口食管癌切除、胃代食管胸內吻合術。還有報道對于食管癌侵及氣管患者，可在 VA ECMO 支持下行食管癌切除并氣管部分切除重建術[23]。綜上，對于既往曾行肺切除術或肺功能不足以支持單肺通氣，或者食管癌侵及氣管患者，ECMO 可在麻醉和術中提供呼吸及循環支持，以利于手術進行。
4 體外膜肺氧合在肺移植手術中的應用及進展
ECMO 的使用貫穿于肺移植手術的圍手術期[24-25]。術前，ECMO 可以作為終末期肺疾病患者安全進行肺移植手術的橋接治療。術中，ECMO 可以對肺移植患者進行臨時心肺支持。術后，ECMO 可以作為原發性移植物功能障礙（primary graft dysfunction，PGD）的有效支持手段。
大部分肺移植患者不需要肺移植前的橋接治療，但當患者出現難治性低氧血癥、高碳酸血癥或血流動力學不穩定時，ECMO 可作為肺移植患者的橋接治療。VV ECMO 橋接治療用于心功能正常，單純合并難治性低氧血癥、高碳酸血癥的患者；VA ECMO 橋接治療用于肺動脈高壓或合并右心功能不全的患者。在肺移植的橋接治療中，VV ECMO 更加普遍[26]。2019 年，Hayanga 等[27]研究了美國器官共享聯合網絡數據庫中 2005—2017 年的肺移植患者數據。相比于 2005—2011 年，2012—2017 年接受 ECMO 橋接治療的比例升高了 5 倍。隨著 ECMO 技術發展，清醒 ECMO（awake ECMO）橋接治療可以允許患者在清醒狀態下等待肺移植手術，進一步，可移動 ECMO（ambulatory ECMO）橋接治療允許患者在清醒的前提下進行活動[28]。Fuehner 等[29]比較了清醒 ECMO 橋接治療和機械通氣橋接治療對于肺移植患者生存的影響，結果顯示清醒 ECMO 橋接治療患者在術后 6 個月生存率明顯高于機械通氣橋接治療患者（80% vs. 50%，P=0.02）。與上述報道一致，Nosotti 等[30]的研究顯示清醒 ECMO 橋接治療患者的 1 年生存率顯著高于機械通氣患者（85.7% vs. 50%）。同樣，2020 年 Funamoto 等[31]回顧性分析了美國器官共享聯合網絡數據庫中 2010—2018 年的肺移植患者數據，結果發現清醒 ECMO 橋接治療患者的生存顯著優于機械通氣橋接治療［HR=1.63，95%CI（1.27，2.09），P<0.001］。
在肺移植手術中，大約 30%～40% 的患者血流動力學不穩定或者不能耐受單肺通氣，需要使用 ECMO 或者CPB進行心肺輔助[32]。Magouliotis 等[33]系統性回顧了肺移植術中應用 ECMO 和 CPB 的文獻。該 Meta 分析納入 7 篇文獻，共 785 例肺移植患者，結果顯示相對于 CPB，在術中應用 ECMO 可以降低出血、肺部并發癥、腎衰竭、PGD 發生率，降低機械通氣的使用率，縮短重癥監護及住院時間。相對于 VV ECMO，VA ECMO 可以提供血流動力學支持，同時降低移植肺的血流，減小移植肺的缺血-再灌注損傷，因此 VA ECMO 在肺移植手術中更加普遍[34]。
對于移植肺功能差或肺動脈高壓患者，可以將術中 ECMO 延續為術后 ECMO 治療。Hoetzenecker 等[35]比較分析了術中 ECMO 延續為術后 ECMO 治療患者、單純術中 ECMO 支持患者和術中未使用 ECMO 支持患者的資料。83.5% 患者接受了術中 ECMO 支持，其中 26.3% 患者因移植肺功能差或合并肺動脈高壓，將術中 ECMO 延續為術后 ECMO 治療。結果顯示，與術中未使用 ECMO 支持患者相比，由術中 ECMO 延續為術后 ECMO 治療患者的 1 年、3 年和 5 年生存率顯著升高（84%、81%、76% vs. 82%、76%、74%）。
移植后進行 ECMO 治療，還可作為 3 級 PGD 的有效支持手段。ECMO 可提供充足的氧合和二氧化碳排出，降低機械通氣對于移植肺的損傷，用于肺血管舒張藥物無效的嚴重低氧血癥［動脈血氧分壓（PO2）/吸入氧氣濃度（FiO2）<100 mm Hg］。VV ECMO 和 VA ECMO 均可用于 PGD 的支持治療，對于無血流動力學異常患者，優先選擇 VV ECMO 支持治療[36]。相比于 VA ECMO 治療 PGD 患者的 1 年和 5 年生存率分別為 40% 和 25%[37]，Hartwig 等[38]應用 VV ECMO 治療 PGD 患者，1 年和 5 年生存率顯著升高，分別為 64% 和 49%。
5 體外膜肺氧合在胸外傷患者中的應用及進展
ECMO 在胸外傷患者中的應用并不常規，需要綜合考慮獲益及風險。一方面，嚴重胸外傷患者，急診手術后可合并呼吸功能或血流動力學障礙，需要心肺功能支持。另一方面，ECMO 治療過程中使用肝素抗凝，使胸外傷患者出血風險增加。Jacobs 等[39]研究了體外生命支持組織（Extracorporeal Life Support Organization，ELSO）數據庫中 1998—2014 年應用 ECMO 進行心肺功能支持的鈍性胸外傷患者數據。研究共納入 85 例患者，應用 ECMO 的平均時間為（207.4±23.8）h，其中 63 例患者接受 VV ECMO。結果顯示，74.1% 的患者順利出院。29.4% 的患者合并出血并發癥，其中 ECMO 插管部位出血并發癥的發生率為 18.8%。多因素分析顯示，使用 VV ECMO 和較短 ECMO 持續時間與患者生存顯著相關。Mulder 等[40]報道了 1 例 18 歲穿透性胸外傷患者成功應用 VV ECMO 治療胸外傷術后 ARDS。
ECMO 氧合器、驅動泵及肝素涂層管路技術的發展，使 ECMO 的肝素用量減少，同時血栓發生風險降低。肝素減量、無肝素 ECMO 在胸外傷患者中的應用報道逐漸增加。2020 年，Sugiyama 等[41]報道了 1 例 34 歲合并大咯血的鈍性胸外傷患者，應用肝素減量 VV ECMO，成功止血并脫機出院，其中肝素減量 VV ECMO 的應用時間為 17 d。同年，Zhang 等[42]報道了 1 例 22 歲合并肺部大出血的鈍性胸外傷患者，應用無肝素 VV ECMO 與肺泡灌洗，成功止血并脫機出院，其中無肝素 VV ECMO 的應用時間為 9 d。
6 體外膜肺氧合相關并發癥
根據 ELSO 建議，ECMO 相關并發癥可分為患者機體相關并發癥和 ECMO 機械系統并發癥兩大類[43]。患者機體相關并發癥包括出血、血栓栓塞、溶血、感染、腎功能不全、神經系統損傷等，其中以出血、血栓栓塞較為常見。患者接受 ECMO 治療期間，一方面，需接受持續抗凝，同時可合并血小板及凝血功能障礙，因此出血發生率較高，約為 16%～56%。出血部位以手術部位或 ECMO 插管部位最為常見。對血小板計數和凝血功能進行持續監測與評估，可降低出血風險[44]。另一方面，患者血液與 ECMO 氧合器、驅動泵和管路接觸，血小板活性物質釋放及凝血系統激活，使血栓栓塞風險增加。監測 ECMO 氧合器前后壓力梯度、管路凝血征象及凝血功能，可降低血栓栓塞風險[45]。ECMO 機械系統并發癥包括與 ECMO 器材及管路相關的并發癥，如氧合器功能異常、循環管道破裂、驅動泵異常等。隨著 ECMO 氧合器、驅動泵及肝素涂層管路技術的發展，ECMO 機械系統并發癥已逐漸減少。
7 總結
ECMO 作為一種體外生命支持技術，根據模式不同，可提供呼吸支持及血流動力學支持。ECMO 在 ARDS 治療中展現的顯著優勢及其氧合器、驅動泵及肝素涂層管路等技術的發展，促進了其在胸外科圍手術期中的應用探索。目前，ECMO 除了可用于肺移植的整個圍手術期外，還可用于術中不能維持單肺通氣，麻醉風險大，涉及氣管、隆突、縱隔、食管等需要接受復雜胸外科手術的患者。隨著 ECMO 技術的進步，其在普胸外科中的應用將會越來越廣泛。
利益沖突：無。
作者貢獻：程世釗撰寫、修改文章；盧喜科撰寫、修改文章，對文章的相關內容進行指導。