儿科体外膜肺氧合操作手册
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四、V-A ECMO和V-V ECMO的氧合

ECMO治疗最重要的支持目的是为维持患者的氧输送和CO 2排出。气体在氧合膜内的交换依靠膜两侧的气体压力梯度;由于CO 2的弥散速度远高于氧气,因此,在实际操作中保证患者足够的氧输送成为ECMO治疗中的关键问题。

(一)ECMO患者的氧输送受以下因素影响

1.流经氧合器后血液的氧含量。
2.通过ECMO管路的血流速度。
3.患者本身肺部的氧摄取能力。
4.患者自身的心输出量。
5.患者血液中的血红蛋白含量。

(二)ECMO管路的血液氧合受以下因素影响

1.供应氧合器气体的氧气浓度(驱动气体的氧气浓度梯度)。
2.氧气进入中空纤维或膜的难易程度(氧合器的通透性)。
3.氧气进入血液层的弥散能力(氧气在血浆的溶解性)。

(三)V-A ECMO的氧合

V-A ECMO将右心一部分血液引流到ECMO管路中,经充分氧合后回输到动脉系统,因此,该模式对呼吸和循环均有支持作用。V-A ECMO模式时,仍有部分右心房的血液经肺部气体交换后进入左心,经体循环后重新回到右心。这部分血液的气体交换情况很难确定,主要取决于患者肺功能和疾病状态。动脉氧含量和PaCO 2的变化受患者心输出量、肺功能、供应氧合膜的气体流量、ECMO血流量、血红蛋白浓度以及动脉置管方式等因素影响。
V-A ECMO支持时,改善患者全身氧供是通过调整ECMO流量的大小来实现,同时应尽量减少流量增加对自身心排量的影响。若ECMO血流未达到氧合器的额定流速,则提高或降低流量,ECMO所提供的氧输送也随着增减。
V-A ECMO治疗时患者的动脉氧分压不能完全反映机体的实际组织氧合,此时应以右心的混合静脉血氧饱和度和氧含量作为判断组织是否得到充分氧合的指标。生理状态下,肺动脉内的混合静脉血氧饱和度为65%~75%,达到此水平时表明机体的氧供正常。混合静脉血氧饱和度降低提示机体氧供不足。进入氧合器前的血液最能代表混合静脉血氧饱和度,因此,V-A ECMO时以检测氧合器前的血氧饱和度来判断氧供是否满足组织所需,而非患者自身的动脉血氧饱和度。
另外,V-A ECMO患者的氧合还会受到自身肺部气体交换情况的影响。自身肺对患者全身氧合的支持,取决于自身肺部疾病严重程度和呼吸机参数设置情况的影响。

(四)V-V ECMO的氧合

V-V ECMO用于血流动力学稳定的呼吸衰竭患者,目前V-V模式治疗已经成为需要ECMO治疗的呼吸衰竭患者的首选方案。因为某些情况下,V-V ECMO所提供氧输送不能满足机体所需,所以患者肺部仍需提供一定程度的气体交换。理论上讲,V-V ECMO治疗对循环功能不提供直接支持作用。但在V-V ECMO治疗时,由于冠状动脉和肺动脉内的血氧含量增加,可使心脏供氧增加,降低因缺氧导致的肺动脉高压,从而间接改善心脏功能而对循环提供支持。
接受V-V ECMO治疗的患者需要靠自身心脏向全身动脉系统和组织提供氧合后的血液。增加右心房静脉血的氧含量或减少再循环可以增加氧输送(如增加自身心输出量,调整置管位置)。因经氧合器氧合的血液持续和静脉血在右心房内混合,因此最终到达主动脉和组织的氧含量受到以下因素影响:引入ECMO管路的血液总量;氧合血量和回输到静脉系统的血量。理想的泵流速应是以最小的再循环率而提供最有效的流速,供应最高的氧输送,造成最低程度的管路磨损和(或)溶血。
V-V ECMO的PaO 2水平:通常情况下,患者氧饱和度维持在80%~95%,氧分压在50~80mmHg。该模式支持时的机体氧合受患者自身心功能和再循环因素的影响。V-V模式下的体外循环支持的氧合血与静脉血混合后经肺泡后再进入体循环,如果肺功能很差,混合后的血液不能进一步氧合,则进入体循环的动脉血氧饱和度也会较低。一旦患者肺部情况好转,氧分压会逐渐上升。
V-V ECMO的再循环:V-V ECMO中部分氧合后的血液重新被吸引到管路中的现象。其原因为ECMO的引流和回输均在同一静脉通路中。再循环是V-V ECMO的独有现象,也是该模式支持过程中需要重视的非常重要的问题。再循环不利因素为:①因部分氧合血不能回输到患者体内,再循环降低了V-V ECMO治疗的有效支持力度;②因引流血中混入了氧合血,SVO 2不能反映患者氧合支持的真实效果(图5-1)。
图5-1 V-V ECMO双腔插管再循环
患者发生再循环的典型表现为:患者动脉血氧饱和度降低,ECMO管路中静脉血氧饱和度升高。若再循环显著增加时,ECMO支持的有效氧输送降低,并且可能增加溶血风险。造成再循环发生的主要原因:①右心房容量减少:因容量降低可造成较多氧合血重新回吸收到管路中。②血管插管位置:两根静脉插管时,如果引流管和回输管的端口距离太近,会增加再循环流量;双腔插管时,插管位置太高位于上腔静脉或太低位于下腔静脉均会增加再循环。另外,插管流出口位置不正确,流出的氧合血距离三尖瓣较远时也会增加再循环。③心输出量较少:心输出量降低时,患者自身经右心房排出的氧合血较少,导致再循环血量增加。
V-V ECMO时增加氧合的措施:①提高血红蛋白浓度;②增加ECMO血流速度(注意:泵流速超过理想流速时,再循环增加,有效血流降低,患者氧合降低);③改善心功能,增加心输出量。若V-V ECMO支持不能满足机体所需时,则可转为V-A ECMO。