第三节　插管和管道

一、ECMO管路

ECMO的管路由PVC管构成。管道的尺寸从新生儿和婴幼儿用的内径1/4in到儿童和成人用的3/8in（1in=25.4mm）。每个ECMO中心会设计一种最符合本单位需求的ECMO管路。监测探头和注射孔可以放置在不同的位置。ECMO管路设计应符合以下几条基本原则。

（一）管路越短越好

管路中的阻力与长度成正比。而且ECMO管路越长，越增加血液与异物表面接触的表面积、预充液体总量和热量损失。管路长度应刚好够从泵到患者，并能保证患者安全运送。其次，接头越少越好。管路中每一个接头都增加了湍流的发生。这些湍流的部位就是血栓形成的部位，并且会使红细胞破坏增加。另外，制造商应尽可能优化设计每一个接头。用化学方法密封，减少高压状态下接头脱落的可能性。

（二）表面涂层

众所周知，血液接触异物表面时会激活血小板、补体及炎性介质等。补体系统的激活和炎症介质的释放会造成急性呼吸窘迫和其他器官功能不全的发生。

目前市场上已有多种涂层产品，其成分和原理不尽相同。目前的涂层管路产品大致分为生物活性表面和生物惰性表面两大类。

生物活性表面包含肝素结合表面，一氧化氮结合/释放表面，双嘧达莫和赖氨酸表面涂层等。其中肝素结合产品又分为早期的肝素可逆结合涂层和后来的肝素不可逆结合涂层，有一致的证据表明肝素涂层表面可以抑制补体的激活而减轻炎性反应。

血液与异物表面接触反应首先是蛋白的吸附，生物惰性表面涂层通过在聚合物血液接触表面形成交替排列的亲水和疏水（极性和非极性）微区域，改变表面对蛋白的吸附作用，达到最小化细胞和蛋白与表面相互作用的目的。

生物涂层技术在一定程度上减轻了炎性反应，更有利于血液保护。最理想的涂层表面应该是血管内皮，但目前成本及活体细胞保存问题等尚未解决。

二、ECMO插管

体外生命支持（extracorporeal life support，ECLS）的建立，必须先根据患者年龄、体重、病情等决定应用VV ECMO还是VA ECMO，再决定插管的位置，以便ECLS顺利进行。

（一）原则

在ICU、急诊室或手术室以及院外都可进行ECMO，插管前先给予肝素50～100IU/kg，3分钟后测ACT达200～300秒后，方可置管。

插管是ECMO流量的主要限制因素之一。因为插管内径越小血流阻力越大，无论动脉还是静脉插管，太细均会导致ECMO难以提供足够的流量支持。更粗的插管可以减轻血液破坏和减少管路崩裂的发生，并减小阻力降低ECMO系统的后负荷。

插管规格以法制单位（F）来表示，表明了插管的外径。管壁厚度和插管的长度也必须考虑。不同厂家生产的相同规格的插管，内径可能并不相同。

静脉插管一般末端和侧面都有孔，即使末端堵塞血流也可通过。单管双腔插管为VV ECMO支持提供了一个简便的方法。早期这种技术主要用于小儿，后通过改进，成人也可以采用此方法。这种插管在上下腔静脉开口处分别有引流口将静脉血引出，同时将氧合血经插管的另一个腔射入右心房。由于氧合血回流口正对三尖瓣，有效地减少了血液在右心房内的无效循环，很可惜目前国内没有供货，期待此类双腔插管能在不久的将来应用于我国成人VV ECMO。

动脉插管一般只有末端孔以防止动脉损伤，部分动脉插管也有少量侧孔（2～4个）。虽然插管需要薄壁、可弯曲以尽可能减少阻力，但不应扭折。带金属丝的插管如Bio-Medicus（Medtronic，Minneapolis，MN）非常有弹性，不易扭折。

（二）支持类型

其辅助模式主要有两类：静脉-静脉（VV）模式与静脉-动脉（VA）模式，另外还有据此衍生出的静脉-动脉-静脉（VAV）模式以及静脉-静脉-动脉（VVA）模式。VV模式，将患者乏氧血液通过静脉插管引流到体外，经血泵驱动入氧合器，氧合并排出二氧化碳后，再通过插管将氧合血注入静脉内，以达到辅助或支持人体肺脏的功能。常经股静脉引流经颈内静脉回流，或颈内静脉至右房置入双腔管的方式来实现。VA模式，是将患者乏氧血液由静脉插管引流到体外，经由血泵注入氧合器，氧合并清除二氧化碳后，再通过动脉插管将氧合血注入人体大动脉，以达到辅助或支持人体心脏与肺脏功能。可通过外周插管，颈静脉-颈动脉、股静脉-股动脉或中心插管（右房-主动脉）的方式来实现。

（三）插管技术的选择

VA模式常用切开插管，需要动脉结扎以防止插管周围渗血，以及血液从插管旁缓慢流过引起的远端栓塞。在婴幼儿中，单侧颈动脉一般可以安全地结扎，不会留下严重后遗症。VV模式既可以使用静脉结扎技术也可通过经皮或半开放技术而避免血管结扎。虽然颈静脉结扎一般耐受良好，但有证据表明静脉结扎会使静脉压升高，可导致脑淤血。婴幼儿经皮置管使用Seldinger技术有血管破裂的危险，因此推荐使用半开放技术。该技术通过一个小切口看到静脉尺寸，帮助选择合适的插管型号，还可以通过切口看到置管过程，且不做血管结扎。目前，伴随血管超声的应用使得经皮穿刺技术进行ECMO动静脉置管越来越普遍，此技术插管并发症少，正在越来越受到各大ECMO中心的青睐。

（四）插管方法

1.新生儿ECLS的插管

新生儿ECLS的置管非常有挑战性，因为他们的血管很细小。置管的入路依采用的模式而定。如同时需要心肺支持或VV模式无法置管（例如静脉太过细小），则适用VA模式。在VA模式中，静脉引流的推荐位置是经右颈内静脉至右心房，动脉回输的推荐位置是经右颈总动脉至主动脉弓。颈内静脉和颈动脉是新生儿较粗大的血管，一般容易置管。在VV模式中，经右颈内静脉放置双腔插管至右心房，该方法受静脉尺寸的限制，因为目前最小号的插管是12F。

2.儿童ECLS的插管

﹥20kg的患儿对旁路循环的要求与成人相同。他们的血管较粗大，可选的置管方式更多。推荐使用VV模式给予呼吸支持、VA模式用于心脏支持，包括心脏手术后不能脱离CPB的患儿。还不会行走的幼儿股动、静脉非常细小，不适于置管。因此，﹤20kg的患儿VV模式必须使用颈静脉双腔插管，VA模式必须使用颈静脉和颈总动脉的单腔插管。偶尔，有呼吸衰竭的幼儿颈静脉太细，不能置入VV模式所需的双腔插管，则必须代之以VA模式。从股静脉引血、从颈静脉回输能使动脉血氧饱和度较高（即氧供较多）。尽管总的流量较低，但再循环量更少，故推荐VV模式中使用这种方法。并且推荐股静脉插管到达肝区的下腔静脉，此处血管粗大不会陷闭。对于心脏手术后的患儿，可以选择中心插管建立VA ECMO支持。

3.成人ECLS的插管

成人VV模式两根插管分别置入颈静脉和股静脉。都可以用经皮穿刺的方法安全置管。应使用较大插管（20～24F）引血，用较小的插管（17～21F）回输。特别重要的是引流管除顶端开孔外还要有侧孔以增加流量，一般从股静脉引血、通过颈静脉回输入右心房。

成人VA模式可使用几种不同的插管方式。颈静脉-颈动脉路径效果良好，尤其在同时心肺支持时。它能为主动脉弓和远端主动脉的所有分支提供良好灌注，但它升高了主动脉压，因而增加了左心室后负荷。颈静脉到股动脉路径能提供充分的远端灌注，但如果心功能较好则体外膜肺氧合的血不能达到主动脉弓，股静脉到股动脉路径亦相似。如果肺功能差，左心室射出的血液氧合不良，主动脉弓部不能得到充分氧合血供应，会导致身体的上半部分缺氧。此种情况下可以另加一根回输管路到静脉循环（颈静脉）形成静脉-动脉-静脉（VAV）旁路来解决这个问题。这像VV模式一样增加了右心室血液的氧合，又能提供VA模式的血流动力学支持。VA模式中后负荷增加，使衰竭的左室射血受阻，导致左心房压力升高和肺水肿。可胸部切开直接在左心房置管或介入下房间隔造口，将左房血液引流出，使心脏得到充分休息。

动脉置管可经皮穿刺或直接血管切开。无论哪种方法，如果插管较粗易阻断血流，可能导致远端缺血。为解决这个问题：切开置管时，在插管侧壁用接头连一根远端灌注插管，在切口处将插管插入远端的血管；此外，经皮穿刺时，可测量足背动脉或胫后动脉压力；如果压力﹤50mmHg，则需要建立侧支向肢体远端灌注血液。

静脉拔管可直接按压止血，也可切开修复破损的血管壁。动脉拔管较复杂：经皮穿刺的动脉插管也可以直接按压，动脉插管越粗大，越可能引起假性动脉瘤或动脉狭窄。切开置管的动静脉插管拔管时均需要进行缝合修复血管破口，保证远端血流通畅，局部无血肿。

有些情况下，VA模式的经颈部或股动静脉置管不可能或不现实，尤其是不能脱离CPB的患者或胸骨切开后进行复苏的患者。此时，使用CPB的标准技术直接动静脉置管，即所谓的中心ECMO置管。在升主动脉和右心房上做荷包缝合，通过圈套器用缝线将插管绕紧并固定，防止动脉插管周围漏血，在静脉插管则是为防止空气进入循环。

（五）插管大小选择

在ECMO时，很重要的一点是尽可能使用管腔最大、长度最短的引流（静脉）管，因为静脉引血靠重力或虹吸作用实现。在这种系统中，如前负荷适当，最大流量的决定因素是插管的阻力，其与长度成正比、与管腔半径成反比。但如果是直角插管等非常规形状插管，这种简单的关系会变得比较复杂。相同型号的插管因管壁厚度不同而内径各异，不同厂商所制造的插管有一些差异存在。目前标准的插管选择依赖于患者预计ECMO辅助流量和插管流量压力曲线，不同类型的插管其压力流量曲线不同，通畅以静脉引流管压力不超过40mmHg、动脉回血管压力不超过200mmHg为选择标准。但许多插管的压力流量曲线并不容易获得，因此国内插管选择依然凭借体外循环的临床经验。

（六）插管的问题

ECMO患者的置管颇有挑战性，经常遇到问题，预先准备充分常可避免并发症的发生。对操作的外科医生给予适当的培训和技术支持可使大多数问题得以解决而避免发生不良的后果。

静脉插管有可能插不进去，因为静脉太细、插管太粗或者只有一根左侧的上腔静脉而没有无名静脉。如果患者头部过伸或过旋，有时锁骨或第一肋骨会阻挡插管，因此需要重新摆放头部的位置。也可能有严重的纵隔摆动、膈疝、气胸或胸腔积液。

1.静脉破裂

在新生儿中，静脉插管很困难。在此过程中静脉可能破裂，使插管更加困难。首先要控制出血，最好的办法是用血管钳。一旦控制住，在导丝的帮助下置入插管。在置管过程中使用牵引缝线。在静脉外周结扎系住插管。在拔管时可做一个荷包缝合以止血。

2.近端静脉在纵隔内断裂

当静脉置管比较困难时，如果阻力突然消失可能是静脉断裂缩入纵隔。可直接指压控制出血。如果可以用镊子重新找到静脉断裂端，可用上述静脉破裂时用的方法置管。如果找不到其他合适的血管，可能需要行胸骨正中切开经胸插管。如果能找到其他血管，可以缝合筋膜补住静脉断端并直接按压控制出血。

3.没有静脉回血

如果置管后没有回血，应该检查插管和回路有无扭折。胸片和透视可用来估计静脉插管的位置，如有需要则调整位置或重新插管。

4.经胸穿刺血流突然停止伴血流动力学不稳定

可能是因为胸腔内血管穿孔。这需要立即行胸骨正中切开、血管修复，随后切开置管。

（七）下肢并发症

成人周围动静脉插管肢体远端并发症大致包括动脉缺血以及静脉回流障碍两种情况。

早期动脉缺血多数由动脉插管方式造成，插管远端肢体可能存在缺血。动脉系统压力高，通常采用股动脉插管外置阻断带方式固定插管以及局部止血。动脉供血管路带有侧孔，侧孔直径3mm，肢体远端由侧孔接分支来供血。该插管方式目前得到广泛认可。患者自体侧支循环也参与肢体远端供血。动脉供血不足的临床表现多为下肢皮温低，足背动脉搏动减弱或者消失，缺血区域皮肤出现淡紫色花斑，甲床苍白，严重缺血时肢体肿胀，筋膜张力增高。

静脉回流障碍可能的原因：静脉插管本身过粗；缝制的荷包过大；冠状动脉旁路移植术（coronary artery bypass grafting，CABG）术后取静脉侧肢体插管行ECMO辅助，致使静脉血流减少，血流变慢；在抗凝不足的情况下静脉血栓形成，导致静脉回流障碍。静脉回流受阻多表现为与对侧肢体比较皮温稍低，可见暗紫色瘀斑，下肢肿胀，甲床发绀，随着肿胀加重皮肤可能出现水疱。