抗疫“兜底”神器“ECMO”的工作原理

近来，在铺天盖地的肺炎新闻中，关于“ ECMO”这个词被频频提及，关键时刻，这项技术大显神威，从死神手中拽回了不少人。

“我们一旦用上这种机器，就是掰开死神的手，把病人硬往回拽。”江苏援汉医疗队医疗组副组长乔莉如此形容ECMO技术的使用。在此次抗击新冠肺炎疫情战斗中，ECMO技术通常被用来“兜底”，作为 最后的治疗手段！

那么大家热议的ECMO到底是何方神圣呢？

ECMO，音译为“叶克膜”，不是一个叫叶克的人发明的蔬菜大棚薄膜，也和树叶扯不上任何关系。ECMO的全名是“Extracorporeal MembraneOxygenation”，也就是体外膜肺氧合。

早在1953年吉本（Gibbon）医生在心脏外科手术中实施了第一例 体外循环，让血液从静脉绕过心脏和肺，在体外的一台机器中进行氧合，变成富含氧气的动脉血之后再回输到大动脉中。这样一来，就可以让心脏暂时“歇工”、在心脏上实施手术了，同时也不会影响身体器官的供氧。而且，由于血液绕过了心肺，在实施手术时也能避免大量的出血。

体外循环技术 使得心脏呼吸骤停的病人抢救成功的几率得到了很大提升，但是当时的体外循环技术要进行开胸，需要手术室和体外循环机的支持，这种暂时性的心肺替代 只能维持数小时。

随着技术的改进，终于在1972年，希尔（Hill）医生使用改进的体外循环技术治愈了一位年轻的呼吸衰竭患者， 在这次治疗中，体外循环维持了大约3天时间。从此，这项技术就开始蓬勃地发展，逐渐成为一种安全有效的临时保命手段。

VA型（veno-arterial，静脉-动脉）ECMO | wikipedia

ECMO如何工作？

看了ECMO的历史，各位大概还是不知道这高端大气的装置是如何运作的。虽然这台机器十分大，连着无数的管路，看起来特别复杂，但原理上还是很容易解释的。

就像之前所说的体外循环一样，这台机器也是要 把静脉血引出体外，让血液结合氧气之后，再泵回动脉来完成工作的。但是ECMO通常不需要像心脏手术中使用的体外循环那样进行开胸手术并在主动脉上插管。使用ECMO的患者，通常都会在 大腿根部最粗的股静脉内置入导管，把静脉血引出，通过硅橡胶膜的氧合以及加温等工序之后再泵回到 另外一侧的股动脉当中。

这样一来，工作量减少了很多，而且由于不用把胸腔打开，ECMO可以持续使用的时间也大大延长。只要患者不出现感染、出血或者管路堵塞，就可以在严密地监控下持续使用。

ECMO设备| wikipedia

那么ECMO适合什么样的病人呢？可以说，它对心肺功能出现问题的危急重症患者大多都适用。

儿童急性心衰？没问题。ECMO会辅助心脏完成心脏的大部分工作，大大减轻心脏负荷，提供复苏的机会。

心跳呼吸骤停？没问题。ECMO会在辅助心脏的同时，保证身体组织器官，尤其是大脑的供氧，减少患者在复苏过程中出现脑缺氧损伤甚至脑死亡的风险。

急性肺损伤？没问题。ECMO可以完成肺脏的工作，在体外让血液获得氧气。

心脏手术之后脱离体外循环困难？也没问题。ECMO可以提供相应的辅助，帮助患者度过围手术期。

但ECMO并不完美

在临床中，ECMO应用的时间越长，并发症出现的几率就越高，危险性也会更高。

由于ECMO装置直接与血液系统相连，即使再完善的杀菌消毒措施，也存在细菌通过管路进入血液引发感染的可能。而由于ECMO本身的工作机制，多数时候血液是平稳地，而不是像心脏泵血一样有搏动性地回流到体内，这种血流动力学的变化可能会导致肝、肾、脑等重要器官的损害。另外，由于ECMO机器本身的技术限制，在罕见情况下可能出现机器故障、管道破裂等情况。

虽然理论上ECMO可以无限制地使用下去，但考虑到以上种种并发症的风险， 它依然只能作为一种短期的抢救措施。

ECMO | wikipedia

此次新型肺炎让公众重新认识了ECMO但道听途说的新闻也可能让大家对这项技术产生误解。ECMO对挽救危重患者功不可没，但它并非万能，并且也需要谨慎地评估和使用。

相信有一天，医生和医疗技术人员可以想办法发展出更完善的技术，让ECMO可以持续更长的时间，给更多的患者生的希望。

另外，值得注意的是。虽然此次新病毒肺炎救治中使用的很多台ECMO设备，但却没有一台是国内厂家生产！

据华西证券报告援引中国医师协会体外生命支持专业委员会的数据显示，截止2018年12月31日，中国共有260家医院的体外生命支持中心开展ECMO治疗，共计约400台ECMO设备。

疫情爆发以来，各地医院对于ECMO的需求大大增加。

美敦力中国内部的一位员工对第一财经记者表示：“公司已经向武汉的医疗机构捐赠了包括ECMO和呼吸机等相关的设备，公司的存货也仍然难以满足当前激增的市场需求，ECMO业务在公司占比不高。”

纵观全球范围内，ECMO的生产厂家仅有三家，但皆在国外，除了美敦力外、还有理诺珐（ECMO 品牌为索林）、迈柯唯。

而中国无一企业可以生产，背后受技术门槛、临床使用制约、市场需求等多重因素。

首先，ECMO系统的生产，具有颇高的技术门槛。ECMO由一整套设备体系组成，包括各类型原材料、电子元部件、高端材料等；ECMO设备厂家生产核心膜肺和泵、耗材等。

膜肺是ECMO系统的核心部件，为进行气体交换的装置，至今已经发展出三代产品。目前市面上膜肺的材料有一代材料固体硅胶膜、二代材料微孔中空纤维膜以及三代材料固体中空纤维膜（PMP聚烯烃材料）。市场主要使用的第三代固体中空纤维膜，结合了第一代的材料固体硅胶膜和第二代材料微孔中空纤维膜优点，并克服了血浆渗漏的问题，有效延长了 ECMO 的临床使用时间。

然而，PMP聚烯烃材料为3M公司旗下Membrana公司独家供应，因产能紧张，也导致下游ECMO企业产能受限。

“PMP聚烯烃材料供应是垄断的，价格也是垄断的，所以奇货可居。”上述美敦力员工说。

国内ECMO设备价格区间从100万元到300万元， 均价为165万元，移动ECMO价格约300万元/台。昂贵的治疗费用，将患者拒之门外，实际治疗过程中，ECMO设备需要的耗材包每个报价也高达3万元到6万元，另外还需要持续检测、更换设备、用药等种种费用。据粗略估算，国内治疗费用 开机从5万元起步。“ECMO在应用过程必须面对肢体缺血、坏死、出血和神经系统异常、感染、血栓形成、溶血成等一系类问题，另外在个体上往往需要联合主动脉内球囊反搏、左心辅助装置、右心辅助装置或双心室辅助装置等一起增加循环支持，加上其它生命监测及支持手段，将会有更多的并发症风险及更高的治疗费用产生。”林海鹰说。

此外，ECMO对操作管理要求严格。一般需要有心脏外科或大血管外科、体外循环、心脏重症、呼吸重症、超声影像、检验等多个专业人员参与， 一个 ECMO 运营团队至少4人及以上，要有专门的 ECMO负责人、协调员、仪器耗材管理员、信息管理员和医师，且均为专业重症和临床学科背景出身。由于ECMO救治患者极为危重，业界也建议ECMO中心最好设立在三级医院，且应具有相当水平的ICU。

不过，目前国内亦有公司机构已在钻研开发ECMO相关的配套设备中。

广东省医疗器械质量监督检验所组织召开国家药监局体外循环器械重点实验室专题工作会议，研究开展ECMO标准和技术研究， 将根据ECMO的产品结构和关键指标，重点围绕其安全性和有效性，组织专业技术人员开展ECMO前期调研，制定具体工作方案，整合国内顶尖技术资源，联合开展技术攻关。为企业ECMO研发提供技术支持，推进ECMO国产化进程以填补产品国内空白， 实现高端医疗器械产品本土化。

机友们，这种机器大家了解吗？