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葉克膜使用簡介(Extracorporeal Ｍembrane Oxygenation)主講人: 心臟外科 武孟餘醫師

作者(Kate)簡介武孟餘(Meng-Yu Wu)，1972年生。目前擔任長庚大學醫學系臨床專任副教授及林口長庚心臟外科副教授級主治醫師。自青年時代就對各類專科醫學教育的文創作品(論文寫作，教案製作，模擬器研發，影像編輯等)充滿興趣。於2018年成立直拳KO臨床醫學論文寫作研究社。個人網站 https://www.drwumengyu.com.聯絡方式: workshop3627@gmail.com

前言Hi大家好我是武孟餘醫師,你們可以叫我Kate。很高興今天能夠為各位朋友們簡單介紹葉克膜，這個在重症加護醫學越來越常見的工具。以下我們就開始今天的講題。

今日講題1. 什麼是葉克膜2. 誰需要葉克膜3. 我該如何照顧使用葉克膜的病人ECMO

今日講題今天的講題主要分成幾個重點的結果第一，什麼是葉克膜是一套人工心肺系統？第二，誰需要葉克膜？第三，我該如何照顧使用葉克膜的病人？

66I。葉克膜是一套人工心肺系統Heart，Lungs，and great vessels Centrifugal Pump，Oxygenator，Cannula

葉克膜是一套人工心肺系統葉克膜是一套按照人類心肺所設計的機械系統。如同心臟的功能產生動力單向推動血流循環、肺臟的功能是將血液裡面的氣體與外界做交換一樣，葉克膜利用離心式幫浦產生推動血液單向前進的動力，氧合器也就是人工肺臟作為血液氣體交換的場所，藉由導管將血液由病人的循環系統引流入葉克膜內換氣後，輸出高壓的含氧血重新進入病人的循環系統中。

88II。 誰需要葉克膜心衰竭患者肺衰竭患者

誰需要葉克膜？既然他是按照人類心肺系統的功能來設計的，當然需要葉克膜的就是心肺嚴重衰竭的病人。在最剛開始的時候，葉克膜是用來支持開心手術術後心臟衰竭的病人，之後才慢慢地嘗試治療急性呼吸衰竭的兒童以及成人。

健保之ECMO 適應症 (1)心因性休克開心手術後心臟衰竭 （Postcardiotomy HF)1. 心臟手術重建後，造成右心室衰竭併可回復性肺高壓危機2. 為準備心臟手術或心室輔助器或心臟移植，而暫代之。3. 心臟手術後暫時左心室功能喪失常。4. 先天性心臟病疾病手術重建後，心輸出量不足造成單側或雙側心衰竭。開心手術前心臟衰竭1. 可回復性的心肌病變，如心肌炎、冠狀動脈暫時性痙攣。2。“ＥＣＭＯ-assisted CPR” 潛在心臟病患

健保之ECMO適應症(1)心因性休克一般而言，按照健保的適應症，葉克膜可以使用在絕大部分的心臟衰竭、肺臟衰竭的病人上，只要他們能夠在科學上有恢復的機會，還有接受心臟或是肺臟移植的機會。在心臟支持的部分，葉克膜並非心臟衰竭的終極治療，還有人工心臟以及心臟移植。在使用葉克膜來搶救cardiac arrest的病人也是一種新的適應症。從台大的研究裡發現因為心因性病灶而導致cardiac arrest的病人，如果在CPR後10-15分鐘還沒有出現rosc的狀況，就要啟動葉克膜小組加入急救。病人如果整個急救過程在60分鐘以內，可以達到跟傳統CPR 30分鐘類似的成功率。不過這個結果很難複製。 而目前台灣葉克膜學會也建議，如果是因為新冠肺炎而導致猝死的病人，不適合使用葉克膜來急救。

1. 成人重度呼吸窘迫症候群患者具有ARDS Typical X-ray and/or CT scan, 已經使用高設定的呼吸器治療{PEEP> 5cmH2O，PIP > 45 cmH2O，FiO2：1。0}PaO2<50mmHg (< 70 mmHg)2. 慢性重度肺臟衰竭等待肺臟移植3. 小兒及新生兒(a) 吸入性胎便肺炎症候群 (b)呼吸窘迫症候群(c)先天性橫膈膜疝氣 (d) 新生兒頑固性肺高壓健保之ECMO 適應症 (2)重度呼吸窘迫症候群

健保之ECMO適應症(2)重度呼吸窘迫症候群在肺部支持的部分，絕大多數的急性呼吸衰竭的病人如果已經發展到重度的ARDS，也就是已經使用了設定有PEEP > 5 公分水柱的呼吸器，還是發生嚴重的低血氧或是二氧化碳滯留的現象，就可以使用葉克膜來支持。

Blood-Membrane reactionModest Anti-coagulation(aPTT 45 ~ 60 seconds)

血液與葉克膜內膜的交互作用：使用適量的抗凝血劑使用葉克膜有一個最主要的前提，就是病人沒有太厲害的出血傾向。這是因為葉克膜要把血液引流到機器裡面，跟血液接觸的表面並不像人類的血管是有內皮細胞可以防止血球被破壞。 當血球被破壞的時候，補體系統以及凝血系統會被活化而引起厲害的全身性發炎，以及血栓形成反應。所以葉克膜的內衣表面都有類似肝素的塗層，以防止血液一進入機器就形成大量的血栓阻塞流道。所以病人的血液進入葉克膜的瞬間會很難凝血，數個小時之後，當葉克膜內面的抗凝血物質用盡之後，病人體內的aPTT就會下降，我們就需要給病人額外注射肝素，來保持病人有較低的凝血功能。我們通常希望病人的aPTT在45~60之間，也就是正常人的1。5~2倍。

葉克膜工作原理(1)VA(Venoarterial)模式：心肺支持• 使用時機：各類心因性休克• 葉克膜吸入右心房部分的靜脈回流氧化後加壓打入動脈系統以增加動脈壓力和血氧濃度改善休克狀態。• 可由定時觀察病患動脈壓力、動脈血氧及各類器官酵素指標(包括乳酸)，來檢測各器官的灌流程度以及缺血再灌注傷害在葉克膜支持下是否有改善。• 引起休克的主要原因仍然必須在葉克膜支持下盡快解決。Shock

葉克膜工作原理(1)VA(Venoarterial)模式：心肺支持葉克膜的支持有兩種模式，第一種是VA模式，也就是心肺支持模式。我們一般是從病人的股動脈與股靜脈插管，將血流自股靜脈引流入葉克膜換氣之後再打入股動脈之中。我們使用這樣的模式來治療各類心因性休克的病人，因為我們認為這樣的模式會增加動脈裡面的壓力還有氧氣濃度，所以可以改善休克的狀態。病人恢復的狀況我們可以由定時觀察他動脈裡面的壓力、抽取動脈血氧還有各類血液生化指標，來檢測各器官的灌流程度，以及他的缺血再灌注傷害，在葉克膜的支持之下是否有改善。但是最重要引起休克的最主要的原因，仍然必須要在葉克膜支持之下，儘快去解決例如的後來必須很快的利用介入性治療或是手術治療來改善，這樣這個心臟才有可能恢復。

Mode for ARDS without shock 葉克膜工作原理(２)V V(Venovenous)模式：肺臟支持• 使用時機：各類急性呼吸衰竭• ECMO將靜脈回血在進入肺部前就予以淨化。目的是用葉克膜的人工肺臟來降低病人肺臟的作工，就可以降低呼吸機的設定。• 在ECMO上呼吸機設定要儘快降低(Lung Protective Ventilation)，才能讓肺部休息，靜待肺部自然恢復。• 要決定放VV Mode之前，必先確定病人的心臟功能(RV)是好的，且血壓是穩定的。 (Dopamine < 10mcg/kg/min，Dobutamine < 20 mcg/kg/min，Epinephrine < 0。1 mcg/kg/min

葉克膜工作原理(2)VV(Venovenous)模式：肺臟支持第二種是VV模式，我們一般是由病人的股靜脈以及右邊頸靜脈插管，將血流自股靜脈引流入葉克膜換氣之後，再打入上腔靜脈之中，讓右心房的血液血氧濃度提高，二氧化碳濃度降低。它使用的時機是各類急性呼吸衰竭，葉克膜將靜脈回血再進入肺部前就與以淨化，他的目的是使用葉克膜的人工肺臟來降低病人肺臟的作功，就可以降低呼吸機的設定。在葉克膜上，呼吸器的設定要儘快降低，到達Lung Protective Ventilation，才能讓肺部休息，靜待肺部自然恢復。要決定放VV ECMO之前，必先確定病人的心臟功能(RV)是好的，且血壓是穩定的。不能用太高的強心藥物。如果覺得心臟不穩定但是又極度的低血氧，那要考慮用VA mode來支持。

VVECMO 上的呼吸器設定:肺保護策略(低PIP/相對高PEEP)ECMO +LPVrecruitedConventional MV-recruited

VVECMO 上的呼吸器設定: 肺保護策略(低PIP/相對高PEEP)重度ARDS病患使用的原因，就是要減少高壓力設定的呼吸器對肺泡產生過度擴張的傷害。使用VV ECMO來支持沒有辦法再單獨使用呼吸器來支持的ARDS的病人身上，很重要的是呼吸器必須要調整到所謂的肺保護呼吸策略，也就是PIP能夠下降到30公分水柱，PEEP要稍微調高到12到16公分水柱，且呼吸器使用的FiO2能夠下降到至少0.6以下。

從這個圖我們可以了解一般使用呼吸器來治療呼吸衰竭的病人重點是用夠大的氣道壓力來打開塌陷的肺泡，當肺部塌陷的部分太多的時候，一直調高呼吸器的進氣壓力及FiO2可能不但沒有打開塌陷的肺泡，反而導致有彈性的肺泡過度擴張，不但沒有增加氣體交換的程度，還導致了右心的負荷增加甚至右心衰竭。

所以當我們使用葉克膜的時候想要保留這些還有彈性的肺泡，我們需要降低進氣壓力讓這些肺泡不要過度擴張，能夠正常換氣。但是可能還是需要使用高一點的PEEP，讓已經打開的肺泡繼續維持擴張，但如果做肺部還是持續發炎，在這樣的肺保護策略之下，也有因為比較高的PEEP而導致氣胸的可能。

AMIAPEIHCAPostcardiotomyshockARDSPost-traumaticresuscitationMiscellaneous ECMO Team

葉克膜團隊目前本院使用葉克膜的經驗在台灣是相當豐富，包含各類常見原因引起的心衰竭以及急性呼吸衰竭，搭配多專科治療。這幾年我們的確幫忙了許多病人度過重度心肺衰竭的難關。

III。 我該如何照顧使用葉克膜的病人 ?

如何照顧使用葉克膜的病人 ?您該如何照顧使用葉克膜的病人呢？這不需要擔心，Because you are not alone。 在這裡你永遠都可以找到心臟外科的值班醫師來替你解惑。你需要學習的是如何提早發現問題，讓問題在平常大家都有上班的時候就能夠被解決。不要等到值班的時候加護病房的護理師要請你解決葉克膜相關的問題，而CVS的CR又在開急診刀沒空回答你。然而你還是可以鼓起勇氣打電話給幫病人放葉克膜的主治醫師來求救。

確實了解病患狀況在你的ICU run中，如果你照顧到使用葉克膜的病人，一定要趁白班的時候好好地研究他的病例，還有跟主治醫師查房。晚上要確實交班，才能知道這個病人是因為什麼樣的原因導致他需要什麼模式的葉克膜治療？原始引起他呼吸衰竭或是休克的原因解決了沒有？主治醫師查房的時候，覺得這個病人目前的狀況是穩定還是會逐步地走向多器官衰竭而死亡？有沒有什麼治療還沒有做呢？當你了解這一些問題，你就會有一個定見。這能夠有效地降低你上班照顧這個病人的焦慮，當然，如果你值班的時候遇到了緊急的問題，你還是可以馬上打電話給心臟外科的值班總醫師，甚至放置葉克膜的心臟外科醫師來求救。

30Daily I/O

葉克膜治療的checklist一般來說，因為葉克膜的病人在照顧上很繁瑣，所以大部分的醫院都是使用一個checklist來檢查葉克膜的運作還有病人的狀況，希望能夠在早期就發現異常加以解決。這張查核表，是我們蔡峰鈞主任在本院開始使用ECMO治療的時候就設計的checklist，主要是由護理師來填寫。這張表單看起來就記錄了許多資料，但是我覺得到最後最重要的是，我們可以觀察這幾天的紀錄，來看看病人每天的I/O能不能維持平衡，甚至negative一點。我們可以把時間拉長好幾天來看，因為對於心肺衰竭的病人來說，他們大部分都在使用葉克膜之前有厲害的fluid overload，當他們使用葉克膜治療時，我們希望能夠藉由利尿或者是CVEH，慢慢的讓病人脫地乾一點，當dry lung到達的時候，心肺負擔才能夠下降這樣才會比較有機會恢復。

32葉克膜輸出的調整APump flow 生命跡象穩定 各項檢驗數值穩定 無異常神經學現象 無明顯出血 I/O negative等待臨床改善信號Gas flowBCGas FiO2

葉克膜輸出的調整葉克膜提升血壓以及換氣的工作效率，跟他能夠在固定時間內吸入以及輸出多少換氣後的血流有絕對的相關。所以葉克膜的控制鈕也只有兩種，一個是提升離心式幫浦轉速的控制鈕，在這個圖上是A旋鈕。理論上，轉速越快，吸入以及輸出的血液越多，應該可以增加血壓以及二氧化碳排除的效率。然而葉克膜的輸入與其輸出同樣還受到葉克膜導管管徑大小的限制，所以不可能無限制的增加。第二個旋鈕和第三個旋鈕主要是來操縱葉克膜的氧合器的換氣速率，B旋鈕是進入葉克膜的氣體流速，一般而言我們會先使用純氧來供應葉克膜，也就是C旋鈕我們會設定在FiO2 1。0的地方。這三個旋鈕的設定是按照病人的表現來調整，使得葉克膜的輸出能夠維持病人的穩定。

葉克膜常見的問題

葉克膜常見的問題接下來我們來談一下你值班的時候可能會遇到什麼葉克膜相關的問題。

Using FiO2 =1。0葉克膜常見照顧問題(1): 呼吸鹼中毒

葉克膜常見照顧問題(1) 呼吸鹼中毒第一個就是ABG的問題，護理師會告訴你病人剛剛抽的動脈血氧報告發生了呼吸鹼中毒的問題，也就是CO2 washout太厲害。基本上這是因為O2和CO2在血液裡面的運輸方式是不一樣的。

氧氣在常溫下不容易溶解於血漿中，必須要靠血紅素搭載，所以血液經過使用純氧的氧合器時，血紅素很容易就達到血氧飽和。在氧合器的功能正常之下，葉克膜輸出的血液血氧都是達到99.9%。 如果葉克膜的血液流量還有病人的血紅素不再增加，那葉克膜的最大血液氧合程度很快就達到了，但是二氧化碳除了可以靠血紅素搭載，還比氧氣更容易溶解在血漿中，且純氧中的二氧化碳濃度是零，這樣二氧化碳在氧合器的交換中被從血液丟出去的速度比起把氧氣交換進來的速度快得多。

所以使用葉克膜的病人抽動脈血氧最主要的意義是在監測二氧化碳的分壓，而不是氧飽和度，因為氧飽和度用pulse oximeter就可以約略估計不必抽血。一般來說我們希望CO2分壓能維持30到40 mmHg，pH值能夠正常即可。如果CO2 washout太厲害，我們會將葉克膜的氣流量，也就是前面說的B旋鈕調降。

葉克膜常見照顧問題(2):出血/血栓• 凝血異常(SIRS/Iatrogenic DIC/Consumption coagulopathy)Keep Plt > 80K，fibrinogen > 200，aPTT 60-45 seconds，MBP < 95 mmHg。https://www。jcvaonline。com/article/S1053-0770(20)30736-9/fulltext

葉克膜常見照顧問題(2)出血/血栓第二個就是嚴重的凝血異常。如前所述使用葉克膜就是在病人身上引起一個DIC，病人的凝血系統受到嚴重的挑戰。這個表現可能是病人的嚴重出血或是產生血栓。使用葉克膜的時間越長，這類的問題就越容易產生。想要不產生血栓，就要保持適度的hypocoagulation，但是因為consumption coagulopathy，葉克膜的病人幾乎每天都要輸血小板和紅血球，所以這個平衡很難維持。 自發性的腦出血在葉克膜的病患上是一個很大的問題，因為使用葉克膜的病患幾乎都需要某種程度的sedation，只能靠著腦幹檢查以及瞳孔大小來偵測異常的神經學反應，這常常都已經發生嚴重的腦出血了。所以雖然葉克膜的病人發生腦出血的機率大約4%，但是死亡率卻很高。

使用葉克膜支持的病患最容易出血的時候This hypocoagulation state was reversed after 12 hours in patients without or with a mild TIC !!Wu MY et al。 Venovenous extracorporeal life support for posttraumatic respiratory distress syndrome in adults: the risk of major hemorrhages。 Scand J Trauma Resusc Emerg Med。 2014 Oct 2;22:56。

降低病患出血風險的時機當然如果你需要對接受葉克膜治療的病人做一些侵入性治療，包括打CVP或是插胸管，甚至是手術等等，你需要知道在什麼樣的時間來做會降低病人出血的風險。根據我們上述的checklist，我們可以發現治療的病人在一開始裝機的時候，aPTT會最高，8-12小時之後就會下降接近正常。所以如果你要在裝機或是更換葉克膜的元件之後很快進行侵入性治療，那你一定要很小心，例如打CVP最好就使用Echo-guided，要進行大型手術就要有大量輸血與使用藥物中和肝素的準備。

葉克膜常見照顧問題(3):血尿/深色尿• 凝血時間過度延長/嚴重溶血/下肢缺血 (VA)• Rhabdomyolysis & Hemolysis 急性腎衰• Distal perfusion catheter ?

葉克膜常見照顧問題(3)血尿/深色尿第三個就是病人出現血尿或是深色尿，這可能是某些嚴重問題的前兆。血尿可能是凝血時間過度延長，如果檢驗證明aPTT過度延長，可以考慮將heparin停止一個班再測一次，然後觀察血尿的狀態是否有改善。或者需要補充一些血品來改善黏膜出血的狀態。茶色尿有可能是兩個問題：一個是過度溶血，另外一個是橫紋肌溶解症。這個比較容易發生在VA模式的病人，尤其沒有使用distal perfusion來保護插管的下肢血流供應。過度溶血的原因有可能是葉克膜管路裡，尤其是氧合器，產生過多的血栓導致血球經過阻力太大而破裂，這個時候換一個新的氧合器可能就能夠改善這個問題。如果是橫紋肌溶解症的話，那必須要盡速解決。這時候你需要仔細的觀察病人插管的那隻腳遠端的顏色，以及小腿是否腫脹。還要用Doppler聽聽看足背或是進後動脈有沒有血流的聲音， 以及抽血檢查血中肌紅素的濃度是否一直增高。這些都是有可能要緊急通報上級醫師做處理的問題。不論是過度溶血或是橫紋肌溶解都會引發急性腎衰竭讓病人死亡率大幅上升。

Mode for ARDS without shock 葉克膜常見照顧問題(4): Recirculation (VV)Recirculation : 當兩導管距離太接近或肺阻力太大時，inflow line會把outflow-line注入的含氧血直接吸回ECMO而未經身體利用。調整兩導管的距離可能可以改善因過度recirculation 引起的A-line PaO2低血氧問題。

葉克膜常見照顧問題(4)Recirculation (VV)最後我們談一個VV ECMO常見的議題。當VV ECMO裝機完成之後，會立即照一張Chest X ray來看上下兩根管子的位置，通常股靜脈的導管深度要在橫膈之下，右頸靜脈的導管深度要在RA裡面，兩者相距約10到15公分會比較好。當兩導管距離太接近或肺阻力太大時，inflow line會把outflow line注入的含氧血直接吸回ECMO而未經身體利用。而inflow上的ABG會顯示很高的PaO2，調整兩導管的距離可能可以改善因過度recirculation引起的A-line PaO2低血氧問題。

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