國立成功大學醫學院附設醫院 心臟血管外科

Division of Cardiovascular Surgery, National Cheng Kung University Hospital

葉克膜體外維生系統簡介

(作者﹕甘宗旦 / 阮俊能 (成大醫院心臟血管外科主治醫師))

  自民國九十五年底邵曉玲車禍及星星王子心肌炎事件後,葉克膜氧合器成為家喻戶曉的大人物,是急救病患的代名詞,有些病患甚至跑到醫院要找“葉克膜醫師”。但究竟什麼是葉克膜,他真正的功能是在幫病患做什麼呢?事實上「葉克膜氧合器」- ECMO(Extracorporeal Membrane Oxygenation),又稱“葉克膜體外維生系統”或“體外循環膜肺支援療法”,是一種醫療急救設備。

  它是在西元1953年Gibbon使用人工氧合和灌注法為心臟開啟實施開心手術方法的同時,在心臟手術室快速建立的體外迴圈後搶救成功率非常高。同時,因體外循環技術可暫時取代人體的心臟與肺臟的功能,所發展出來的一門支援搶救技術。

  但當時因存在著肝素抗凝劑與出血的平衡性、溶血、生物材料組織的相容性等一系列難以解決問題,其中主要的問題是:肝素抗凝與出血的矛盾、溶血、生物材料組織相容性差。

  直到1972年,Hill報導3天體外迴圈成功搶救外傷患者。同年,美國密西根州立大學外科醫生羅伯特·巴列特(Robert H.Bartlett)首次將體外循環術成功應用在搶救外傷患者急性呼吸窘迫症,才真正開啟了葉克膜的臨床應用範疇。

  隨著醫學的進步,許多因使用葉克膜而引發的併發症也更進一步得到有效克服,技術更加成熟,應用範圍也擴及重度昏迷的急難傷病。

  葉克膜氧合器的主要使用目的,除了能暫時替代患者的心肺功能,減輕患者心肺負擔之外,也能為醫療人員爭取更多救治時間。所以目前其主要用途是暫時協助大部份醫療方法,如藥物或主動脈內氣球幫浦或呼吸器治療皆無效的重度心肺衰竭患者,作為一個短期輔助及支援生命的系統。台灣由台大首先引用葉克膜體外維生系統,而成大則於2000年開始使用葉克膜體外維生系統,如今葉克膜體外維生系統已廣泛為各醫院所運用。

葉克膜體外維生系統的原理

  ECMO是走出心臟手術室的體外迴圈技術。葉克膜體外維生系統是心臟開刀房外的體外循環與生命支援技術。如同傳統心臟手術時應用的體外循環系統,其原理是將體內的靜脈血引出體外,經過特殊材質人工心肺旁路氧合後使人體非氧合血血液經氧合器(人工肺)靠擴散作用進行氧氣交換合成充氧血,而後經動力泵(人工心臟)及體溫熱交換器將血液主動注入病人動脈或靜脈系統,造成部分心肺替代作用,維持人體臟器組織氧合血供應。

  然而不同於傳統的體外循環技術:葉克膜體外維生系統是屬密閉性管路,無體外循環過程中的儲血裝置,且人工血管管路是內有肝素塗層,具有抗凝作用的管道,操作上簡便快速,裝置時多數無需開胸手術,無需強烈的抗凝藥物使用,減少了出血的併發症。以上特點使葉克膜體外維生系統成為可以走出手術室的生命支援技術。

  簡便快速的操作方法使熟練的團隊可在極快的速度下建立循環,而使葉克膜體外維生系統可廣泛應用於臨床急救;而延長時間的生命支援作用,則可提供受損器官較充裕的恢復時間與治療空間,提高治癒率。

  而ECMO的使用方式則依照病因、病情,可以以兩種方式使用:靜脈-靜脈迴路(V-V轉流)與靜脈-動脈迴路(V-A轉流)。大致而言,靜脈-靜脈迴路用以代替肺臟呼吸機能,只用於肺部疾病;而靜脈-動脈迴路則除代替肺臟呼吸機能之外,也能代替心臟的血液循環機能。所以靜脈-動脈迴路主要用於心臟功能衰竭及心肺衰竭病例;肺功能衰竭選用靜脈-靜脈迴路方法;長時間心跳停止則選用A-A-A模式。

  而在病情的變化過程中可能因患者的病情進展而可不斷更改迴路使用方式。例如在心肺功能衰竭急救過程中選擇了靜脈-動脈迴路,經過治療心功能恢復而肺還需要時間恢復。長時間的生命支援向受損器官提供了足夠的恢復時間,提高治癒率。簡便快速的操作方法可在簡陋的條件下以極快的速度建立迴圈,使ECMO可廣泛應用於臨床急救。

ECMO可用於哪些人?葉克膜體外維生系統適應症

  因ECMO主要用途是希冀為嚴重呼吸或循環功能衰竭的患者提供較長時間心肺功能支援,為他們的心肺功能創造逐漸恢復的可能;當其心肺功能呈現不可逆時,亦可為病患提供心肺移植等待受贈的機會;所以只要是任何需要「暫時性」心臟及肺臟支援的病人皆為可能的適用對象。

(1)為可逆性的疾病提供功能支援和恢復的時間與空間,如急性心肌炎、哮喘、煤氣中毒、重度外傷、新生兒呼吸衰竭等疾病。

(2)為長期慢性心衰竭、肺衰竭等不可逆疾病提供等待移植的契機,如長期慢性心衰竭、心肺移植。ECMO可應用在心室功能不全、擴張性心肌病變和暴發性心肌炎等患者進行手術之術前、術中和術後,特別是心臟移植後出現肺血管阻力增高和排斥反應期應用。

(3)急性心肌梗塞、冠狀動脈繞道手術、猝死時的急救等。急性心肌梗塞心搏呼吸驟停的搶救,心臟驟停後常規心肺復甦無效是應用ECMO的指標之一,如果常規心肺復甦15分鐘仍無效,可以立即應用早已用晶體液預充好的ECMO治療。

(4)急性肺栓塞病人、急性凍傷病人或其他,如肺臟移植或某些手術等的輔助治療等。

  儘管能救急,葉克膜體外維生系統畢竟是經由體外放置於人體內的機器,所以它的置放可能會有併發症:(1)溶血,因為血液需要透過體外循環,血球、凝血因數會遭到破壞(常見尿液染紅),嚴重時會導致腎衰竭。(2)因為擔心血液體外循環過程出現血栓,因此需要使用大量抗凝血劑,可能造成出血的情況,且有出血傾向或外傷患者較不適用。(3)病人的感染風險也相對提高。(4)若血管管路置放在肢體,病患亦有末端肢體缺血併發截肢的風險。

總結

  葉克膜體外維生系統雖然可以救命,維持病人的心肺功能,但葉克膜也有其極限,並不是治病的萬靈丹。換句話說,葉克膜體外維生系統只是向上帝多爭取一點時間,但是並不能治療疾病本身,如果病人本身所罹患的是短期內不可能恢復或是無法治療之疾病,使用葉克膜體外維生系統就只是在延長病人的死亡過程,病人仍舊會死於原本罹患的疾病,或葉克膜體外維生系統所導致的併發症;因此例如末期惡性腫瘤或合併多器官衰竭的病人並不適用其應用。

  總之,只要能慎選真正需要的病人,儘早使用,並在良好的醫療團隊照顧下,相信葉克膜體外維生系統必能幫助更多的病人渡過最危急的時刻。 (全文曾刊載於{大紀元6月5日訊,網址: http://www.epochtimes.com/b5/7/6/5/n1733339.htm }