走近ECMO——组成兄弟

书接上文，上一期咱们了解了一下ECMO的发展历史，这一期来讨论下ECMO的组成部分。

（一）动力担当—驱动泵

驱动泵，目前可分为两种，滚压泵（roller pump）和离心泵（centrigugel；radial pump）。为循环提供动力。

（1）滚压泵

管路放入泵槽中，通过滚轮对泵管外壁的挤压，推动管内液体向一定方向流动，同时后方的产生的负压将血液从储血罐吸入管道。泵的流量和泵的转速成正比，泵槽半径越大，泵的管道内径越大，每圈滚压灌注的流量越多。滚压泵的输出量取决于泵管路的尺寸、泵的阻力、泵的转速、供应的血液总量。

滚压泵还有具有储存静脉血功能的血囊，保持重力差。

滚压泵结构图，取自《体外膜肺氧合》

（2）离心泵

目前被广泛应用在ECMO系统中。基本原理是：具有一定质量的物体在作圆运动时产生离心力，它与转速和质量呈正比。离心泵利用此原理设计。密闭容器内的液体高速旋转时，圆心中部形成低压区，外周为高压区，中心和外周部各开一孔，液体就会因压差产生单向流动。

离心泵工作原理

目前最常应用的离心泵头

离心泵启动装置

（3）两种离心泵优缺点

优点

滚压泵：a.价格便宜:除泵管均可重复应用，且泵管价格低廉。

b.消毒方便

c.可根据体重进行调节

离心泵：a.血液破坏少

b.无大量气体栓塞危险

c.无空腔形成

d.减少管路磨损和破坏

缺点

滚压泵：a.血液破坏大

b.泵后管道压力过大可能导致管道迸裂。

c.管壁易产生微小颗粒

d.可能产生大量气体栓子

e.泵头松紧度影响流量和血液破坏，不能长时间应用。

离心泵：a.需要流量监测

b.泵速减低或者停泵血液会发生倒流

c.一次性泵头价格昂贵

d.流量依据阻力情况变化。

（二）“人工肺”—氧合器

氧合器有排出二氧化碳、氧气交换与血液温度调节的作用。依据制造材质分为两大类：

（1）硅胶膜氧合器：目前只有一种，由美国美敦力生产的硅胶膜氧合器。硅胶膜缠绕在聚碳酸酯核心外边，装在硅胶套筒中。

（2）中空纤维氧合器：目前越来越多中心在应用中空纤维氧合器，其优点为：a.易于预充；b.纤维表面有易于涂层的优点，减少血液接触异物产生活化；c.表面积小、气体交换能力更好，减少表面积可以减少血小板活化；d.阻力极低，一般跨硅胶膜压差在100-150mmHg，而中空纤维氧合器压差为10-20mmHg。阻力小，血细胞破坏相应减少。

中空纤维氧合器工作示意图

目前常用的几种氧合器

目前MAQUET公司将氧合器、离心泵、流量探头、温度探头、血氧饱和度探头、压力探头等集合一体生产出HLS 心肺辅助膜式氧合器，减少外界管路长度和血液预充量，使ECMO操作更为简便、安全。

MAQUET公司HLS 心肺辅助膜式氧合器

（三）“小太阳”—变温水箱

无需多言，由于血液在管道中流动，许多热量丢失，所以需要有保温措施，固产生了变温水箱。国内常用的是普通变温水箱，不具有自动降温、复温作用。而目前已经有全自动变温水箱，具有自动制冷、制冰、加温、温度显示及温度报警功能，但该设备水箱体积大、不易搬动等缺点。而实际临床工作中，ECMO患者通常只会用到升温功能。

（四）空氧混合器：具有调节气流量、输入氧浓度的功能。

（五）“安全警察”—监控设备：

（1）持续血氧饱和度监测：ECMO是否有效需要一定时间检查动、静脉血气分析，而血气分析费事、费力，所以许多中心监测静脉血氧饱和度（SvO2），反映氧气输送的有效性、患者氧耗情况与患者肺脏功能。目标70-75%。Medtronic BioTrend其探头为反射性分光亮度计，将测量的反射光转化为电子信号，计算并显示所得饱和度。

该设备为选配装置，价格较高，不买通过血气分析也可以达到上述监测效果。

Medtronic BioTrend

（2）流量测定装置：精准测量ECMO流量，其原理利用超声技术。由于价格昂贵，并不是所有中心都拥有该设备。

（3）血凝监测：患者血液从引入ECMO系统中患者的凝血系统就会激活，时刻处于凝血状态，所以需要持续输注肝素抗凝，为确保凝血时间保持在可接受的范围内，需要定时监测患者的凝血功能。监测的指标包括：活化的全血凝固时间（Activated Clotting Time of Whole Blood，ACT）、部分活化凝血活酶时间(activated partial thromboplastin time，APTT)、血栓弹力图（TEG）等，所以有相应的设备对上述指标进行监测。

ACT监测

TEG监测仪

除以上监测设备外还有气泡监测、压力监测等等，由于这些应用较少，并且需要额外花钱购买，许多中心并不购买，在这里不做介绍。

ECMO设备其实是一个复杂的系统，需要各种各样的技术支持，并且随着科技发展，各个组成部分还会不断更新、发展，设备也会越来越方便、实用，应用的价格也会越来越低廉（目前全国各地的定价均不相同，管路材料费一般均在4-7万之间，对于老百姓来说还是相当昂贵的，期待国产材料的应用）。