作者：赵举,金振晓
出版社：人民卫生出版社
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体外膜肺氧合培训手册试读：
版权页
图书在版编目（CIP）数据
体外膜肺氧合培训手册／（美）肖特（Short，B. L.），（美）威廉姆斯（Williams，L.）编写；赵举，金振晓主译．—北京：人民卫生出版社，2015
ISBN 978-7-117-20751-5
Ⅰ．①体… Ⅱ．①肖…②威…③赵…④金… Ⅲ．①体外循环-手册 Ⅳ．①R654.1-62
中国版本图书馆CIP数据核字（2015）第123715号人卫智网 www.ipmph.com 医学教育、学术、考试、健康，购书智慧智能综合服务平台人卫官网 www.pmph.com 人卫官方资讯发布平台
版权所有，侵权必究！体外膜肺氧合培训手册（第3版）
原 著 者：（美）肖特（Short，B. L.） （美）威廉姆斯（Williams，L.） 赵 举 金振晓
出版发行：人民卫生出版社有限公司 人民卫生电子音像出版社有限公司
地 址：北京市朝阳区潘家园南里19号
邮 编：100021
E - mail：ipmph@pmph.com
制作单位：人民卫生电子音像出版社有限公司
排 版：人民卫生电子音像出版社有限公司
制作时间：2019年3月
版 本 号：V1.0
格 式：mobi
标准书号：ISBN 978-7-117-20751-5
策划编辑：肖军
责任编辑：杨帆打击盗版举报电话：010-59787491 E-mail：WQ @ pmph.com注：本电子书不包含增值服务内容，如需阅览，可购买正版纸质图书。
作者名录
Robert H. Bartlett，MD
Professor of Surgery，Emeritus
University of Michigan
Ann Arbor，MI
Stephen Baumgart，MD
Professor of Pediatrics
Division of Neonatology
Children’s National Medical Center
Washington，DC
John T. Berger，MD
Medical Director，Cardiac Intensive Care
Divisions of Critical Care Medicine&Cardiology
Children’s National Medical Center
Washington，DC
Jeanne Braby，MSN，RN，CCRN
Unit Based Advanced Practice Nurse
Children’s Hospital of Wisconsin
Milwaukee，WI
Dominick Carella，RN，MSN
ECMO Coordinator：
St. Christopher’s Hospital for Children
Philadelphia，PA
Daniel Conway，MD
ECMO Medical Director：
St. Christopher’s Hospital for Children
Philadelphia，PA
Elaine Cooley，RN，RRT
Sr. Clinical Specialist
University of Michigan
Ann Arbor，MI
Heidi J. Dalton MD，FCCM
Chief，Critical Care Medicine
Director，Pediatric／Cardiac ECMO
Phoenix Children’s Hospital
Phoenix，AZ
Edward Darling，MS，CCP
Associate Professor／Staff Perfusionist
University Hospital
SUNY Upstate Medical University
Syracuse，NY
Joel Davis，RRT-NPS，AE-C
Advanced Technologies Specialist
Children’s Healthcare of Atlanta
Atlanta，Georgia
Patricia English MS，RRT-NPS
ECMO Program Coordinator
Massachusetts General Hospital
Boston，Ma.
Ruth Ferroni，RN
Clinical Instructor，CICU
Children’s National Medical Center
Washington，DC
Geoffrey M. Fleming MD
Division of Pediatric Critical Care
Vanderbilt University Medical Center
Nashville，TN
James D. Fortenberry MD
Pediatrician-In-Chief
Children’s Healthcare of Atlanta
Associate Professor of Pediatrics
Chief，Critical Care Division and Pediatric ECMO
Emory University School of Medicine
Atlanta，GA
Penny Glass，PhD
Director，Neonatal Neurodevelopmental Clinic
Children’s National Medical Center
Washington，DC
Barbara M. Haney，RNC-NIC，MSN，CPNP-AC
Clinical Nurse Specialist and ECMO Coordinator
Children’s Mercy Hospitals&Clinics
Kansas City，MO
Daphne Hardison，RN BSN
Manager ECMO Services
Vanderbilt University Medical Center
Nashville，Tennessee
William E. Harris CCP，FPP
Chief Perfusionist，Department of Extracorporeal
Technology
Ochsner Medical Center
New Orleans，Louisiana
Micheal L. Heard，RN
Advanced Technologies Coordinator
Children’s Healthcare of Atlanta
Atlanta，Georgia
Darren Klugman，MD，MMS
Departments of Critical Care Medicine&Cardiology
Children’s National Medical Center
The George Washington University
Washington，DC
D. Scott Lawson，MPS，CCP
Chief Pediatric Perfusionist，ECMO Liaison
Duke Children’s Hospital
Duke University
Durham，NC
Laurance Lequier MD，FRCPC
Director，ECLS Program
Stollery Children’s Hospital
Edmonton，Alberta Canada
James E. Lynch，BS，RRT
ECMO Coordinator
Department of Women and Infants
University of Texas Medical Branch-Galveston
Galveston，Texas
William R. Lynch，MD
Director of ECMO Program
Director of Cardiothoracic Intensive Care Unit
University of Iowa Hospitals and Clinics
Iowa City，Iowa
M Patricia Massicotte MD. Msc，FRCPC，MHSc
Director，Vascular Patency and thrombosis Program
Stollery Children’s Hospital
Edmonton，Alberta Canada
Sharad P. Menon MD
Cardiac Intensivist
Phoenix Children’s Hospital
Phoenix，AZ
Matthew Moront，MD
ECMO Surgical Director：
St. Christopher’s Hospital for Children
Philadelphia，PA
Eugenia K. Pallotto，MD
Assistant Professor of Pediatrics，University of
Missouri-Kansas City School of Medicine
Associate Medical Director，Neonatal Intensive
Care Unit，Medical Director，ECMO，Children’s
Mercy Hospitals and Clinics
Kansas City，MO
Giles J Peek MD FRCS CTh
Consultant in Cardiothoracic Surgery&ECMO
Head of Service
East Midlands Congenital Heart Centre
Glenfield Hopsital
Leicester，UK
David Powell，MD
Division of Pediatric Surgery
Children’s National Medical Center
Washington DC
K. Rais-Bahrami，MD
Division of Neonatology
Children’s National Medical Center
Washington，DC
Nancy Rees，RN BSN
ECMO Coordinator
Children’s Memorial Hermann Hospital
Houston，Texas
Jennifer Schuette，MD
Division of Critical Care Medicine
Children’s National Medical Center
Assistant Professor of Pediatrics
George Washington School of Medicine
Washington，DC
Curt Shelley MEd RRT
ECMO Coordinator
Children’s Memorial Hermann Hospital
Houston，Texas
Billie Lou Short，MD
Executive Director，ECMO Program
Chief，Division of Neonatology
Children’s National Medical Center
Washington，DC
Christine Small，RN
ECMO Assistant Coordinator：
St. Christopher’s Hospital for Children
Philadelphia，PA
Wolfgang Stehr，MD
Senior Fellow，Division of Pediatric Surgery
Children’s National Medical Center，
Washington，DC
David C. Stockwell，MD MBA
Executive Director，Improvement Science
Medical Director，Patient Safety and the Pediatric
Intensive Care Unit
Assistant Professor of Pediatrics
Children’s National Medical Center
Washington，DC
Jeffrey B. Sussmane MD
Medical Director ECLS
Critical Care Medicine
Miami Children’s Hospital
Miami，Florida
John Waldvogel，RRT
Sr. Clinical Specialist
ECMO Program
University of Michigan
Ann Arbor，MI
Lisa Williams，MHA，BSN，RNC-NIC
ECMO Program Manager
Children’s National Medical Center
Washington，DC
Edward Wong，MD
Associate Director，Transfusion Medicine
Children’s National Medical Center
Washington，DC
Joseph B. Zwischenberger，MD
Johnston-Wright Professor and Chairman
Department of Surgery
University of Kentucky College of Medicine
Lexington，Kentucky
原主编 Billie Lou Short
Lisa Williams
主 译 赵 举 金振晓
副主译 刘 洋 楼 松
译 者（按照姓名笔画排列）
于 坤 国家心脏病中心阜外心血管病医院
刘 洋 第四军医大学第一附属医院西京医院
闫姝洁 国家心脏病中心阜外心血管病医院
陈 涛 第四军医大学第一附属医院西京医院
杨九光 国家心脏病中心阜外心血管病医院
金振晓 第四军医大学第一附属医院西京医院
赵 举 国家心脏病中心阜外心血管病医院
赵 荣 第四军医大学第一附属医院西京医院
赵明霞 国家心脏病中心阜外心血管病医院
胡 强 国家心脏病中心阜外心血管病医院
段 欣 国家心脏病中心阜外心血管病医院
高国栋 国家心脏病中心阜外心血管病医院
程 亮 第四军医大学第一附属医院西京医院
楼 松 国家心脏病中心阜外心血管病医院
雷兰萍 第四军医大学第一附属医院西京医院
管玉龙 国家心脏病中心阜外心血管病医院
译者前言
体外生命支持（extracorporeal life support，ECLS）是依赖人工机械设备通过对呼吸、循环功能的辅助支持达到挽救急危重患者生命的系统工程。目前普遍公认而且可以快速建立的ECLS系统就是体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO），ECMO作为一种中短期心肺辅助支持系统，是当代危重症心肺功能不全有效、可靠的床旁支持治疗。
全球体外生命支持组织（extracorporeal life support organization，ELSO）编写的《ECMO specialist training mannual》是对ECMO专业人员最有帮助的系统性教材，已经连续更新了第3版。为了更好地让国内同行获得全面系统的ECMO治疗理念和策略，结合我国ECMO起步较晚的实际情况，我们组织了国内心血管外科、体外循环相关专家编译了第3版《ECMO培训手册》，希望能够加快我国ECMO治疗团队的建设，紧跟国际步伐，进一步提升我国ECMO治疗的系统化、标准化。本书适合参与危重症治疗的所有相关人员，包括ICU医生、胸心血管外科医生、体外循环医生、麻醉医生及ICU护士等。
本书的翻译原则是完全忠于原著，因此难免有些语句不符合中文表达习惯。由于译者水平有限，书中难免有错误和不当之处，恳请读者予以指正批评。
本译本的面世得到于ELSO的肯定与授权以及中国生物医学工程学会体外循环分会（ChSECC）的大力支持，在此表示衷心的感谢。赵 举 金振晓序
非常高兴能参加第3版《ECMO培训手册》的创作。这一版是全美国18个ECMO中心的专家们共同完成的。作为第1版的作者之一，看到这一版和上一版之间有这么多的不同，感觉非常吃惊。第2版出版到第3版出版已经时隔10年，体外生命支持的患者人群特征、所使用的装备和临床管理流程等都已经发生了显著的变化。本书中，我们专门增加了8个新的章节，专门讨论新的病人群的生理学特点（新生儿呼吸生理、幼儿呼吸生理、成人呼吸生理和所有年龄组患者的心脏生理）。我们也增加了体外膜式氧合心肺复苏、血液过滤、血浆置换以及两个专门讨论特殊病例和突发事件处置措施等内容。
床旁ECMO的培训一直是重中之重。本手册就是为了帮助ECMO中心对其ECMO团队进行内部培训和教育而编写的。为了帮助ECMO初学者，每章的末尾还附了测试题和答案。本手册应该与各个ECMO中心自身已有的ECMO教材结合使用。本手册的各个章节是由不同ECMO中心的专家写成的，但是也努力呈现了ECMO常规操作的全貌。单个中心所采用的独特技术可能在本手册中没有能完整呈现，因此在培训时，也需要各个中心针对这些题目提供额外的资料。
在此对参与编写和审阅的每个人致以深深的谢意，非常高兴能与你们一起工作。特别要感谢我的副编辑Lisa Williams和Peter Rycus。如果没有他们坚持不懈地支持，这个第3版的面世可能要再等10年。Billie Lou Short，MDELSO教育委员会主席（2007—2009）
第一章 体外生命支持的历史Robert H Bartlett MD.
作者撰写该文章时，世界首例新生儿ECMO的存活者已经35岁。在一代医学人的努力下，重症监护病房内长期体外生命支持已经完成了从实验室中的奇迹到临床试验，再到常规治疗方法的转变。在美国，每一个重要的儿童医院都有自己的体外生命支持治疗团队，专门治疗其他常规手段无效的严重心肺衰竭患儿。虽然ECMO一开始主要用于新生儿呼吸衰竭的治疗，经过不断的成长和改进，现在主要用于婴幼儿和成人重症监护病房。事实上，随着对新生儿呼吸衰竭病理生理理解的深入以及更好的防治措施的出现，新生儿体外生命支持治疗的例数在稳步下降。随着我们对儿童和成人病理生理理解的加深以及治疗方法的革新，体外生命支持治疗的应用也将同样逐步下降。
人工心肺机是由John Gibbon医师首先开发的，起始于1939年，在1954年使用人工心肺机完成第一例开心手术。心脏外科手术中，回流的静脉血全部被引流到人工心肺机中，再经人工泵泵入到体循环，使一定时间内心脏内没有血液，允许心内畸形修补或者对冠脉系统进行手术。直接在心脏上进行手术是神奇的，但是人工心肺机本身会引起血液中液体和固体成分的损伤，而且体外循环超过2～3小时后，就会引起致命的并发症。血液损伤的主要原因是气血直接接触。采用可塑性的气体交换膜将气体和血液隔开，解决了大多数的血液损伤问题，心肺机可以持续运转数天，因此长期体外循环的生理学和病理生理学研究就在实验室中开展起来了。
1971年，J. Donald Hill等将人工心肺机首次成功用于长期生命支持。患者是一位年轻男士，因急性严重创伤患有成人呼吸窘迫综合征（Acute Respiratory Distress Syndrome，ARDS）。随后，又有几例儿童和成人严重心肺衰竭病例救治成功的报道。同时，成人呼吸窘迫综合征似乎开始流行，而体外生命支持似乎就是它的解决之道。1975年，在NIH的主导下，开始进行对长期体外循环治疗成年患者ARDS进行临床研究。这是首个生命支持技术对急性致死性疾病的前瞻性随机研究，其研究终点为死亡。此项临床研究在设计和执行方面都有很多问题，例如共有9个临床中心参加，但是只有3个中心在纳入第一例患者之前具备ECMO的临床经验。从这项研究中，我们学习到，ARDS的总体死亡率为66%，严重ARDS患者的死亡率高达90%；我们学习到，持续高水平机械通气情况下，经验不足的团队进行VA-ECMO一周，并不能有效提高严重ARDS患者的最终生存率。我们还艰难地学习到，在对急性致死性疾病进行一项前瞻性研究时应该避免的错误，并对这项技术进行了新的命名：体外膜式氧合（ECMO）。这项研究的结果发表在1979年，致使体外生命支持治疗的实验和临床研究因此停滞10年。这项研究现在仍然常常被引用，但是与当代ECMO实践没有关系。然而，ECMO在新生儿呼吸衰竭方面的治疗结果却令人鼓舞。
在1975年NIH的ECMO临床试验的计划阶段，我们报道了第一例体外生命支持治疗成功救治新生儿呼吸衰竭。那时，我们的实验室进行膜式氧合器和长期体外循环动物实验研究已经10年了。1972年，我们就成功进行了首例术后心肺衰竭儿童的体外支持救治，White和Dorson在新生儿呼吸衰竭治疗中却没有成功。我们的患者是一例继发于胎粪吸入的足月呼吸衰竭患儿。低氧血症的主要原因是肺动脉高压引起的经动脉导管和卵圆孔的右向左分流。这在当时可以看作是奇迹，但是我们很快认识到，胎儿循环生理的持续存在（新生儿持续肺动脉高压，PPHN）是大多数足月新生儿呼吸衰竭的主要原因。采用实验室中发展成熟的经血管径路技术、抗凝技术、呼吸机管理技术和体外循环技术，我们对不同疾病情况下的幼儿进行了体外循环支持。随后5年中，我们对40例新生儿患者进行了治疗，存活率50%。其他医院的新生儿专家和外科医师到我们这儿来学习这项技术。到1986年，18家新生儿中心都成功建立了ECMO中心。
与20多年前新生儿气管插管和机械通气技术所处的环境一样，这项新技术的出现同样受到仍属新领域的新生儿学家的质疑和轻视。我们进行了第一个前瞻性的ECMO救治新生儿呼吸衰竭的随机研究，采取了一些比较有弹性的试验设计方法，纠正了以前在成人研究中出现的错误。经过长时间的争论，这项研究的结果最终发表在1985年的Pediatrics杂志上，并邀请专家对这项技术和试验本身进行了评价和质疑。这些质疑和争论推动O’Rourke等在波士顿儿童医院进行了第二个前瞻性随机研究。他们同样采用相同的弹性试验方案，结果也相同（ECMO组救治存活率为94%）。密歇根试验被认为将过于危重的患儿纳入ECMO组而受到质疑。两年后，波士顿试验则因为拒绝将对照组患儿纳入ECMO救治受到责难。且不管学术性的争论，新生儿学家认识到常规应用ECMO的结果，将会是高存活率的快乐健康儿童，因此ECMO成为独立于其他方法的新生儿呼吸衰竭的标准治疗手段。
1990年，NIH组织了一个主旨为将高技术医学从实验室向临床转化的工作组，专门将新生儿ECMO作为一个例子来讨论。在新生儿ECMO从概念转化为常规应用的过程中，有几个因素促进了这个进步。这个技术的所有细节完全是在实验室和动物研究基础上建立起来，然后才进行临床研究的。临床研究经历了Ⅰ期、Ⅱ期和Ⅲ期验证，定期有报告和讨论发表，但是在大众媒体上没有敏感的报道。临床研究一开始就建立了所有中心、所有患者纳入的登记制度，后来证明这一举措对于技术的进步是极具价值的。ECMO的应用也使得对那些在没有ECMO支持情况下就会死亡的危重患者的研究成为可能。这最终揭示了新生儿呼吸衰竭病理生理和治疗技术许多不为前人所知的特点，反过来使得人们对其他更加简单的治疗手段有了更好的理解。随着技术的发展，ECMO技术开始标准化并不断推广，也被正在和即将使用这项技术的医师有组织地研究和改进。1989年，这些研究者和临床医师建立了名为“体外生命支持组织（ELSO）”的正式组织机构。在最近20年，该组织在这个领域建立了多个指南和技术操作文件，发表了标准教科书，并坚持了体外生命支持治疗病例的注册系统。ELSO也追踪和记录了体外生命支持治疗技术在其他疾病和患者群中的应用演变。到2010年1月为止，已经注册4万余例患者，其中半数是新生儿。又有两个前瞻性的新生儿研究发表了其试验结果，一个是在英国开展的大规模临床研究，其试验设计几乎解决了急性致死性新生儿疾病救治方面前瞻性随机研究面临的所有问题。ECMO现在已经成为独立于其他治疗手段的常规治疗方法，总体存活率是85%，胎粪吸入患儿成功率最高，达98%，先天性膈疝存活率最低，为55%。
在新生儿呼吸衰竭救治成功的基础上，有些医师又开始转向儿童和成人呼吸衰竭的救治。Kolobow等发现高压通气模式（肺牵张）和过高的FiO（fraction of inspired oxygen）可导致严重的肺损伤。2Gattinoni和Kolobow采用体外循环排出二氧化碳，高频喷射通气进行氧合，将呼吸与氧合分开，这样就不需要机械通气，可以防止肺组织牵张损伤，严重ARDS患者的救治成功率达到56%。这些结果重新激起了人们采用体外生命支持治疗救治成人呼吸衰竭的兴趣，在20世纪90年代，多个团队报道了类似的结果。一、成人呼吸衰竭
即使采用最优秀的治疗方案，ARDS患者的总体死亡率仍高达30%～40%。气管插管后1周内高死亡风险的ARDS患者是体外生命支持治疗的适应证。这些患者插管后2～4天时，肺泡动脉氧分压差（Alveolar-arterial oxygen difference AaO）超过600mmHg，死亡率接2近80%，而采用体外生命支持治疗后救治成功率高达70%。采用体外生命支持治疗前，如果气管插管时间超过5天，则恢复几率很低，因此采用体外生命支持治疗救治ARDS的总体成功率大约为55%。密歇根大学报道了采用体外生命支持治疗救治ARDS最大宗的临床经验，总体存活率为52%，而2002年以来，其存活率为65%，其数据量足够大，可以分析患者因素对转归的影响，也可以分析年龄和机械通气天数对恢复的影响。2009年，Brogan发表了成人呼吸衰竭救治方面的ELSO注册数据。
英国Leicester的ECMO团队进行了一项ARDS患者常规机械通气治疗和ECMO治疗的前瞻性随机临床研究，采用在新生儿研究中已经获得认可的设计方案，其研究结果（CESAR试验）发表于2009年，常规治疗组存活率为47%，而Leicester ECMO方案救治组的存活率为63%。二、儿童呼吸衰竭
1991年，儿童重症监护研究小组和ELSO开展联合研究，纳入32家儿童重症监护病房，679例呼吸衰竭患者。总体死亡率为40%，多参数回归分析表明，ECMO是唯一一项有益于临床转归的治疗手段。Green采用该研究的数据库作了配对分析比较，发现55例ECMO救治存活率为74%，而110例常规治疗存活率为53%。
与新生儿和成人相比，年长儿童发生急性呼吸衰竭的几率很低，最常见的原因是病毒性或细菌性肺炎。哮喘持续状态是儿童另外一个致命的病症。在其他治疗措施都无效的情况下，应该考虑体外生命支持治疗，总体存活率大约为75%，视患者的初始发病情况不同而有所不同。多数呼吸衰竭的儿童可以采用VV-ECMO治疗。未能存活的儿童，最常见的死亡原因是原发感染造成肺组织不断破坏，或者体外生命支持治疗前缺氧缺血阶段引起的大脑损伤。随访过程中，存活儿童基本上是正常的，一旦肺组织恢复，肺功能和运动耐受能力都能恢复到正常。三、心脏衰竭
ECMO在VA模式下可以同时进行心脏和肺脏支持。1972年以来，ECMO就一直用于心衰的救治，但是直到最近10年，其应用才快速增长，且主要是在儿童患者。其原因在于ECMO是美国唯一能够用于儿童的心脏功能替代装置，可以最终康复，或者可能过渡到器官移植。在成年心衰患者，ECMO常规用于心源性休克和心搏骤停的抢救，以获得评估、心脏辅助装置植入和最终器官移植的时间。
2008年，新一代的膜肺、安全的离心泵和血管插管技术进入美国，这些装置使得ECMO更加安全和简单，一般的ICU工作人员也能很好管理。这种技术（我们称为ECMO-Ⅱ或第Ⅱ代ECMO）具有将ECMO普及到医院中其他新领域的潜力。ECMO成为可能也得益于一个新专业领域的出现：ECMO技术专家。这些从护理、呼吸治疗和灌注专业来源的医学专家都获得了专门的知识和技术，足以理解和处理长期体外生命支持技术出现的各种问题。ECMO专家独立承担管路系统和患者处理等重大责任，典型的ECMO规程中其职责可能是“调整管路流量和压力、利尿剂应用、血液制品的输注、镇静和呼吸机设定，以维持最佳生命支持状态”。本手册列出了ECMO团队所要求的专家培训和资质，以及ECMO管理的细节。（译校：金振晓 赵举）参考文献
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新生儿时期需要ECMO治疗的患者有多种疾病和病理生理状态，而肺动脉高压是这些疾病的继发症。足月（或者接近足月，孕34～36周）患儿可能患有肺透明膜病，也可能有潜在的肺动脉高压或败血症/肺炎，因此其呼吸功能不稳定。较大婴儿的胎粪吸入综合征（Meconium aspiration syndrome，MAS）、败血症/肺炎、新生儿的先天性膈疝（congenital diaphragmatic hernia，CDH）、新生儿持续性肺动脉高压（idiopathic pulmonary hypertension of the newborn，PPHN）等都是ECMO最常见的治疗对象。这些疾病相关的病理生理学状态是本章的重点。一、肺成熟的过程
表面活性剂是肺组织中Ⅱ型肺泡细胞分泌的，含有多种磷脂，可以降低肺泡壁的表面张力，对于肺泡的第一次张开和防止随后的肺不张非常重要。表面活性物质的缺乏是透明膜病的病理生理学基础，表现为大片的肺不张。表面活性物质的主要成分是卵磷脂，大约占50%～75%，孕22～24周时大量出现，并持续增多，直到分娩。孕35周时，卵磷脂和神经鞘磷脂的比例大概是2∶1，表明肺发育成熟，另外磷脂酰甘油的出现也是肺成熟的标志。二、胎儿循环
胎儿循环有以下特征：
•解剖性分流：卵圆孔，动脉导管，静脉导管。
•胎盘循环占心排出量的50%。
•肺血管阻力高，经过肺组织的血流少（7%～10%）。
胎儿时期，血液在胎盘的绒毛膜绒毛完成氧合，经脐静脉离开胎盘，在左右肝叶之间分叉，小部分血流灌注肝脏，大部分血流经静脉导管进入下腔静脉，汇入右心房。其中大部分血液经卵圆孔进入左房，剩余的部分血液和上腔静脉回流的血液一起进入右心室和肺动脉，而这部分血液的大部分经动脉导管分流到主动脉，灌注肺组织的小部分血液（7%～10%）回流到左心房，与分流和循环的血液混合。这些血液进入左心室和主动脉。降主动脉分叉为左右髂动脉，分别发出一个分支绕过膀胱向上形成脐动脉，回到胎盘（见图2-1）。图2-1 胎儿血液循环示意图
胎儿肺循环由多种因子调控，最重要的血管扩张因子是一氧化氮和前列环素，内皮素-1和血小板激活因子是主要的血管收缩因子，白三烯和血栓烷也起到一定的作用（见表2-1）。表2-1 胎儿肺血管活性介质三、ECMO治疗的新生儿疾病
需要ECMO治疗的新生儿疾病如前所述，见图2-2。随着表面活性剂、高频通气和一氧化氮吸入等新疗法的出现，需要ECMO治疗的患者数量已经下降。患有透明膜病的足月患儿采用这些方法治疗后，很少再需要ECMO支持。图2-2 新生儿呼吸系统疾病ECMO治疗比例（资料来源：ELSO注册登记系统 2009年1月）（一）透明膜病1.透明膜病的特点
透明膜病的特点是缺乏表面活性物质，引起肺泡不张，从而导致低氧血症。足月婴儿表面活性物质的产生可以因为酸中毒或低氧血症而停止。导致透明膜病发生的步骤包括：
•表面活性物质缺乏或者生成不足。
•过多的呼吸做功使得患儿疲劳，胸壁运动下降引起更多的肺泡不张。
•肺动脉高压引起低氧血症和高碳酸血症。
•低氧血症引起葡萄糖无氧酵解（葡萄糖从糖原获得），其副产品为乳酸，反过来又加重代谢性酸中毒（pH下降而BE降低）。
•肺不张使得二氧化碳无法呼出，形成高碳酸血症和呼吸性酸中毒（pH下降和pCO升高）。2
•低氧和酸中毒导致血管痉挛，引起肺组织低灌注，造成毛细血管破坏和肺泡坏死，结果是表面活性物质生成下降和肺不张进一步恶化。
•升高的血管阻力（更常见于足月婴儿）导致右向左分流（经卵圆孔和动脉导管）。
原发性表面活性剂缺乏引起随后发生的这些事件，最后都指向肺泡稳定性无法建立。这在胎儿期可以继发于宫内窘迫，引起肺血管痉挛和缺血，破坏肺泡壁，影响表面活性剂的产生。肺顺应性（lung compliance，C）表述的是在一定吸气压力下肺组织容积增加的值L（C=V/P），正常值在每公斤：1～4mL/cmHO。透明膜病患儿肺顺L2应性降低，只有正常婴儿的1/4～1/5，与正常肺组织相比，需要更高的压力使肺扩张，因此其呼吸做功增加。持续呼吸道正压（continuous positive airway pressure，CPAP）治疗可以帮助打开肺泡，降低肺不张的发生，从而降低呼吸做功，提高肺顺应性和氧合。2.透明膜病的易发因素包括
•早熟胎儿。
•围生期窘迫。
•母亲糖尿病（A，B，C）。
•兄弟姐妹有透明膜病史。
•双胞胎的第二胎儿。
•无临产阵痛的剖宫产。
•男性。
降低发病危险性的因素包括：
•产前24～48小时给予母亲糖皮质激素。
•母亲毒血症。
•早产儿或者羊膜破裂时间过长。
•卵磷脂/鞘磷脂比值>2∶1，或者出现磷脂酰甘油。3.透明膜病的处理
现在可以用人工表面活性剂或者牛、猪表面活性剂治疗有透明膜病风险或者已经出现透明膜病症状的患儿。到目前为止，还没有快速测试方法来诊断婴儿是否缺乏表面活性物质，因此临床医师不得不根据临床症状和X线检查结果来决定是否给予表面活性剂治疗。任何气管插管后FiO>0.40的患儿都应该考虑表面活性剂治疗。2
透明膜病患儿FiO>0.50时，应该考虑CPAP或者高流量鼻导管给2氧。这些治疗方法都有助于使塌陷的肺泡重新张开，同时防止其他肺泡塌陷，以争取时间等待表面活性物质的自然产生。如果存在通气障碍，如PaCO持续增高，应该考虑气管插管。机械通气的策略应该采2用PEEP（呼气末正压）+IMV（间歇指令通气）模式。吸气峰压应该尽可能低，以降低肺损伤的风险。较长的吸气时间（T>0.5秒）有助1于肺泡张开。高频振荡通气（high frequency oscillatory ventilation，HFOV）也适用于这些患者。患者血气和pH值应该维持在pH 7.28～7.38，PaCO45～50mmHg，PaO50～60mmHg。氧和呼吸机治疗都22是支气管肺发育不良（bronchopulmonary dysplasia，BPD）的诱发因素，因此患儿应该尽早脱离这些治疗措施。4.远期并发症
支气管肺发育不良：特征为肺泡壁、基底膜和支气管上皮表层组织的增厚和最终坏死，同时存在肺不张和纤维化，氧弥散能力下降。5%～30%的支气管肺发育不良患者会死于感染或者肺隔离症（Cor Pulmonale）。
早熟视网膜病（retinopathy of prematurity，ROP）：与高氧血症和（或）早产儿的大幅度氧合水平变化有关。胎龄缩短会增加ROP的风险。其他因素包括：低血压、酸中毒等。ROP的特征为视网膜血管的改变破坏了眼睛的正常层状结构，导致失明，严重情况下会发生视网膜剥脱。（二）胎粪吸入综合征（Meconium Aspiration Syndrome，MAS）
出生前，胎儿胎粪的排出可以继发于急性或者慢性缺氧或应激。MAS的母亲危险因素包括：毒血症，高血压，长期过量吸烟，慢性
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