ECMO在COVID-19大流行和其他新出现的传染病爆发期间的应用建议

WHO临时指南建议为符合条件的2019年新型冠状病毒病相关的急性呼吸窘迫综合征（ARDS）（COVID-19）患者提供体外膜肺氧和治疗（ECMO）。目前，感染COVID-19的患者中，可能发展为难治性的严重ARDS，并需要ECMO的支持的比例尚不清楚。根据以往类似患者群体的证据表明，经过慎重选择的重症ARDS患者如果不能从常规治疗中康复，可能会通过V-VECMO的治疗获益。目前，全球范围内对ECMO的需求相对较低，ECMO的使用主要局限于当地的ECMO中心。在新发传染病爆发期间提供复杂的治疗方法，如ECMO，具有独特的挑战。精心规划、明智的资源分配和人员培训，以提供复杂的治疗干预措施，同时坚持严格的感染控制措施，都是ECMO治疗计划的重要组成部分。可以在ECMO中心启动ECMO，也可以在将患者从非专业的中心运送到ECMO中心的过程中接受ECMO。确保各种流程能够使危重病人、工作人员和设备安全和协调地调动，对改善ECMO的使用非常重要。鉴于COVID-19大流行病的高传播率和与呼吸机相关的死亡率，为应对COVID-19大流行病的ECMO准备工作非常重要。

1、引言

WHO宣布的严重急性呼吸道综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)的大流行导致2019年冠状病毒病(COVID-19)致死性肺炎的群发，有报告称部分患者接受了体外膜氧合(ECMO)支持。WHO的“疑似COVID-19患者治疗临时指南”建议：在有足够的治疗病例数量（即拥有足够经验）并能确保ECMO运行质量的医疗中心对符合条件的COVID-19相关的急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者进行V-VECMO的治疗。

虽然有观察数据显示，在以往新发传染病爆发期间（主要是在甲型H1N1流感急性呼吸窘迫综合征的情况下）有使用抢救性ECMO的数据，但在这种疾病爆发期间，是否真正需要ECMO的情况并不清楚。作为参考，澳大利亚和新西兰2009年甲型H1N1流感ARDS患者中ECMO的使用比例估计为2-6例/100万，沙特5-8%因中东呼吸道综合征冠状病毒导致ARDS的危重患者进行ECMO的支持治疗.因此，COVID-19暴发对ECMO的潜在使用量的总体影响目前尚不清楚，但全球范围内ECMO的需求可能会增加。

此次疫情爆发时，全球ECMO的基础设施、教育资源、研究资源的发展和组织化程度比十年前要高得多。最重要的是，现在有更多的证据支持ECMO在ARDS患者中的疗效和安全性比以前的疫情爆发时要高得多。虽然在2009年甲型(H1N1)流感大流行期间，几乎没有几个ECMO中心被列入ELSO(图1)，但在疫情爆发期间紧急建立了许多ECMO中心。值得注意的是，尽管在体外生命支持组织登记的中心数量稳步增加，但仍有许多中心没有登记，这使得评估全球的实际ECMO能力和能力具有挑战性。

在新出现的传染病（如COVID-19）爆发期间，ECMO治疗过程的规划大致可分为确保人员、设备、设施和组织系统（图2）。在 2009 年甲型H1N1 流感大流行期间，快速增援能力不足凸显了重症监护储备和改善各级医疗资源规划的必要性。重点是建立可持续的系统，确保为患者及其家属提供高质量的护理服务，确保员工的安全和健康。有关组织ECMO项目的细节已在其他地方报道过。

图1

2、ECMO资源规划和分配

基本要素：

ECMO中心应保留一份专门的多学科小组成员名单，其中包括所有接受过ECMO护理培训的成员。应保持已维修和准备部署的机器的同期记录。虽然在特定中心储存与ECMO相关的设备可能是适当的，但必须注意不要囤积用品。医院业务小组和区域性的一次性用品追踪可以帮助根据需要分配这些用品。所有ECMO中心都应该有指定的区域，用于穿戴和拆卸个人防护设备和空气净化呼吸器。区域规划还应该预测和准备病人可能大量涌入指定的医疗中心，并为之做好准备。

理想要素：

应考虑在医疗中心内将需要ECMO的COVID-19患者聚集在一起，以简化资源管理。最好有一个区域性疾病暴发应对系统，对疾病传播的程度，传播的风险以及对广大社区的影响，使医院主管部门可以在适当的时间范围内分配适当的资源并减少选修服务和住院次数。由于过多的需求可能会损害供应链，因此应集中协调操作ECMO服务所必需的组件。但是，各个中心必须集中精力保存稀缺的物资，以确保在需求激增的情况下做好准备，并为附近的医院提供支持。此策略将要求中心经常向本地或区域组织机构报告。

如果救治压力超出了ECMO中心的承受能力，应及时提供区域内的其他ECMO医疗中心列表，应包含联系方式和转运流程，明确描述到达区域并采取适当的感染控制预防措施。所有ECMO中心都应确定关键的限速因素，主要是评估资源分配的四个关键类别需求激增（图2）。考虑到爆发期间所有资源都可能用尽，应该考虑使用ECMO时占用尽可能少的资源，以此来使有限的资源来照顾更多患者。ECMO中心可以通过派遣卫星小组或使用远程医疗会诊向经验不足的中心提供ECMO服务，直到在ECMO中心重新拥有治疗能力为止。可用病床和供应的区域统筹监测计划可以帮助协调运送患者的分布，以避免转诊地点超负荷。对于涉及资源分配和复杂的医院间转移的决策，当地和地区的ECMO协调员可以帮助推进这一流程。

3、人员分配

基本要素：

应在每个ECMO中心建立应对高需求的指挥系统，并广泛告知，明确指示，分配角色，并进行适当的模拟演练。ECMO中心主任还应确定由医生、灌注师、护士、呼吸治疗师和物理治疗师组成的团队，在启动ECMO后，可以分组轮流值班。我们建议，ECMO中心应制定一个最低和最理想的人员配置要求，并将其传达给地方、区域和国家网络，以便于在ECMO团队成员生病或无法使用的情况下，为人员配置提供便利。

理想的要素：

一个专门的ECMO团队应该为所有病人提供护理，但在安全可行的前提下，应鼓励经验较少的工作人员不断培训。这种方法有两个好处：在短期内防止职业倦怠和改善对未来大流行病的准备工作。

在全球范围内，技术人员和生物医学工程师也可以参加这样的团队。作为临床多学科团队的一部分，可以让具有丰富技能的外科医生或临床医生(例如，有经验的插管技能的重症监护医生)参与进来，以提高插管的安全性和成功率，同时降低血管穿刺并发症的发生率。

4、人员培训和ECMO的使用

基本要素：

人员培训对于确保做好准备和成功应对大流行病至关重要。确保工作人员的安全必须是机构的一个高度优先事项。关于使用ECMO的培训应针对具体地点，并应让具有跨学科经验的小组成员参与。除了特定的ECMO培训外，小组成员应熟悉疫情爆发期间受感染病人的一般重症监护管理做法(主要是支持性的)。培训方案应由ECMO小组的专家成员领导，并在其他专业人员（如感染控制人员）的支持下，制定成临床管理指南；这些指南应提供给ECMO小组的所有成员。应让所有的ECMO团队成员了解新发传染病患者接受ECMO支持的资格标准。

从迄今报道的COVID-19患者的临床特征来看，患者的选择和启动ECMO的决定可以参考既定的标准，如其他原因引起的严重ARDS的的启动标准。

正确使用个人防护设备和处理受感染的身体分泌物和实验室标本，是使保健人员和所有其他机构工作人员有能力管理任何流行病的基本要求。在进行适当的个人防护设备培训后，必须在穿戴个人防护设备或PAPR的情况下，作为一个团队在高仿真的模拟环境中练习使用所有与ECMO相关的设备。练习场景应模拟即使在没有额外负担的情况下，也应模拟可能会造成压力的关键事件，如意外断电、泵故障、回路中的空气和心脏骤停等。操作者应熟悉ECMO插管的尺寸和扩张器，并能在穿戴PPE或PAPR的情况下处理插管并发症。由于言语交流、外周视力和通过呼吸机镜片或面罩的视力清晰度都会受到损害，因此模拟训练也应尽量模拟这些不利因素，由此来确保模拟演练和实际操作的的一致性，即高仿真性。

尽管ECMO对某些患者来说是一种可行的抢救策略， 但它不能代替传统的ARDS管理。通常情况下，这种管理包括低潮气量和至少适度的呼气末正压通气，同时限制高气道压和驱动压，可接受性高碳酸血症。这种策略可以包括镇静肌松和俯卧位通气（除非有禁忌症或技术上不可行）。有些患者可能被认为太不稳定，不适合进行俯卧位，如果可能的话，可能必须尽快给予抢救性ECMO。同样，对于不稳定的病人和在转移过程中可能恶化的病人，可以使用ECMO来保证患者从非ECMO中心向中心单位的安全转运。

一旦患者已经平稳接受ECMO，保护性肺机械通气策略是非常重要的。对于ECMO的最合适的通气策略尚无共识。两项随机试验对ARDS患者ECMO期间的通气（EOLIA；平台压≤24 cmH2O，同时应用至少10 cm H2O的呼气末正压；呼吸频率为10-30次/min）和常规通气支持与ECMO治疗严重成人呼吸衰竭（CESAR;吸气峰压20-25 cm H2O；呼气末正压10 cmH2O；呼吸频率10次/min），在明确的ARDS患者使用ECMO期间通气策略出现之前，可作为有用的参考。在ECMO过程中可以考虑俯卧位，尽管很少有数据支持这种做法。

ECMO对ARDS的好处主要来自于它能够提供肺保护功能，这与减少不良预后有关。应该注意的是，虽然体外二氧化碳清除肺保护性通气是可行的，但它既没有循证依据，也没有普及。患者偶尔会出现心功能不全，主要是由心肌炎、心肌梗塞或败血症相关心肌病引起的，可能需要进行VA-ECMO。在心肺功能都出现衰竭的情况下，ECMO的应用变得复杂，在可能的情况下，需要在开始ECMO之前与专业的体外生命支持中心密切联系。对于符合条件经过慎重选择的心脏骤停患者，可以考虑采用ECMO辅助心肺复苏（ECPR）。然而，鉴于这些病人可能出现不良后果，参与救治的医务人员有相当大的感染风险，ECPR应非常谨慎地进行。

基于既往流感研究的数据，不建议常规使用类固醇类药物，因为这些数据表明其应用有潜在危害。虽然抗病毒药物在COVID-19 爆发的背景下是否有用还不清楚，但了解ECMO过程中药代动力学和药理动力学的改变将使抗病毒药物的最佳剂量得到优化。

理想要素：

应考虑在紧急状态外进行经常性的ECMO模拟演练，以培养和加强插管技能，处理电路或泵的紧急情况，并练习其他故障排除演练，所有这些都要戴上PPE或PAPR。

5、ECMO使用前和使用期间的感染控制措施

基本要素：

感染控制预防措施对于防止新出现的传染病的进一步传播，并保证治疗团队、其他患者和家属的安全至关重要。必须保持现有的安全措施（例如，刷卡和密码进入），口罩使用者在进入任何病人区域前必须始终检查封条。可能需要增加安保人员，以确保工作人员和病人在困难和情绪激动的环境中的安全。个人防护装置的放置于合适位置来提高使用者的依从性。

世卫组织建议，医护人员进行气管插管和支气管镜检查等产生气溶胶的程序时，应在通风良好的房间内进行，即自然通风(每个病人至少160L/s的气流)或在负压室(每小时至少12次换气)。使用机械通风设备时，需要控制气流方向。使用 N95 或 Fluid/Firm Particle-2 口罩是必要的，而且最好事先进行适合性测试。

ECMO中心应重新审核现有的感染控制指南和协议，并确保ECMO团队的所有成员都接受适当的培训。如果需要在另一个卫生中心发起ECMO，则该团队应随身携带PPE或PAPR资源或熟悉在另一家医院使用设备。执行ECMO插管的人员除个人防护设备外，还必须穿着无菌服装。

理想的因素：

为了减少运送接受ECMO的高传染性病人所需的感染控制资源，ECMO中心应考虑制定设施层面的计划，对这些病人进行分组。

6、转运和接受ECMO患者

ECMO中心应制定医院间转运的标准流程(针对目前的疫情)，并与转诊中心分享。经验丰富的ECMO临床医生应评估转诊病人，并根据需要制定转诊计划。如果从呼吸困难到ARDS的疾病进展速度较短或未知，我们建议在可行的情况下尽早转院（如气管插管后）到ECMO中心。如果需要在非中心医院启动ECMO，ECMO团队应了解当地的资源，并共同努力，不要让他们的物资消耗殆尽。在小组到达时，应向当地医院转发有关病人和区域准备插管的指导意见，以缩短周转时间。应由专门的ECMO检索协调员尽早确定任何限制速度的步骤。有效的沟通和协调对于成功和高效的院间转运至关重要。

接受ECMO的患者也可能需要在同一机构内转送至放射科室、心导管室或手术室。所有转院的风险与收益评估应该包含评估向医护人员和公众传播疾病的可能性。在启动ECMO之前，应仔细评估这种风险。必须严格遵守感染控制政策，立即对运输路线和运输车辆进行消毒，以防止和减少交叉污染的风险。

7、ECMO的撤机、拔管和康复治疗

基本要素：

目前，COVID-19肺炎的自然病史和病程时间的中位数尚不清楚。所有的ECMO中心都应该有标准化的ECMO撤机方案，并对团队成员进行适当的培训。成功的撤机、拔管和进一步的康复治疗应实施严格的感染控制措施，使用PPE或PAPR。只要病人尚具有传染性就应该禁止其在负压室外活动。应考虑使用PPE和PAPR进行脱机和拔管模拟演练。对这类患者的随访对于确保他们的长期治疗效果是很重要的。

理想要素：

应该考虑使用PPE和PAPR进行脱机和拔管的模拟演习。如果需要长时间的ECMO治疗，应积极考虑可能的退出策略，包括维持ECMO直至康复，移植或病情缓解，直到采取长期ECMO为止，而选择方案应基于对目前可用资源的评估。

8、尸体处理

基本要素：

在没有进一步证据之前，所有死亡病人都应作为传染病处理，并采取适当的预防措施。应测绘出ECMO中心的停尸设施的储存能力，并审查死后护理准则。应按照国家和国际上关于处置传染性生物危险物质的准则处置废物。

理想要素：

应该设计针对COVID-19患者死后ECMO拔管标准管理流程图。这种流程图应包括死亡证明、通知卫生部门和适当包裹尸体。遗体处理人员和直系家属应采取感染控制措施。

9、员工关怀

基本要素：

考虑到传染病给医疗行业从业者的风险，应经常对ECMO团队的成员的健康和福祉进行监控。由训练有素的精神病学家、心理学家、心理咨询师、社会工作者或精神科护士组成的多学科小组，是监测和治疗受影响员工的理想选择。ECMO中心需要审查管理和留住接受过ECMO培训的员工的政策，包括保险、奖励、病假、职业健康和安全等。

出现感染症状的人员应根据感染的最大潜伏期（如2周）进行隔离，如果病情恶化，应制定明确的随访和升级计划。此外，必须制定协议，对所有由受感染工作人员护理的非感染患者进行接触追踪。

理想要素：

可采用管理工作人员福利的工作场所政策，包括确保有后勤保障人员进行服务，以提供基本的便利设施，如餐饮、淋浴设施、休息区和用过的擦洗衣服或制服的洗衣服务。应考虑对非专门从事ECMO的工作人员进行培训，以进一步支持ECMO团队的关键角色（例如，护士的认证）。还应考虑加强使用远程平台进行会议，取消将大量一线工作人员聚集在一起的教育或者娱乐活动。

在疫情爆发的最初阶段，通常可以保护初级和缺乏经验的工作人员不参与管理此类高传染性病人。然而，如果疫情迅速升级，他们的参与可能是必要的，应制定快速培训计划，以确保在这种情况下做好准备。

10、伦理方面的考虑因素

基本要素：

伦理方面的挑战将影响到在爆发时提供ECMO治疗的决策。在这种情况下，ECMO的潜在益处和持续时间可能存在不确定性，随着疫情的发展，ECMO的潜在益处和持续时间可能是动态的，需要定期审查。应定期审查患者治疗计划的所有方面，包括是否需要继续或终止ECMO。停止治疗的决定不应单纯根据ECMO治疗的时间长短来决定，而应在治疗小组内达成共识，认为病人恢复的可能性很小的情况下，才可停止治疗。

理想要素：

与家庭成员就ECMO启动，继续和终止方面进行共同决策是可取的。当患者处于危重阶段时，代理决策者进行ECMO治疗的决策面临很大的压力。社会工作者和道德委员会成员的参与可能有助于减轻在如此高压环境下接受ECMO的患者在管理过程中遇到的一些道德障碍。

11、质量保证与合作研究

必须维护质量保证和临床治理框架，并经常检查ECMO质量，以衡量ECMO管理的总体结果，发现问题并制定纠正措施计划。针对新兴传染病暴发期间ECMO使用的经过验证的质量指标尚待研究。从以前的此类暴发的管理中汲取的经验教训可能会有助于消除一旦发现的任何准备方面的差距，或者为提高ECMO交付质量确定统一的方法。数据的收集和共享对于确保备灾和患者护理非常重要，特别是在世界上尚未受到疫情影响的部分地区。目前，ELSO注册中心可在启动ECMO之前和之后收集有关适应症，人口统计学以及血液动力学和生化变量的身份不明的患者数据，以及来自全球400多个ECMO中心的患者结果和并发症的详细信息，可以在传染病的爆发以及对现有数据收集的修改（例如，针对COVID-19的信息，例如拭子详细信息或PCR的循环阈值）可能为质量保证和研究提供有价值的数据。

全球研究合作可以进一步促进新兴传染病暴发期间的研究，例如国际ECMO网络，国际严重急性呼吸和新兴感染联合会（ISARIC）以及2019年新型冠状病毒急性呼吸道疾病（ECMOCARD）的体外膜氧合合作。为了产生和传播有益于全球患者的知识，非常需要拥有适当的伦理学批准的研究计划或开发便捷的伦理学审查和批准的途径。

12、结论和未来展望

像COVID-19这样的新出现的传染病的定期爆发，在我们这个联系紧密的世界里，已经成为不可避免的事情。这种全球性的疾病爆发需要采取战略性的全球应对措施。鉴于这些新出现的传染病容易迅速导致许多病人严重的呼吸衰竭，而且在COVID-19的情况下，病毒的传播力很强，总体病例死亡率不明确，因此，危重护理应对措施应成为减少传播和防止死亡的大流行病计划的一部分。这些应对COVID-19疫情的准备工作应包括在资源充足的环境中提供ECMO。需要仔细选择ECMO的病人，因为病人的年龄和合并症似乎影响了COVID-19重症患者的结果。此外，几个变量，如肺部疾病过程的可逆性、继发肺部感染的风险、抗病毒药物和其他疾病改变因素的作用等，都可能影响ECMO的结局。除了谨慎选择患者外，严格遵守标准的重症监护管理规范和感染控制方案应是护理的主要目标之一。

在传染病爆发之外，急性呼吸窘迫综合症的ECMO是一种循证服务，但资源密集型的治疗，通常只有在专业中心才能提供。虽然已经建立了许多新的中心，而且现在越来越多地提供ECMO检索服务，但获得ECMO的机会受到限制，特别是在资源匮乏的环境中。建立中枢和枢纽型护理模式，其中有资格获得包括ECMO在内的高端重症监护支持的重症患者在中枢进行管理，可能会改善危重病人的分层。

如果区域中心的病人病情恶化，成熟的ECMO检索方案将成为重要的资源。建立可持续的系统，用于快速转移和分组大量的危重病人，对于在新出现的传染病如COVID-19等传染病爆发期间提供高质量的ECMO护理非常重要。

此外，还需要通过全球协作开展大量工作，以控制疾病，并优先生产疫苗，改变病原体的自然历史。实时数据收集和共享，建立全球生物库，以及培养一种消除地理界限的国家间合作研究文化，对于迅速确定高危人群、可从ECMO等疗法中获益的患者和潜在的治疗目标至关重要。此外，提高对ARDS的认识，包括快速识别ARDS的表型，可以使人们在疾病爆发时更准确地使用ECMO等治疗方法。