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体外生命支持技术(extracorporeal life support，ECLS)主要用于救治顽固性低心排血量综合征和重症心力衰竭患者，主要包括体外膜氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)和心室辅助装置(ventricular assist device, VAD)。ECMO的概念于20世纪60年代末提出，1972年Hill等[1]首次将该技术成功用于治疗呼吸衰竭成人患者。1976年Bartlett应用该技术成功挽救了一例胎粪吸入婴儿，标志着"儿童ECMO"时代的到来[2,3]。1989年，全球ECMO专家在美国密歇根州成立了体外生命支持组织(extracorporeal life support organization，ELSO)，使得ECMO技术得到迅速推广和发展[3]。1993年北京阜外医院率先开展儿童先天性心脏病(以下简称先心病)ECMO并获得成功。经过长期临床实践与不断探索，国内小儿ECMO技术已取得了巨大进步，ECMO已成为国内救治危重心脏病患儿最主要的机械辅助手段。
ECMO的基本工作原理是将患者的静脉血引流至体外，氧合后再回输到患者的动脉或静脉，替代或部分替代心、肺功能，可在一段时间内维持患者基本生命体征，以争取心、肺病变获得痊愈及功能恢复的机会，或为下一步移植提供过渡时间。
ECMO主要有2种模式，静脉-动脉(V-A)模式和静脉-静脉(V-V)模式。V-A模式是指将患者的静脉血经氧合器氧合成含氧动脉血后重新泵入动脉系统。V-A模式对患者的心脏和肺都有支持作用，是小儿心脏病最常用的模式。儿童患者最常用的插管方法是通过右颈内静脉和右颈总动脉分别插管，年长儿童也可选择经股动、静脉分别插管，对于行开胸心脏手术以及紧急抢救穿刺困难的患儿则可选择主动脉、右房插管。V-A置管可增加左心室后负荷，导致主动脉瓣开放受限，进一步引起左心压力增高，临床表现为末梢灌注不良，动脉搏动波形丧失，因而常需左心减压[4]。左心减压管的放置途径包括左心耳、房间隔后侧近右上肺静脉开口处、左房顶部、肺动脉、房间隔造孔等，也有文献报道V-A ECMO联合Impella辅助泵行左心减压[4]。静脉-静脉(V-V)模式是指将患者静脉血经氧合器氧合成含氧动脉血后重新泵入静脉系统。由于V-V模式仅对患者的肺有支持作用，因此良好的心功能是使用V-V模式的前提。国外多中心研究表明V-V模式较V-A模式预后更好[5]。
随着体外循环技术的日趋成熟，心脏ECMO应用的适应证也在不断扩大。目前小儿心脏病ECMO应用的适应证主要包括：①先心病术后心脏解剖矫正满意但无法脱离体外循环，试停体外循环3次以上；②低心排血量综合征：严重心泵功能衰竭，左心室射血分数(left ventricular ejection fraction，LVEF)<35%；或心排血指数(cardiac index，CI)<2.0 L·min-1·m-2)；③严重心律失常伴低灌注；④可恢复性的严重心肌病和保守治疗无效的暴发性心肌炎；⑤等待心脏移植或心肺移植的桥接治疗以及移植术后的应用；⑥心肺复苏：心脏停搏、心肺复苏15 min以上不能恢复自主循环。
我国ECMO技术起步较欧美发达国家晚，尤其是在儿科领域，但近年来我国ECMO例数呈快速上升趋势。2020年中国医师协会体外生命支持专业委员会在"体外生命支持年会"上发布了《2019年中国体外生命支持发展现状》报告。报告显示2019年全国开展儿童和新生儿ECMO的中心达到105家，全年累计开展儿科ECMO 723例，较前一年(469例)增长了54.2%(254/469)，占整个ECMO总量的11.08%(723/6 526)。全国儿童和新生儿心脏支持ECMO的住院生存率分别为53.6%和30.8%。与同年ELSO统计数据[8]比较，国内儿童心脏支持ECMO的住院生存率与国际水平无明显差异(53.6%比53.2%)，但新生儿患者的住院生存率明显低于国际水平(30.8%比43.2%)。该报告还指出，目前开展儿童ECMO的单位主要在广东、上海、河南、北京、浙江、江苏等人口基数大、经济发达的省份。
我国新生儿和儿童ECMO主要应用于心脏手术围手术期[9]。据统计，截至2017年6月30日，我国18岁以下儿童心脏手术围手术期共实施ECMO 457例[10]。在儿童心内直视手术年手术量超过1 000例、500例和300例的医院中，开展ECMO的比例分别为100%、70.6%和42.9%，表明随着年手术量增多，医院对ECMO的需求明显增加[10]。近3年来，中国小儿心脏病领域实施ECMO的数量快速增加，从2017年的185例、2018年的240例上升到2019年的362例，约占全部小儿ECMO实施数量的50%[10]。从地域分布上来看，开展ECMO的医院主要分布在华北、华东、华中，而西北、西南和东北地区开展ECMO的医院相对较少。从开展数量上来看，北京、上海、广州三地实施ECMO的例数占总数的70%以上[10]。心脏围手术期ECMO总体的撤机率在38.4%～79.8%，存活率在26.8%～62.1%[10]。截至2017年6月，通过对全国43家开展儿童心内直视手术的主要医院调查统计显示，儿童(29日龄至18岁)存活率高于新生儿存活率(44%比32%)，但差异无统计学意义[10]。与同年ELSO统计数据[8]相比，国内先心病儿童及新生儿ECMO的存活率稍低(47%比39%)。Greathouse等[11]研究发现，患儿血清乳酸水平升高及大剂量的血管活性药物评分(vasoactive inotropic score，VIS)是预测ECMO撤离后死亡风险增加的独立因素。我国患儿使用ECMO时往往血清乳酸水平已经很高且存在使用大剂量血管药物的情况，故其存活率稍低可能与此有关。Di Nardo等[12]研究发现ECMO仍是心脏解剖结构复杂儿童主要的机械循环支持手段，特别是那些需要快速复苏和功能性单心室患儿。急性肾损伤、神经系统并发症、感染、出血等是先心病患儿术后应用ECMO过程中常见的机体并发症[13]。其中，ECMO辅助相关的颅内出血及消化道出血一直是临床医师关注的焦点问题，是最常见的严重并发症，整体发生率约为18.05%。其中，颅内出血在新生儿中更为常见；而消化道出血被认为与ECMO的不良预后密切相关，其发生与ECMO术前乳酸值有关[14]。因此，对于危重患儿，及时发现病情变化，在内环境紊乱早期启动体外生命支持程序可能有助于规避相关并发症的发生，改善患儿预后。
ECMO和VAD均可改善保守治疗无效的重症心肌病和暴发性心肌炎患儿的预后。与VAD相比，ECMO操作简便，被认为是机械辅助治疗重症心肌病和暴发性心肌炎的一线治疗方法。ECMO治疗模式首选V-A，对于新生儿或体重<25 kg的儿童，常采用颈动脉-颈静脉插管；体重>25 kg儿童可选用股动脉-股静脉插管，紧急情况下也可选择主动脉、右房插管[15]。至2017年6月，国内保守治疗无效的儿童心肌炎、心肌病患儿开展ECMO 73例，存活率为61.6%；新生儿心肌炎、心肌病患儿开展ECMO 2例，存活1例[9]。儿童心肌炎、心肌病ECMO的存活率较心脏术后开展ECMO的患儿高[9]。与同年ELSO统计数据相比，国内心肌炎、心肌病儿童ECMO存活率与国外存在一定差距(61.6%比74.0%)[8,9]。为了减少并发症发生率、病死率及残疾率，制订符合我国国情的儿科暴发性心肌炎ECMO治疗的临床应用共识，中国医师协会体外生命支持专业委员会儿科学组、中华医学会小儿外科学分会心胸外科学组等5个学组组织了来自全国主要开展小儿ECMO多家单位的15位专家，根据国内外相关文献并结合国情及国内ECMO治疗儿童暴发性心肌炎的临床经验，撰写了《体外膜氧合支持儿科暴发性心肌炎专家共识》[16]，为我国临床医师对ECMO治疗儿童暴发性心肌炎的临床应用指证、临床管理等方面的提供了操作指南，推动了我国儿科暴发性心肌炎救治水平的提高和体系的完善。
心脏移植或心肺移植是治疗终末期心力衰竭和呼吸衰竭患儿的有效手段。许多患儿由于病情严重和供体短缺，往往没有足够时间或机会等到供体。因此，ECMO作为儿童移植手术前较为有效的桥接治疗，不仅可以大大延长等待移植的时间，还可以保证患儿能在生命体征平稳的状态下接受心脏或心肺移植，进而提高移植概率及移植前的生存率。尽管有研究结果显示，与常规等待移植患儿相比，心脏移植前接受ECMO治疗患儿的预后较差[17,18]。但我们相信随着ECMO技术和心脏移植技术的不断进步，二者预后差距会逐渐缩小。
ECMO的另一个重要作用是移植术后的应用。研究表明，小儿心脏原位移植术后发生原发性移植物功能障碍(primary graft dysfunction，PGD)或排斥反应时ECMO的介入可以提高患儿生存率[19]。目前国内比较公认的心脏移植术后应用ECMO的指征包括[20]：①脱机困难；②有术后低心排血量综合征；③心脏移植后PGD；④供受体体重相差超过20%时，和/或受体存在肺血管阻力增高；⑤供心缺血时间大于4 h；⑥严重肺动脉高压。艾雪峰等[10]报道2017年6月30日前我国有5例患儿在行心脏移植手术后实施了ECMO，成功撤离4例(80%)，成功出院4例(80%)。童路等[21]报道了1例扩张型心肌病患儿在ECMO辅助14 d后施行了心脏移植，并最终成功撤离ECMO。我们认为，虽然目前国内儿童心脏移植尚处在起步阶段，ECMO在儿童心脏移植中应用的研究甚少，但作为有效的救治手段，值得国内学者关注和进一步研究。
肠内营养(enteral nutrition，EN)通常在ECMO运转后血流动力学达到稳定状态后开始，但早期开展EN和达到热量目标仍是儿童ECMO营养管理中的巨大挑战。虽然目前已有美国肠外和肠内营养协会发布的ECMO下新生儿营养支持的临床指南[22]，但小儿心脏病ECMO人群具有其独特性，最佳EN开始时间、每日目标蛋白质量和目标热卡，以及这些与接受ECMO的心脏病患儿的撤机率、生存率、感染率、ICU滞留时间等临床预后的关系仍有待进一步研究。目前对于ECMO患儿能否开展EN尚有争议，反对者认为在ECMO运转期间，患儿肠道存在不同程度的缺氧缺血，其完整性受损，易发生肠道菌群移位，进而导致败血症、坏死性小肠结肠炎甚至多脏器功能衰竭等严重并发症的发生。但Hanekamp等[23]通过分析接受ECMO支持新生儿胃肠激素(如胃泌素、胆囊收缩素等)的水平，发现ECMO期间给予EN后，胃肠激素的分泌可正常升高，进而证实了EN的安全性和可行性。目前关于ECMO期间EN启动时间的研究结论存在很大差异，国外早期研究提出在新生儿ECMO支持的第3天到第9天启动EN[24]；但近年来有学者主张于ECMO治疗开始后24～48 h给予肠道营养是安全的[25]。对于实施ECMO支持患儿肠内喂养充足性的评估研究，Ohman等[26]在一项多中心研究报告中指出EN提供的热量占目标热量的比例在是否使用血管活性药物时存在明显差异(23%比60%)。
心脏手术相关急性肾损伤(cardiac surgery associated acute kidney injury，CSA-AKI)是心脏手术后常见的严重并发症之一，发生率在1%～40%，病死率在40%～80%[27]。肾替代治疗(renal replacement therapy，RRT)主要用于ECMO患者的液体管理和AKI治疗，目前替代方式包括连续性肾替代治疗(continuous renal replacement therapy，CRRT)及腹膜透析(peritoneal dialysis，PD)。CRRT的应用指征包括：①48 h内肌酐升高26.5 μmol/L；②肌酐较基础值升高1.5倍；③尿量少于0.5 ml·kg-1·h-1且持续6 h。目前国内ECMO联合RRT治疗小儿心脏病已经在临床上得到了广泛应用。Chen等[28]荟萃分析了19篇文献，探讨了ECMO联合CRRT的作用效果，结论是两者联合在液体平衡和电解质管理方面安全而有效。近年来，有学者提出通过监测肾损伤的生物标志物来预测AKI患者是否需要行RRT，包括中性粒细胞明胶酶相关脂蛋白、肾损伤分子-1、白细胞介素18、胱抑素C、胰岛素样生长因子结合蛋白-7、组织金属蛋白酶抑制剂-2等，其早期识别AKI的敏感度普遍高于血肌酐值[29]。然而，上述新的AKI生物标志物是否受年龄、性别、体重、其他疾病状态等因素的影响还需进一步研究。
从国内的统计数据来看，我国小儿心脏病ECMO技术发展存在区域差异。医疗资源主要集中在经济发达区域和城市，如北京、上海、广州、杭州、南京等，而经济较为落后的西部及东北区域则开展少。此外，同一地区各医院间发展也不平衡。随着中央开展对西部及东北地区支持力度的加大，以及以省级为平台区域规划的建立，提高ECMO救治水平已经提到了许多主要医学中心的重要议程中。近3年来，国内绝大多数三甲儿童医院均开展了ECMO技术，已有多家儿童医院年ECMO数量在20例以上。
近年来，随着就诊患儿年龄越来越小，新生儿、早产儿患者比例越来越高，小儿心脏外科患儿"低龄低体重"的特点越来越明显，这在一定程度上增加了ECMO置管的操作难度。ECMO置管作为一项临床操作，学习曲线较长，目前国内大部分儿科医护人员仍处于ECMO知识的学习和临床经验积累阶段。同时，由于ECMO患者管理存在明显的量效比关系，国际公认ECMO开展数量超过20例/年时，其实施的安全性才能得到保障，而我国目前ECMO年开展量不足20例的单位占73%，再加上有些医院技术培训不充分，直接影响了ECMO的质量和安全性。因此，有学者提出对于治疗希望渺茫或配套技术不齐全的医疗机构不应盲目开展儿童ECMO[30]。令人欣慰的是，作为一个人口大国，需要ECMO支持的患儿绝对数众多，随着越来越多的地方以省级为中心建立小儿ECMO救治中心，并开展ECMO急诊转运和开通绿色通道，小儿心脏病ECMO从业人员的操作及管理水平得到了快速提升。
经济是制约儿科ECMO技术发展的另一个重要因素。回顾中国开展小儿心脏病ECMO支持20多年来的坎坷历程，ECMO的应用与普及与经济发展速度息息相关。早年由于我国医保政策还不能完全覆盖ECMO费用，部分家庭因为无力承担ECMO治疗费用而不得以选择放弃ECMO治疗。ECMO设备和耗材昂贵，应用频率则相对较低，而我国特有的按治疗项目收费的政策，严重影响了应用单位的经济效益，投入与产出严重不符，因此很多基层医院因为"效益"而放弃开展该技术，使得ECMO技术的普及受到了一定程度制约。近年来，国家已经采取了相应的对策和整改措施：①控制耗材成本，目前国家已启动集采工作，逐渐有序地降低高值耗材的定价，这是对这一行业的最大利好；②增加医保报销比例，许多地区已经逐步提高了对重大疾病的报销比例，使个人承担的费用逐步降低到其所能承受的区间，使更多孩子得到了救治机会；③加大慈善支持力度，加强宣传，让更多人加入慈善队伍，从而可以很大程度上减轻大部分患儿家长的支付压力；④做好政策及医疗宣传科普工作，让患儿家属和医院逐步了解ECMO应用的益处，及可能的社会经济效益，使计划开展该技术的医院及需要接受ECMO治疗的家庭逐步接受ECMO的治疗方法。
小儿心脏病ECMO技术的实施需要心脏外科、体外循环、重症监护、麻醉、小儿内科、新生儿科等科室的共同参与，术后管理还涉及感染科、肾脏科、营养科、神经内科等相关科室。由于涉及面广，知识积累要求高，时刻需要快速决断，因此ECMO需要多学科的技术支持和密切合作。但当前国内的现状是：由于ECMO学科归属不明确，患儿的管理在不同医院归属于不同科室，有些医院多个科室同时在开展ECMO工作且各个小组年手术量均少于20例，医疗资源无法得到最大效率的利用，同时缺乏明确的责任主体，从而不可避免地影响到患儿预后。由于不同医师、不同学科对ECMO的认识水平不同或缺乏完善的合作机制，可能造成患儿错过ECMO治疗的最佳时机，同时也在不同程度上延长了ECMO团队人员的学习曲线。因此，亟须从业医院严格按照国家卫生健康委办公厅组织制定的《体外膜肺氧合技术临床应用管理规范》(国卫办医函〔2020〕763号)的精神，及时成立院ECMO技术应用专家组，根据国家规范及相关指南，加强对ECMO技术临床应用实施统筹管理。
近年来，国内心脏病围手术期ECMO学术交流逐渐增多，但大部分学术交流仍聚焦在成人心脏病患者身上，每年小儿心脏病ECMO的专业学术交流依然寥寥可数。小儿心脏病患者具有其自身独有的解剖结构和病理生理特点，不能简单套用成人ECMO的思维方式和管理模式。这提示我们亟待加强小儿心脏病ECMO学科建设，包括建立数据库，整合和共享国内各医疗单位的ECMO治疗数据；加强国内外学术交流，开展培训工作；制订符合我国国情的小儿心脏病ECMO专家共识和指南；建设ECMO区域治疗和转运中心等。
儿科ECMO技术体现了一个医院儿科重症医学的救治水平，小儿心脏病ECMO技术是整个ECMO学科的一个重要组成部分，在许多儿童医院目前处于主导地位，加快提升小儿心脏病ECMO技术将推动我国儿科重症医学救治水平的提高和体系完善。为使小儿心脏病ECMO取得满意疗效，需要从ECMO技术培训、多学科合作、学科建设、区域中心建设等进行深入探讨。随着社会经济的飞速发展、医疗改革的深入推进和ECMO技术的不断完善，ECMO技术必将在小儿心脏病救治中发挥更大作用。
所有作者均声明不存在利益冲突
