氧合器是ECMO的气体交换装置，可将含氧量较低的血液氧合形成含氧量较高的氧合血。氧合器功能障碍主要包括气体交换功能下降、氧合不全、血浆渗漏等。氧合器功能障碍主要与氧合器类型有关。ECMO氧合器有硅胶膜型与中空纤维型两种^[10]。硅胶膜型膜肺生物相容性较好，血浆渗漏发生较少，使用寿命较长。主要缺点为排气困难，膜面积大，两侧跨膜压差较大，现临床使用较少。中空纤维膜有聚丙烯微孔型中空纤维膜、聚甲基戊烯渗透型中空纤维膜。聚丙烯中空纤维膜持续使用寿命较前者短，因为聚丙烯中空纤维膜上存在微孔，通过微孔进行气体交换，这种结构使之容易发生血浆渗漏而失去功能。新一代聚甲基戊烯无孔型氧合器增加了血液相和气相的分离度，可有效防止血浆渗漏，延长氧合器的使用时间^[11]；目前为止，只有个别报道了使用聚甲基戊烯氧合器发生血浆渗漏的情况^[12]。此外，当ECMO氧合器两侧跨膜压差较大时，红细胞破坏增加，容易发生血浆渗漏。由于受到凝血系统的激活、血浆渗漏等因素的制约，ECMO长期维持也受到限制，带有纤维表面涂层的ECMO装置可以减少血液与异物的接触，避免了凝血系统的激活，从而减少了血栓形成等事件的发生。临床使用中，应合理地选择膜肺，密切关注装置的使用情况，一旦发生血浆渗漏、血栓形成、氧合不全等情况，立即更换氧合器。

溶血也是常见的并发症，原因多见于生理盐水预冲洗管道、血栓形成、引流负压形成等。Masalunga等^[13]发现预先用生理盐水冲洗管道及使用离心泵更容易发生溶血，可能与生理盐水预冲洗时降低了血清内K^＋浓度，增加了红细胞膜脆性有关。静脉血通过虹吸作用引出体外，经过动力泵运向膜肺，若静脉引血量低于血泵输出量，引血管内会产生负压，发生溶血、产生气泡及栓塞等；静脉血引流不畅时，离心泵易在管道内产生负压引起溶血，特别是当离心泵转速超过3 000转/min时，需高度监测溶血的发生。对于接受ECMO治疗的患者，定期监测血浆游离血红蛋白、血清总胆红素值，发现溶血时及时去除病因，给予利尿剂、碱化尿液等对症治疗，必要时予以血浆置换。

VA-ECMO通常采用颈内动脉、股动脉插管来输送氧合血。颈内动脉插管需要远端结扎动脉，如果患者侧支循环不充分或受阻，大脑供血不足，发生中风或脑梗死风险加大^[14]。股动脉插管的神经系统并发症发生率相对较低，发生肢体缺血、下肢截肢者较前者多见。Aziz等^[15]研究中接受ECMO治疗的患者血管并发症的发生率为17.8%，患有严重的动脉粥样硬化和动脉炎等血管疾病的患者、年轻患者发生下肢缺血的风险增加，可能与血管功能及动脉插管的直径大小有关。能否从体内引出足够的血液进行处理，选择合适的管道至关重要；管道内径原则上以能满足患者体外血流量的最小内径为佳，插管内径较血管内径小20%左右有利于肢体远端的血供^[16]。VV-ECMO发生缺血事件的概率比VA-ECMO低，插管的位置和管道大小是重要的影响因素，在可视化引导的条件下，由有经验的专业人员进行双腔静脉导管插管，可以有效减少血管并发症^[17]。置入ECMO导管后，需定期检查肢体的温度、颜色、脉搏、毛细血管再充盈时间，推荐每隔4小时检测1次肢体末梢血液循环充盈及活动情况。一旦发生缺血，明确缺血原因，尽快采取措施，保证远端肢体血供。由ECMO管道阻塞导致的局部缺血则可通过预防性放置远端灌注导管来避免，因栓塞引起的缺血则行紧急取栓术、溶栓治疗。

出血是最常见的并发症。多见于插管位置、手术切口及肺、消化道、颅内等部位，约有26.8%～56.6%的患者可并发出血，在儿童约有39%的发病率^[6,18]。其危害性与出血部位及严重程度密切相关，出现大出血与颅内出血往往给患者致命性打击，中枢神经系统出血在儿童更为多见，约有3%～11%的患儿可并发颅内出血^[6]。ECMO的非生物表面促进炎症反应，导致抗凝物质消耗和促凝成分的活化，大部分ECMO装置需要全身抗凝，抗凝过度易引起出血，抗凝强度不足易血栓形成，导致栓塞，常见的栓塞部位有肺、心、脑、四肢等。VV-ECMO形成血栓栓塞的几率较VA-ECMO低，且VA-ECMO中栓子被泵入体循环，增加了脑栓塞、肢体栓塞的风险，尤其是经中央插管的患者。

ECMO维持治疗时应尽可能减少不必要的有创操作，避免加重出血风险；对患者凝血功能进行持续监测与评估，除抗凝血酶(AT)、活化部分凝血活酶时间(APTT)、活化凝血酶时间(ACT)的监测外，还可通过血栓弹力图来反映血液凝固的动态变化，监测多种原因导致的凝血功能异常^[19]。减少出血的关键是维持合适的抗凝强度，一般在插管之前就进行全身抗凝，采用50～100 U/kg普通肝素，并根据临床实际进行调整。当患者存在出血风险或者已经有临床出血症状时，最好维持较低范围的ACT。反之，当管路中出现血凝块或者有血栓形成时，保持较高ACT更为合适。当输注普通肝素速率为20～50 U/(kg·h)时，ACT维持在180～220 s，该抗凝强度为最佳。长期采用普通肝素抗凝可导致肝素诱导的血小板减少(HIT)的发生，诊断HIT的金标准是14C-血清素释放试验(5-羟色胺释放试验)。如未能及时诊断和治疗HIT，可导致严重的后果。一旦发生HIT，必须终止所有的肝素抗凝治疗，并且采用替代疗法。当抗凝难以控制或存在严重的出血症状时，停止抗凝治疗或为最后手段，但必须建立在综合评估患者危重程度及出血耐受程度的基础上谨慎为之。怀疑有活动性出血，进行手术探查前必须停止抗凝治疗。一般而言，每次停止抗凝2～4 h较为安全，每4小时必须重新评估患者出凝血状况。一旦出血减少或停止，可在原来抗凝剂量50%的基础上重新开始抗凝治疗^[20]。目前尚无儿童ECMO长期抗凝治疗指南，体外生命支持设备和心室辅助装置发生凝血的机制相似，故ECMO的长期抗凝策略可参考埃德蒙顿协议(表2)^[21]。此外，肝素涂抹表面技术可以减少血栓的形成，肝素涂抹表面技术可减少肝素用量、保护血小板及凝血因子、减轻炎症反应。随着组织工程技术的发展，理想的ECMO装置是管道内血接触面采用模拟内皮技术，衬以类内皮细胞或血小板黏附抑制剂的ECMO可以减少凝血的发生，利用这种改进材料的ECMO装置将不再需要全身抗凝，从而减少了出血、栓塞的发生。

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表2

埃德蒙顿抗凝抗血小板协议(部分)

表2

埃德蒙顿抗凝抗血小板协议(部分)

药物	主要目标(婴儿，<12个月)	药物	主要目标(儿童，>12个月)
普通肝素	抗Xa因子0.35～0.7 U/ml	普通肝素	抗Xa因子0.35～0.7 U/ml
低分子肝素	抗Xa因子0.6～1.0 U/ml	华法林	INR 2.7～3.5
潘生丁	ADP net G 4～8	潘生丁	ADP net G 4～8
阿司匹林	AA抑制率>70%	阿司匹林	AA抑制率>70%

注：AA抑制率和ADP net G的值来源于血栓弹力图的血小板图；ADP net G＝[(100－ADP抑制率%) ×GCKH]/100，GCKH是来自于高岭土-血栓弹力图的G参数；ADP：二磷酸腺苷；AA：花生四烯酸；INR：国际标准化比率。

接受ECMO支持治疗的患者，处于发生医院内感染的高危状态，发生感染的原因可能与深部动静脉置管、手术创伤、机械辅助治疗时间长、管理操作不到位等因素有关。此外，ECMO装置的中空纤维膜可被微生物定植，成为潜在的真菌、细菌感染源，患者本身的机体应激、免疫功能低下也增加了感染的风险。最常见的感染部位是呼吸道及肺部，其次是泌尿道和血流感染^[22]。多见革兰阳性菌感染，金黄色葡萄球菌是最常见的病原体，其次是大肠杆菌、鲍曼不动杆菌等。念珠菌感染在ICU亦为常见，尤其是在基础免疫功能低下的患者中，可引起肺炎和血流感染等。有文献报道1/3血流感染患者存在念珠菌感染，由念珠菌感染导致的病死率高达47%^[22,23]。危险因素可能与血管内置管、手术创口和广谱抗生素的使用有关。广谱抗生素的使用促进了念珠菌血症发生和多重耐药菌株感染。Kim等^[24]发现在血流感染的情况下ECMO导管定植细菌全部是多重耐药菌，包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、念珠菌和碳青霉烯类耐药鲍曼不动杆菌。

ECMO支持期间是机器控制体温，因此感染症状不易被察觉。确诊感染的金标准仍然是血培养，血常规、CRP和PCT等指标检测对感染诊断有帮助。怀疑发生感染时需及时采血血培养、导管培养等。一旦感染确诊宜早期用药，不推荐预防性用药，谨慎使用广谱抗生素，可根据药敏结果调整用药方案。如果药物均不敏感时，选择中介或抑菌浓度较接近敏感折点的抗菌药，发生多重耐药时采用联合用药。ECMO维持期间，根据药物动力学/药效动力学原理设定给药方案，可适当增加药物剂量或延长某些抗菌药物的滴注时间；肝肾功能异常者抗菌药物浓度需作出相应调整。此外，ECMO长时间维持也是发生感染的另一高危因素，当患者病情好转达到撤机标准时应及时撤机。

ECMO治疗期间，肾脏是常见的受累器官。急性肾损伤可能是继发多器官功能衰竭的表现，接触体外循环装置可能加剧其严重程度。肾脏损伤的发生率在各文献报道不一，Cheng等^[18]发现ECMO治疗期间发生肾损伤的概率为35.5%～74.0%。肾脏损伤可能与溶血、组织器官灌注不良、感染等因素有关。急性肾损伤时需要调整肾脏代谢药物的剂量以及避免肾脏毒性药物的使用；一旦发生肾损伤，应早期应用肾脏透析及连续性肾脏替代治疗(CRRT)，CRRT可直接连接在ECMO管路上，无需重新穿刺，减少出血风险。在ECMO支持早期，注重对器官功能的保护可改善儿童生存质量，儿童发生急性肾损伤时可能进展为慢性肾病，故ECMO脱机后需长期监测肾功能。

神经系统并发症常常继发于弥漫性缺氧、出血或栓塞，严重程度从轻微的认知功能障碍或神经心理损害到症状明显的脑卒中、颅内大出血或脑死亡^[14,25,26]。颅内大出血和脑死亡与预后不良相关。神经系统并发症主要受年龄、插管、血管活性药物的使用、凝血功能障碍等因素影响，婴幼儿和儿童出现神经系统并发症的概率高于成年人，婴幼儿发生中枢神经系统并发症风险为最高^[27]。儿童VV-ECMO发生神经系统并发症的机率低于VA-ECMO，然而成人中却没有这种显著性差异^[9,28]。Lorusso等^[29]发现总数4 522例接受VA-ECMO的成年患者中，有15.1%出现神经系统并发症，其中7.9%的患者出现脑死亡，3.6%患者有脑梗死症状，癫痫和颅内大出血的发生率大致相等，约为1.8%。抗凝药物使用不当导致的出血事件和血栓形成、脑血管自我调节功能紊乱(高血压和低血压事件)、缺血缺氧继发性脑损伤都是引起VA-ECMO发生神经系统并发症的原因。持续性的缺血缺氧和不恰当的液体管理加重ECMO环境下脑损伤的风险。

需对患者进行连续性神经系统评估，一旦有脑出血倾向或者已出现出血症状，应立即停止ECMO治疗。如果因栓塞或缺血造成脑梗死，应尽早进行溶栓治疗，适当提高患者的血压，增加脑部灌注，减少缺血缺氧的发生。保证大脑组织血糖水平对预防脑损伤有重要作用。大脑依靠血糖供能，在应激尤其是低灌注的情况下糖代谢显著增加。当血糖低于90 mg/ml时，血糖每下降1 mmol/L，住院病死率比值比增加1.21～1.31；当血糖低于126 mg/ml时，血糖每下降1 mmol/L，住院病死率比值比增加1.05～1.08^[30]。低血糖可能是终末器官损伤的标志，采用VA-ECMO支持的患者建议连续性地监测血糖。

ECMO治疗期间也可发生血小板和白细胞减少、弥散性血管内凝血、下腔静脉撕裂、腹腔间隔室综合征、输血反应等并发症，也有如眶骨筋膜室综合征等罕见并发症^[31]。