ECMO治疗成人严重ARDS的系统性评价课件.ppt

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1、欢迎各位专家、同道到成都军区总医院ICU参观、指导!,ECMO治疗成人严重ARDS的系统性评价,成都军区总医院ICU 肖贞良,问题的提出,ARDS的治疗,Management of predisposing factors.Improvement of ventilation and oxygen delivery.Control of systemic inflammation response.Surfactant Replacement TherapyInhaled Nitric OxideNegative fluid balance.Nutrition.,ARDS通气策略,Lung-P

2、rotective Ventilation low-tidal-volume, pressure limited ventilation： VT6-8ml/kg,Pplat 32 cm H2O.Open-Lung Strategy Positive End-Expiratory Pressure Sigh The prone position Inverse-ratio Ventilation (IRV) High-Frequency Oscillatory Ventilation,传统的治疗手段可以解决通气问题。能完全解决氧供问题吗？,ECMO技术始于上世纪70年代。1972年，Hill等首

3、先报道了1例成人多脏器损伤合并衰竭的患者采用长时间ECMO支持的成功经验。,Hill JD, OBrien TG, Murray JJ, Dontigny L, Bramson ML, Osborn JJ, Gerbode F. Prolonged extracorporeal oxygenation for acute posttraumatic respiratory failure (shock-lung syndrome): use of the Bramson membrane lung. N Engl J Med 1972;286(12):629634.,后来其他医院陆续报道采用同

4、样方法救治心功能不全和呼吸功能不全患者。目前为止，全世界已经有100余所医院建立ECMO治疗中心。,ECMO的工作原理 ： ECMO由一系列复杂的血管插管环路、管路、泵、氧合器、热交换器和监视系统构成，用以进行呼吸支持（V-V ECMO）或心肺支持（V-A ECMO）。,ECMO的原理,ECMO呼吸支持的适应症：（1）可逆性的极重度呼吸衰竭（如严重ARDS）： FiO2=1.0 2h, PaO250mmHg, 或 FiO2=0.6 12h , PaO250mmHg ；对常规和非常规治疗措施均无反应。（2）可逆性的严重低痒血症,伴或不伴有CO2潴留，同时有为机械通气禁忌症的患者。（3）如果不采用

5、ECMO患者就会很快死亡。,ECMO呼吸支持的禁忌症1、体重小于2kg，或胎龄不足32周的新生儿（在ECMO肝素化后有80%发生颅内出血） 。2、有颅内出血或出血征象的患者。3、不能治愈的不可逆的肺损伤。,ECMO呼吸支持的并发症1.出血；2.脑损伤；3.血栓；4.其它。以出血最多见，其中脑出血最为严重。晚期并发症以脑缺血最常见。,ECMO已成为治疗新生儿呼吸衰竭的标准治疗方法；ECMO的使用，使得合并呼吸衰竭的新生儿的成活率由早期的20%上升至目前的82%(Zwushenberrger,1993)。,那么ECMO救治成人呼吸衰竭的效果如何？与常规治疗手段比较，能显著降低患者病死率吗？ECMO

6、作为中国重症加强治疗病房（ICU）建设与管理指南（2006）推荐的选配设备，值得在ICU普及和推广吗？ 还是让我们通过循证医学的方法来寻找答案吧！,解决问题的方法,1、方法： 提出问题寻找证据评价证据整合证据得出结论 。2、证据来源 检索PubMed、SCI、EMBASE、Cochrane Library、中国生物医学文献数据库。,3、证据的级别: Grade 1 : RCTGrade 2 ：设计良好的、前瞻性研究Grade 3 ：回顾性的研究报告Grade 4 ：临床个案报告，无RCT报告支持的委员会或专家意见，以疾病疗效为目的的动物实验。,结果和评价,RESPIRATORY CARE JU

7、LY 2004 VOL 49 NO 7,在1970年代早期，对于难治性低氧血症的患者通常采用ECMO改善全身氧供，减低气道压力和吸入氧分数（FIO2）。 第一例采用ECMO治疗的患者给人们留下了深刻的印象。Hill JD, OBrien TG, Murray JJ, Dontigny L, Bramson ML, Osborn JJ, Gerbode F. Prolonged extracorporeal oxygenation for acute posttraumatic respiratory failure (shock-lung syndrome): use of the Brams

8、on membrane lung. N Engl J Med 1972;286(12):629634.,但后来报道的150例接受ECMO治疗的患者病死率却大于85%。Gille JP. Respiratory support by extracorporeal circulation with a membrane artificial lung. Bull Physiopathol Respir (Nancy) 1974; 10(3):373410. (article in French),有关ECMO治疗的一项RCT研究是90例严重低氧血症患者（PaO250mmHg,FiO2=1.0 2h

9、,或 PaO250mmHg,FiO2=0.6 12h）。 Zapol WM, Snider MT, Hill JD, Fallat RJ, Bartlett RH, Edmunds LH, et al. Extracorporeal membrane oxygenation in severe acute respiratory failure: a randomized prospective study. JAMA 1979;242(20):21932196.其中虽然没有特别提到ARDS，但绝大多数患者有严重的肺炎、败血症（septicemia）、吸入损伤（inhalation injur

10、y）或创伤（trauma）。,患者随机分配只接受机械通气治疗或同时接受机械通气和ECMO治疗。两组的病死率均超过90%。对该项研究的肯定是有限的，因为1970年代的机械通气主要关注的降低FIO2而不是限制气道压力和TV。,就在此项研究发表不久，出现了一种新的体外支持方法，强调通过“静止肺”（“motionless lungs.”）的策略进行肺保护。 Gattinoni L, Agostoni A, Pesenti A, Pelizzola A, Rossi GP, Langer M, et al. Treatment of acute respiratory failure with low-

11、frequency positive-pressure ventilation and extracorporeal removal of CO2.Lancet 1980;2(8189):292294. 低频正压通气和体外CO2清除（LFPPVECCO2R）由V-V旁路清除CO2和无呼吸氧合组成，延长呼气采用3-5次叹气样呼吸维持功能残气量，气管内充气（tracheal gas insufflation ）维持PEEP于15-25 cm H2O。,早期报道符合ECMO氧合标准的患者采用LFPPV-ECCO2R和 LFPPV-ECCO2R加压力控制、反比通气后病死率为23-37%。Gattino

12、ni L, Agostoni A, Pesenti A, Pelizzola A, Rossi GP, Langer M, et al. Treatment of acute respiratory failure with low-frequency positive-pressure ventilation and extracorporeal removal of CO2. Lancet 1980;2(8189):292294.Gattinoni L, Pesenti A, Pelizzola A, Caspani ML, Iapichino G, Agostoni A, et al.

13、Reversal of terminal acute respiratory failure by low frequency positive pressure ventilation with extracorporeal removal of CO2 (LFPPV-ECCO2R). Trans Am Soc Artif Intern Organs 1981;27:289293.Gattinoni L, Pesenti A, Caspani ML, Pelizzola A, Mascheroni D, Marcolin R, et al. The role of total static

14、lung compliance in the management of severe ARDS unresponsive to conventional treatment. Intensive Care Med 1984;10(3):121126.较以前显著降低（与以前ECMO85%的病死率比较）。,一个43例患者的LFPPV-ECCO2R的非对照研究报告的病死率为48.8%。Rossi F, et al. Low-frequency positive-pressure ventilation with extracorporeal CO2 removal in severe acute

15、respiratory failure. JAMA 1986;256(7):881886. 另一个有关LFPPV-ECCO2R与常规机械通气的RCT发现两组病例病死率无显著差异（分别为67%和58%）Morris AH, Wallace CJ, Menlove RL, Clemmer TP, Orme JF Jr, Weaver LK, et al. Randomized clinical trial of pressure-controlled inverse ratio ventilation and extracorporeal CO2 removal for adult respira

16、tory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med 1994; 149(2 Pt 1):295305. Erratum in: Am J Respir Crit Care Med 1994;149(3 Pt 1):838.,但总体病死率高于以前的非对照研究。Gattinoni L, Pesenti A, Caspani ML, Pelizzola A, Mascheroni D, Marcolin R, et al. The role of total static lung compliance in the management of sev

17、ere ARDS unresponsive to conventional treatment. Intensive Care Med 1984;10(3):121126.Gattinoni L, Pesenti A, Mascheroni D, Marcolin R, Fumagalli R, Rossi F, et al. Low-frequency positive-pressure ventilation with extracorporeal CO2 removal in severe acute respiratory failure. JAMA 1986;256(7):88188

18、6.,结论：有II级证据提示LFPPV-ECCO2R不能给严重ARDS患者提供益处。,我们检索结果我们将“ECMO and ARDS”作为关键词检索结果如下：1、 PUBMED：检索到相关文献326篇2、 SCI和 Cochrane Library：检索结果均为0。3、 EMBASE：检索到相关文献5篇。4、 中国生物医学文献数据库(CBMDISC) ：49篇。,外文文献： RCT 2 Uncontrolled Prospective 5 retrospective 19 Case report 17中文文献（所有有关ECMO的报道）： 前瞻性研究：0 回顾性研究：7 个案报道：3,Prosp

19、ective trials,Extracorporeal membrane oxygenation in severe acute respiratory failure. A randomized prospective study. Zapol WM, Snider MT, Hill JD, Fallat RJ, Bartlett RH, Edmunds LH, Morris AH, Peirce EC 2nd, Thomas AN, Proctor HJ, Drinker PA, Pratt PC, Bagniewski A, Miller RG Jr JAMA. 1979 Nov 16

20、;242(20):2193-6.,摘要90例ARF患者，随机分为常规机械通气治疗组（48例）和机械通气加V-A ECMO治疗组（42例）。结果每组只有4例患者存活。90例患者中大多数（57%）为细菌或病毒性肺炎患者；9例肺梗塞和6例外伤后ARF患者均死亡。绝大多数患者因弥漫性的肺部炎症、坏死和纤维化导致的进行性跨肺气体交换、肺顺应性降低而死亡。结论：对于严重ARF患者，ECMO可以改善气体交换，但不能改善其长期生存率。,个人观点：1、这是一项严格的RCT，但其中未提到ARDS。2、从1970年代到现在，人类对ARF特别是ARDS的认识和治疗手段、治疗效果已经有了明显的进步；1970年代机械通气

21、技术、ECMO技术与二十一世纪的技术没有可比性。参考价值有限。3、要对ECMO的临床应用作出科学评价，必须有新的RCT。,Randomized clinical trial of pressure-controlled inverse ratio ventilation and extracorporeal CO2 removal for adult respiratory distress syndrome.Morris AH, Wallace CJ, Menlove RL, Clemmer TP, Orme JF Jr, Weaver LK, Dean NC, Thomas F, East

22、 TD, Pace NL, et al.Am J Respir Crit Care Med. 1994 Feb;149(2 Pt 1):295-305.,摘 要将40例符合ECMO治疗入组标准的ARDS患者随机分为机械通气治疗组（n=19）和机械通气加ECMO治疗组（n=21） 。主要观察指标为治疗30天患者的生存率。机械通气采用压力控制加反比通气。结果MV组患者30天的生存率为42%，MV+ECMO治疗组患者30天的生存率为33%，两组患者30天的生存率无显著差异(p = 0.8) 。ECMO治疗组生存率与以前的文献报道无显著差异，但机械通气治疗组患者的生存率比以前的数据提高了12% (p

23、= 0.0001)。,作者不推荐ECMO用于治疗ARDS，而仅可严格用于的临床对照研究。个人观点：这篇文献参考价值较高。机械通气组生存率有显著提高可能与技术进步和相关治疗的进展有关。ECMO治疗组生存率无显著提高可能说明ECMO技术有待进一步改进。,Prospective trials,Venovenous extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) with a heparin-lock bypass system. An effective addition in the treatment of acute respiratory failure

24、 (ARDS)Article in GermanManert W, Haller M, Briegel J, Hummel T, Kilger E, Polasek J, Forst H, Peter K.Institut fur Anaesthesiologie, Ludwig-Maximilians-Universitat Munchen.,摘 要PATIENTS AND METHODS:1992年3月至1995年3月收入综合ICU所有严重ARDS的患者 (lung injury score 2.5). 入院后首先进行常规治疗，包括压力控制的反比通气治疗，允许性高碳酸血症，体位改变（特别是

25、俯卧位），液体负平衡和低剂量的氢化可的松治疗。ARDS患者经过24-96小时常规治疗无改善，且满足3条标准中的2条，则进行ECMO治疗：（1） PaO2/FiO2 5 mbar， (2) semistatic compliance 30%.,ECMO采用肝素化的V-V旁路系统+两个膜肺+ vortex pump 。如果出现威胁生命的低氧血症 (PaO2 5 mbar for 2 h (fast-entry criteria) 则立即进行ECMO治疗。结果：60例患者满足入组标准，39例患者采用常规方案治疗，其中37例有改善，2例无改善但有ECMO治疗禁忌症。10例无改善患者满足延迟入组标准，接

26、受了ECMO 治疗；11例原发低氧血症满足快速入组标准.,常规治疗组生存率为30/39 (77%), 延迟入组组生存率为6/10 (60%), 快速入组生存率为11/11 (100%). ECMO治疗使得气道峰压、平均压和潮气量、通气频率、分钟通气量及吸入氧浓度显著下降。气体交换充分，旁路肺动脉压力显著下降.最常见的并发症是气胸(15/21)和出血(7/21).,结论：与我们既往的研究结果比较，本研究ECMO治疗的生存率从56%上升至78%。我们得出这样一个结论：采用结合有肝素的环路的V-V ECMO，对于严重ARDS患者是一个有效的选择。,Prospective trials,Objecti

27、ve: To evaluate the effect of extracorporeal gas exchange (ECMO) on mortality of patients referred with severe acute respiratory distress syndrome (ARDS). Design and setting: Prospective observational study in a university hospital ICU.,Patients: 本研究收集了1998年1月至2003年9月间连续收治的150例ARDS患者。他们从外院转入我院ICU时均通

28、过专业数据库进行前瞻性评价。ARDS 诊断参照文献（Bernard GR, Artigas A, Brigham KL,Carlet J, Falke K, Hudson L, Lamy M,Legall JR, Morris A, Spragg R (1994)The American-European Consensus Conference on ARDS. Definitions,mechanisms, relevant outcomes, and clinical trial coordination. Am J Respir Crit Care Med 149:818824）， L

29、ung Injury Score (LIS) 2.5. 所有患者转入我院ICU之前均接受机械通气治疗。,呼吸支持和ECMO治疗：入组标准：符合ARDS诊断标准，年龄小于70岁，体重大于15 kg。排除标准：恶性疾病，终末期肺病，颅内出血。标准的机械通气治疗方案包括VT 68 ml/kg, RR 20 bpm, I：E=1：1 (Evita 2 dura, Drger Medical, Lbeck, Germany).,呼吸性酸中毒pHa 90%)即采用ECMO治疗。对于持续低氧血症和/或失代偿的严重酸中毒(pH 7.1)患者，则开始V-V ECMO 治疗。采用fentanyl 和midazol

30、am 镇静。,V-V体外气体交换的处理：分别通过颈内静脉插管至上腔静脉(19 F)和股静脉插管至下腔静脉(23 F)，进行血液抽取和回注 (BioMedicus Cannula,Medtronic, Dsseldorf, Germany)。采用结合有肝素的ECMO回路（A heparin bonded ECMO circuit）（Super Tygon, Medtronic）和2个硅化的膜氧合器（Medtronic,I3500-2A）。,旁路(CAPS, Stckert Instrumente, Munich,Germany) 血流占患者心输出量的3050% ，氧流量为8 l/min.。ECM

31、O 终止标准：平均气道压力为 25 cmH2O ， pHa 7.2时，.PaO2/FIO2 200 torr。,检测指标：主要观察指标为患者病死率。患者进入我院ICU后，第一次实验室检查结果、儿茶酚胺用量和所有的心肺变量均做记录。所有压力均在适当PEEP的呼气末进行测定。简化的急性生理学评分（The Simplified Acute Physiology Score，SAPS II）和 脓毒症相关器官衰竭评分（Sepsis-Related Organ Failure Assessment ，SOFA score ）采用入院后24小时的最低值。,统计学分析所有数据采用国际通用计量单位均数标准差表

32、示。我们对主要的假设ECMO治疗会增加患者病死率进行检验。进一步对采用保守措施和ECMO治疗的2组患者入院当天记录的呼吸和肺功能变量进行比较。统计分析采用SAS 8.2 software (SAS Institute, Cary, N.C., USA)进行。连续变量（continuous variables）采用The Wilcoxon rank-sum test 检验；,交叉变量（dichotomous variables） 采用Fishers exact test检验；序变量（ordinal variables）采用 the 2 test 检验. p 5%表示显著性差异，the error

33、 (significance level) was fixed at 5%。 作为探讨，我们也比较了ECMO治疗对于社区获得性肺炎(CAP)患者病死率的影响。我们输入年龄、PaO2/FIO2比值、入院前机械通气时间、SOFA 评分、平均PAP 和ECMO治疗进行多因素逻辑回归分析，并追溯和识别能够预测病情转归的独立因素。另外我们还进行了生存分析，对多因数回归分析结果进行追溯和证实。,结果 严重ARDS患者的平均生存率为67%。150例患者中，32例接受了ECMO治疗，占21.3%。 接受ECMO治疗患者疾病的严重程度显著高于未接受ECMO治疗的患者，特别是LIS (3.8 0.3 vs. 3.

34、3 0.4, p 0.0001)，SOFA score (14 3.3 vs.10 3.5, p 0.0001)和血浆乳酸浓度 (6.9 3.7 vs. 3.6 3.1mg/dl, p 0.0001)尤其如此(Table 1)。,接受ECMO治疗患者与接受传统治疗患者的病死率并无显著差异(46.9 vs. 28.8%, p = 0.059)。多因素回归分析表明，影响患者死亡的独立预测因素包括：年龄(odds ratio,OR, 1.044, 95% confidence interval, CI, 1.0141.075, p = 0.0041)，平均PAP (OR 1.082, CI 1.02

35、61.141,p = 0.036), SOFA (OR 1.148, CI 1.0181.294, p = 0.024)，和入院前接受机械通气治疗的时间 (OR 1.064, CI,1.0081.123 , p = 0.025)，但不包括ECMO治疗(p = 0.79)或PaO2/FiO2 ratio (p = 0.17)。生存分析表明，年龄 (p = 0.01) 和PAP (p = 0.004)可以作为患者生存的预测独立因素。 导致患者死亡的主要原因包括脓毒症性多器官衰竭(n = 25, 51%)和右心衰(n = 13, 26.5%)。,ARDS的病因包括脓毒症(n = 51; 34%)、社

36、区获得性肺炎CAP (n = 47, 31.3%)、医院获得性肺炎(n = 24,16%)、误吸(n = 15, 10%)和创伤(n = 13, 8.7%)。. 接受ECMO治疗的多为CAP 患者，占所有接受ECMO治疗患者的53.1%（Table 2）。,CAP患者中，接受ECMO治疗患者的病死率与接受传统方式治疗的患者相似(29.4 vs. 23.3%, p = 0.73)。 CAP导致的ARDS患者中，年龄是唯一的死亡独立预测因素。,讨论 ECMO 治疗不能作为病死率的预测因素。在严重ARDS患者中，接受ECMO治疗患者的病情的严重程度要显著高于接受传统手段治疗的患者。多因素回归分析中，

37、年龄、PAP、SOFA评分和接受多种方式治疗前,机械通气时间，均可独立预测患者的病死率(Table 3)。而年龄和SOFA评分是危重症病死率常规的预测指标，延长机械通气时间和肺动脉高压则是ARDS特异的危险因子。其他研究表明，ECMO治疗前延长机械通气时间影响患者预后。本研究表明，严重,ARDS患者，右心衰是第二位导致死亡的原因，肺动脉高压被证明是患者生存的独立预测因素。这些数据支持ARDS患者肺动脉高压的早期研究。我们治疗严重ARDS的主旨是避免采用ECMO治疗，因为这种治疗,必然带来输液量的增加和威胁生命的并发症，理论上会增加患者的病死率。然而，我们的研究发现，尽管接受ECMO治疗患者病情

38、的严重程度(LIS, SOFA和血浆乳酸浓度)显著高于接受传统手段治疗的患者，ECMO治疗并未使病死率显著增加。,进一步的研究需要观察更多病例来澄清这样一个事实，本研究中ECMO治疗组患者病死率增高的趋势，是偶然观察到的还是有显著意义的发现。我们的治疗策略防止了近80%入院接受ECMO治疗的严重ARDS患者实际接受ECMO治疗。ECMO在CAP,引起的严重ARDS患者中实施最多。严重CAP患者进展至ARDS和脓毒症性休克非常快，对常规的ICU治疗手段和机械通气治疗反应差，因此ECMO治疗是在疾病的早期实施。接受ECMO治疗的CAP患者与接受传统手段治疗的患者,的病死率并无显著差异。 本研究的主

39、要局限是缺乏随机性。因而不能对任何单一治疗手段作出最终结论。对界定明确的患者，以不同疾病进行分组进行的RCT，对评价ECMO的疗效将会是非常有价值的。,个人观点：ECMO治疗组患者病情的严重程度显著高于机械通气组患者，而两组的病死率无显著差异。这是否提示：1、ECMO与MV不是同等的技术，两者的适应症和禁忌症是不一样的？2、ECMO治疗成人严重ARDS，具有重要价值？,全文总结,1、由于目前有关ECMO治疗严重ARDS的临床研究在进行的时间、入组标准、排除标准、疾病严重程度、通气机治疗的模式和参数、ECMO治疗的模式等方面存在较大差异，很难通过这些文献的结果将ECMO治疗对患者的生存率或病死率

40、的影响做出客观、科学的评判。2、机械通气技术和ECMO技术并非同等的技术，即两者的适应症是不一样的，不能因为ECMO的风险增加而对该技术加以否定。,3、由于对ARDS 发病机制认识方面的进展和ARDS治疗手段、呼吸支持技术的进步，使得ECMO治疗ARDS的适应症仅限于机械通气治疗无效及机械通气治疗有禁忌症的患者。正如Henzler 等所言：ECMO represents a therapeutic option if none of the currently considered contraindications are present。,ECMO用于成人严重ARDS患者的治疗，具有重要的推广价值！但要严格掌握适应症和禁忌症！,谢谢！,