体外膜氧合（ECMO）是针对不同病因导致的极严重急性肺部疾病或者心脏疾病患者支持的最后一线抢救手段。这项技术一般是在常规治疗方法失败后，用来维持足够的心输出量以及氧合/二氧化碳清除。ECMO治疗常伴随相关并发症如容量过负荷，严重影响脏器功能，甚至会导致治疗相关死亡率增加。

无论在复苏早期还是在ECMO治疗开始时，通常需输注大量液体，而复苏早期容量过负荷的危害越来越受到学界重视。由于ECMO治疗过程存在操作相关出血等，或为减少静脉穿刺失误率而大量输注液体，或为达到目标流量通常需输注大量液体。ECMO治疗过程中，重症患者通常会出现不同程度的肾功能损伤，进而加重容量过负荷情况，此类患者需持续肾脏替代治疗的比率很高，部分文献提到可能会达到50%左右。Schimdt等人的研究显示，多种因素参与到ECMO治疗患者的AKI致病过程当中，其中包括脓毒血症、低心输出量、肾毒性药物使用和高胸腔、腹腔内压等。心功能受损后，若不及时纠正上述原因，就可能导致肾前性AKI进展为肾性AKI和肾皮质坏死，从而导致肾功能不可逆恶化。ECMO启动后24～48小时内，毛细血管渗漏加重而血容量相对不足而促发急性炎症样反应，而尿量进一步减少而导致肺水肿加重等表现，从而导致肾脏、肝脏、大脑和肠道等器官功能受损，部分患者还出现腹腔高压，进一步加重肾脏损伤。

因此，ECMO治疗过程中常伴随循环容量过多，有必要对容量状态进行严格管理。ECMO技术经验逐渐丰富而形成流程化，部分中心已颇具规模，前期虽引入了较先进的监测手段，大量容量正平衡仍是ECMO患者治疗过程中一项重要的合并情况。

曾有共识认为，早期及时纠正低容量状态和大量容量复苏有利于维持肾脏功能，避免急性肾损伤，然而近十年大量研究对大量容量复苏提出了不少的质疑和挑战，结论均指向大量容量液体输注后会带来严重的负面影响。无论采用何种设计方案，严格容量管理对于重症患者预后影响具有积极意义，容量过负荷会对死亡率、氧合、呼吸机支持时间和ICU住院天数等均有不同程度的影响。

液体大量进入循环系统，会导致肺脏、心脏、肠道、皮肤、大脑和其他组织的水肿，严重的容量过负荷会导致呼吸衰竭、腹腔高压综合征或者颅脑水肿甚至脑疝。2014年Schidmt发表在 ICM一项前瞻性研究发现，ECMO患者的前3天正平衡与90天患者死亡率的升高呈正相关。部分研究显示，对ECMO患者进行CRRT的安全性进行评估研究，发现无论是否行ECMO治疗的患者，出现容量过负荷及AKI是重症儿童和新生儿患者死亡的独立危险因素。

纳入了1400名患者的RENAL回顾性研究发现，液体负平衡与90天患者死亡率的下降明确相关。ProCESS、ARISE和PROMISE等更大型的多中心RCT研究结果明确大量容量复苏患者出现肾脏、肝脏等功能不全的数量更多，存在一定程度统计学显著差异。ECMO治疗过程中进行严格容量控制由于其可及时调节，此研究越来越多。Vellinga等人也发现，一部分重症患者即使并未经历大量容量复苏，仍出现中心静脉压力的升高，这往往与心脏功能功能下降有关，临床会表现出右心功能障碍，同时伴随肝脏、脑和肾脏等脏器水肿，严重时还会导致全心功能尤其是舒张功能障碍。Vellinga研究还发现，CVP持续维持在高位（>12mmHg）与微循环功能障碍明确相关，在维持心输出量和灌注压力无明显差异情况下，实验组患者微循环血流指数（MFI）和灌注微血管比率较对照组显著低。因此，建议重症患者应尽可能将CVP维持较低水平。

Kotani等人研究发现，V-A ECMO治疗的患者由于左心功能严重障碍，而前、后负荷过高常伴随左心房压力过高，从而导致肺水肿加重和心内膜灌注不足，会延长心肺功能恢复的时间，延迟患者脱离ECMO和呼吸机，严重时还会导致脏器功能不可逆损害。

重症患者的容量管理的核心内容是维持有效循环容量，而ECMO患者大部分存在容量过负荷问题。针对容量过负荷，可以根据容量过负荷的不同原因进行治疗分类。

1.右心功能充分考虑容量状态对右心的影响，（除了容量严重过负荷以外，单纯右心功能障碍，可能继发于诸如肺动脉高压、慢性阻塞性肺疾病、急性肺栓塞、心包压塞和先天性心脏病等），同时兼顾其他疾病的影响，单纯右心功能不全在V-VECMO治疗过程一段时间后也会出现，因此这时，单纯靠容量调整解决不能从充分解决问题，这时可将V-V转流至V-A模式，或者进行右心减压，在右心收缩功能严重障碍时，单纯右心减压的效果理论上没有模式转流更明显。

2.左心功能障碍的患者，大多数存在严重心输出量不足，V-A ECMO支持时，要达到足够氧输送的障碍在于流速是否达标。严重左心衰竭时，左心射血量急剧减少，而当右心功能正常时，通常会出现急性肺水肿，甚至严重肺动脉高压等情况。严重左心衰竭时射血影响较大，左心室容量过负荷时，当后负荷同时也较高时，心肌紧张度会进一步增加，心脏功能进一步恶化，甚至加重左心扩张和肺水肿，此时单纯用肾脏替代方式不能缓解，对此类部分患者需行左心房减压术。左心室减压术，指的是在心外科术中心脏复跳早期利用外接引流管对左心进行减压，对于迅速恢复左心心肌张力，增加心肌敏感性具有显著效应。Katani等人2013年发表的研究发现，178名V-A ECMO支持儿科患者（平均年龄32个月）其中有23例在ECMO开始后12小时内通过左心房置管、手术人工房间隔缺损和房间隔球囊造口等方法进行左心房减压术，相比对照组，实验组患者的左心室功能可以得到较好程度的恢复，而且更快脱离ECMO。

3.单纯容量过负荷药物利尿在患者改善容量过负荷状态举足轻重。一部分研究也显示，AKI患者容量过负荷使用利尿剂是的改善后，能明显降低住院死亡率。在一些容量控制较为困难的患者，尤其是AKI患者，ECMO治疗过程中利尿剂效果并不理想，这也被很多实验证实，需要引入机械性容量清除的装置和技术，如急诊肾脏替代治疗等。

容量管理治疗要求ICU医师对容量进行精确控制。这样可以进行充分能量支持，减少利尿剂使用剂量，使得治疗对脏器功能的影响最小化。一般情况下需根据目标液体净平衡量确定每小时的脱水剂量，从而对容量进行精细调控，避免血流动力学过度波动。

容量管理的具体手段包括脱水的剂量和时间，需根据液体过负荷的相对程度、动脉脱水的目标速度和实际速度，以及肾脏基础情况来决定。部分感染性休克患者充分容量复苏后仍存在完整肾脏功能，而尿量通过利尿剂可以维持血管内容量相对稳定。而患者一旦存在心衰或者氮质血症情况，而持续的药物辅助可能不能达到目标脱水剂量以维持最适容量状态，而患者脱水迫切程度极强，此时需使用较快的脱水速度。

Smith等人2009年发表在 ASIOS的研究，对48名心脏儿科患者进行了49例VA-ECMO治疗过程中，71.7%的患者出现AKI，而58.7%需要行CRRT，在进行血制品输注一定容量之外，根据滤器效率情况，目标的脱水速度通常制定在1～3ml/（kg·h）之间。而对于50kg成人重症患者来说，若前期通过容量和压力复苏后，每天纯脱水量可以控制在1200～3600ml之间是完全安全的。Schimdt等人研究还强调，早期尤其是前3天出现大量液体正平衡，会导致ECMO患者死亡率明显升高。广义上，容量管理从开始复苏时就已经启动了，而从具体操作层面上，重症患者起病前三天是容量管理干预的最佳时机，如果患者需要输注大量液体，则需在这个时间范围内启动床旁肾脏替代治疗。

对于重症患者，容量状态的连续评估非常重要。需结合临床表现、实验室检查以及血流动力学参数（静态前负荷和容量反应性）来对重症患者循环内有效容量状态进行接近于最真实情况的评估，并作出临床决策。确定治疗方向和策略不能单纯依靠某一项指标，因此需要充分将多个方面情况相互结合，动态调整临床决策并指导治疗。

在ECMO回路上加装管内的持续血滤装置，可以用作改善容量状态的一项重要的有效手段。通常应尽量避免单独置入额外中心静脉通路进行持续肾脏替代治疗。肾脏替代治疗RRT包括了多种技术组成部分，其中包括不同的滤膜通透性、溶质清除方式（对流或稀释或两者都用）、治疗和仪器使用的时间长度。在ICU当中，CRRT是最常用也是最方便的肾脏替代和容量控制的手段。周建新等人2014年在 Critical Care杂志上发表了荟萃分析中选取了173篇相关文献研究，系统回顾了19项ECMO联合应用CRRT进行容量管理的研究，发现对于改善容量状态和纠正电解质异常方面，CRRT是一项安全并有效的手段，并提示通过此技术可改善重症患者的预后。

最常用的RRT模式是CVVH即持续静脉静脉血液滤过治疗。ECMO连接CRRT管路目前最常使用3种方式：独立于ECMO回路通过新的静脉通路进行RRT，将血滤过滤器装入ECMO回路并使用静脉注射泵控制超滤量，以及直接将CRRT管路加入到ECMO管路当中。3种常用连接方式方面，单独静脉通路的CRRT由于需要新建血管内置管，较强的抗凝治疗容易导致穿刺部位渗血增多，而ECMO期间CRRT的流量会受到一定限制，导管的引流不畅也比较常见。大部分ECMO血液滤过治疗采用后两种方式。

15名ECMO儿童患者对比45个对照的临床试验当中，ECMO回路中增加CRRT管路后，减少ECMO使用时间和呼吸机依赖时间，明显改善患者结局。Selewski等人的一项57名接受CRRT儿童ECMO患者的回顾性研究中，RRT开始时容量过负荷状态、脱水治疗和脱水治疗的动力学改变与死亡率的关系有关，存活患者CRRT开始时和结束时平均液体正平衡量极显著低于死亡患者。而混杂因子调整后，CRRT结束时容量过负荷状态对于患者死亡率影响并不大，从而提示在疾病状态早期容量状态对预后存活的影响是具有高度预测性。Lin等人研究发现pRIFLE评分对于ECMO患者是否出现AKI的评估方面最有帮助，可准确预测住院患者病死率。

ECMO与CRRT联合使用最常出现的并发症是溶血。病理生理学机制可能是剪切力、正压和细胞壁冲击力以及非内皮性表面特性等共同作用导致红细胞裂解。因此在进行CRRT过程中需严密监测游离血红蛋白含量（FHb）。有两项研究发现ECMO+CRRT患者比对照组的FHb含量更高，而FHb水平的升高与患者结局呈负相关，提示可能是由于过多游离血红蛋白会加重肾脏器功能衰竭。

由于CVVH的血流速度偏低，滤器和管路中易形成血栓，导致滤器或管路的寿命下降。在氧合器前形成血栓，细小栓子会导致氧合膜效率下降甚至血栓形成堵塞氧合器；如果经过VV-ECMO的血流回到氧合器后端，会导致肺栓塞；而如果空气经过VA-ECMO血流回到氧合器后端，会导致动脉空气栓塞形成。不少研究发现使用枸橼酸局部抗凝可以减少出血风险，且同时保存氧合器或者滤器甚至整体管路的使用寿命。

左心房减压最常见的并发症包括置管部位出血、手术部位出血等。机械并发症包括血栓形成、管路进气和管路问题、氧合器失效和BAS（球囊房间隔造口）术中右房穿孔、溶血等。心肺并发症包括心律失常、ECMO时继续使用强心药物以及血压升高需要舒张血管药物。神经系统并发症包括脑出血或脑死亡等。

总之，作为一项体外生命支持手段，ECMO的必要性和重要性在于为重症患者提供一项暂时的心脏或呼吸功能支持，而这类患者常并发肾脏功能不全、肺水肿、脑组织肿胀甚至腹腔高压等情况。重症患者进行严格容量管理的必要性越来越被重视，根据容量过负荷的不同病理生理学机制，使用不同方式对ECMO支持的患者进行严格的容量控制，不仅在于提供一些附加的体外支持系统，而且在全面管理重症患者，减少并发症、降低死亡率并最终改善患者预后的目标方面，为重症医学开辟了新的途径。

1.Iwagami M，Yasunaga H，Noiri E，et al. Choice of renal replacement therapy modality in intensive care units：Data from a Japanese Nationwide Administrative Claim Database. Journal of Critical Care，2015，30（2）：381-385.

2.Shen J，Yu W，Chen Q，et al. Continuous Renal Replacement Therapy（CRRT）Attenuates Myocardial Inflammation and Mitochondrial Injury Induced by Venovenous Extracorporeal Membrane Oxygenation（VV ECMO）in a Healthy Piglet Model. Inflammation，2013，36：1186-1193.

3.Seczyńska B，Królikowski W，Nowak I，et al. Continuous Renal Replacement Therapy During Extracorporeal Membrane Oxygenation in Patients Treated in Medical Intensive Care Unit：Technical Considerations. Ther Apher Dial，2014，18：523-534.

4.Shi J，Chen Q，Yu W，et al. Continuous Renal Replacement Therapy Reduces the Systemic and Pulmonary Inflammation Induced by Venovenous Extracorporeal Membrane Oxygenation in a Porcine Model. Artificial Organs，2014，38：215-223.

5.He C，Yang S，Yu W，et al. Effects of continuous renal replacement therapy on intestinal mucosal barrier function during extracorporeal membrane oxygenation in a porcine model. Journal of Cardiothoracic Surgery，2014，9：72.

6.Schmidt M，Bailey M，Kelly J，et al. Impact of fluid balance on outcome of adult patients treated with extracorporeal membrane oxygenation. Intensive Care Med，2014，40：1256-1266.

7.Paden ML，Warshaw BL，Heard ML，et al. Recovery of renal function and survival after continuous renal replacement therapy during extracorporeal membrane oxygenation. Pediatr Crit Care Med，2011，12：153-158.

8.Santiago MJ，Sánchez A，López-Herce J，et al. The use of continuous renal replacement therapy in series with extracorporeal membrane oxygenation. Kidney Int，2009，76：1289-1292.

9.Hilton AK，Bellomo R. A critique of fluid bolus resuscitation in severe sepsis. Critical Care，2012，16：302.

10.Peake SL，Bailey M，Bellomo R，et al. Australasian resuscitation of sepsis evaluation（ARISE）：A multi-centre，prospective，inception cohort study. Resuscitation，2009，80：811-818.

11.Vellinga NA，Ince C，Boerma EC. Elevated central venous pressure is associated with impairment of microcirculatory blood flow in sepsis：a hypothesis generating post hoc analysis. BMC Anesthesiol，2013，13：17.

12.Schrier RW. Fluid Administration in Critically Ill Patients with Acute Kidney Injury. Clin J Am Soc Nephrol，2010，5：733-739.

13.Boyd JH，Forbes J，Nakada T，et al. Fluid resuscitation in septic shock：a positive fluid balance and elevated central venous pressure are associated with increased mortality. Crit Care Med，2011，39：259-265.

14.Westphal GA. How to guide volume expansion in severe sepsis and septic shock patients? Possibilities in the real world. Shock，2013，39（Suppl 1）：38-41.

15.Goldstein S，Bagshaw S，Cecconi M，et al. Pharmacological management of fluid overload. Br J Anaesth，2014，113（5）：756-763.

16.Hilton AK，Bellomo R. Totem and Taboo：Fluids in sepsis. Critical Care，2011，15：164.

17.Kotani Y，Chetan D，Rodrigues W，et al. Left Atrial Decompression During Venoarterial Extracorporeal Membrane Oxygenation for Left Ventricular Failure in Children：Current Strategy and Clinical Outcomes. Artificial Organs，2013，37：29-36.