ECMO-pathophysiology.ppt

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1、RARVLALVAo80%100%CaO2=HB x SaO2 x 1.36=15 x 1 x 1.36=20ml/dlDO2=CO x CaO2=50dl x 20ml/dl=1000ml/minCvO2=HB x SvO2 x 1.36=15 x 0.8 x 1.36=16ml/dlA-VO2=CaO2-CvO2=4ml/dlVO2=CO x A-VO2=50dl x 4ml/dl=200ml/min正常人体氧代谢正常人体氧代谢DO2-VO2正常正常DO2/VO2=5/1Oxygen extract ratio: 20% SvO2: 80%Critical point: 2/1Oxygen

2、 extract ratio: 50%SvO2: 50%MOPump ECMO体外膜肺氧合（体外膜肺氧合（ECMO）CPB滚压泵滚压泵离心泵（离心泵（centrifugal pump）泵的作用：人工心脏泵的作用：人工心脏p驱动压力：驱动压力： 泵前负压：泵前负压：100mmHg100mmHgn负压增加：引流端管路阻塞负压增加：引流端管路阻塞 ，血容量不足，血容量不足 泵后正压：泵后正压：300mmHg300mmHgn正压增加：泵后阻力增加正压增加：泵后阻力增加p泵速（泵速（rpmrpm）与血流量（）与血流量（L/minL/min）正相关）正相关 血容量因素血容量因素 阻力因素：插管，管路，阻力

3、因素：插管，管路，膜肺（可变）膜肺（可变）ROTOFLOW Centrifugal pump膜式氧合器：人工肺膜式氧合器：人工肺QUADROX 氧合器氧合器p膜肺血流速膜肺血流速 新生儿：新生儿：120mL/kg/min120mL/kg/min 成年人：成年人：60-80mL/kg/min60-80mL/kg/min 膜肺气体交换功能膜肺气体交换功能膜肺气体交换功能膜肺气体交换功能p气体交换效率气体交换效率 性能性能 血流速度血流速度 气体流速气体流速 血红蛋白水平血红蛋白水平p膜肺氧输送要求膜肺氧输送要求 新生儿：新生儿：6mL/kg/min6mL/kg/min 儿童：儿童：4-5mL/kg

4、/min4-5mL/kg/min 成人：成人：3mL/kg/min3mL/kg/min 膜肺气体交换功能膜肺气体交换功能p问题问题 血栓形成血栓形成 血浆渗漏血浆渗漏 空气栓塞空气栓塞p监测监测 膜肺前膜肺前/ /后血气后血气 膜肺前膜肺前/ /后压力后压力 流速与转速的相对比例流速与转速的相对比例膜肺气体交换功能膜肺气体交换功能pECMOECMO清除清除CO2CO2： 25%25%心心输出量的血流量足以清除输出量的血流量足以清除机体代谢所产生的机体代谢所产生的CO2(3-CO2(3-6mL/kg/min6mL/kg/min）pCO2CO2的清除率：血流速，的清除率：血流速，氧流量，引血端管路

5、内的氧流量，引血端管路内的PCO2PCO2，膜肺性能，膜肺性能Novalung iLA Membrane VentilatorPumpless ECMOp低阻力，低驱动压：低阻力，低驱动压：10-15mmHg10-15mmHgpA-VA-V压力驱动，不需压力驱动，不需pumppump 无无PUMPPUMP并发症，操作更简单并发症，操作更简单p血流量较低：血流量较低：1-2L/min1-2L/min 有效排除有效排除CO2CO2，轻度改善氧合，轻度改善氧合p抗凝更容易抗凝更容易：ACT 120-150 SACT 120-150 Sp可与肺保护性通气可与肺保护性通气早期联合早期联合应用应用ECMO

6、管路管路p管路的长度和直径决定其产生的血流阻力管路的长度和直径决定其产生的血流阻力p血流通过血流通过1m1m的套管并且压力梯度降低的套管并且压力梯度降低100mmHg100mmHg，与管路内径的关系为：，与管路内径的关系为： 1/4: 2.5L/min1/4: 2.5L/min 3/8: 5L/min3/8: 5L/minp管路温度丢失问题：水箱管路温度丢失问题：水箱Cannulae sizes for VA-ECMO Weight70KgTubing 1/41/41/43/81/21/21/2Raceway1/41/41/4-3/81/4-3/81/21/21/2Oxygenator0.4m

7、20.8m21.5m22.5m23.5m24.5m24.5m2Cannula(Fr)A:8-10V:8-10A:8-14V:1016 A:16-20 V:12-17A:17-21V:17-19A:17-21V:19-21A:19-21V:21-23A:21V:23Cannulae sizes for VV-ECMO Weight2-5Kg10-20Kg20-30Kg30-50Kg50KgTubing 1/43/83/81/21/2Raceway1/43/8-1/21/21/21/2Oxygenator0.8-1.5m22.5-3.5m23.5m-4.524.5m24.5m2x2Cannula(

8、Fr)A:12-15A:12-15A:16-19V:14-19A:17-21V:17-21A:19-21V:19-23A:21V:21-23Avalon Elite Bi-Caval Dual LumenAvalon Elite Bi-Caval Dual LumenAvalon Elite Bi-Caval Dual LumenAvalon Elite Bi-Caval Dual LumenVV-ECMORARVLALVAo70%100%85 %tissues85-95%ECMOVV-ECMOVV-ECMO的治疗作用的治疗作用p改善氧合与通气改善氧合与通气p肺休息肺休息p 低气道压低气道压p

9、 低通气频率低通气频率p 低吸氧浓度低吸氧浓度p 低温低温pECMOECMO对血流动力学影响甚微对血流动力学影响甚微 心功能相对正常心功能相对正常 前负荷和后负荷无明显变化前负荷和后负荷无明显变化 运转起始会有短暂血压下降运转起始会有短暂血压下降p对低体重患者尤其重要对低体重患者尤其重要p运转前液体准备：胶体运转前液体准备：胶体VV-ECMO的的血流动力学血流动力学p膜肺性能、状态与数目膜肺性能、状态与数目p再循环再循环 血流量血流量 心输出量心输出量 右心房血容量右心房血容量 插管位置插管位置影响影响VV-ECMO氧合的因素氧合的因素p血流量（血流量（Q Q） 满足肺休息和基本氧合的最低值满

10、足肺休息和基本氧合的最低值p氧流量（氧流量（V V）：与）：与Q Q配合配合 一般：一般：1:11:1 PaCO2PaCO2高高影响影响VV-ECMO氧合的因素氧合的因素VV-EMCO的监测的监测p血流量血流量/ /转速转速pPumpPump前后压力：高压与低压前后压力：高压与低压p膜肺后血气膜肺后血气p血流动力学无特殊血流动力学无特殊p氧合状况：氧合状况：ABGABG，SpO2SpO2，V V端端SvO2SvO2 不监测传统的不监测传统的SvO2SvO2Total lung supportTotal lung supportpCaO2=HBCaO2=HB* *SaO2SaO2* *1.36=

11、101.36=10* *1 1* *1.36=13.6ml/dl1.36=13.6ml/dlpDO2=CO x CaO2=50dl x 13.6ml/dl=DO2=CO x CaO2=50dl x 13.6ml/dl=680ml/min680ml/minpCvO2=HBCvO2=HB* *SvO2SvO2* *1.36=101.36=10* *0.60.6* *1.36=8ml/dl1.36=8ml/dlpA-VO2=CaO2-CvO2=5ml/dlA-VO2=CaO2-CvO2=5ml/dlpVO2VO2 VO2=COVO2=CO* *A-VO2=6000A-VO2=6000* *5ml/d

12、l=300ml/min5ml/dl=300ml/min VO2=COVO2=CO* *A-VO2=4000A-VO2=4000* *5ml/dl=200ml/min5ml/dl=200ml/minVV-ECMO：DO2 and VO2If VO2 If VO2 pECMO flowECMO flowpHBHBpVO2VO2 Sedation/CMVSedation/CMV：agitation, cough, seizureagitation, cough, seizure HypothermiaHypothermia：feverfever High flow CRRTHigh flow CRR

13、T：sepsissepsisplung functionlung functionVV-ECMO：DO2 and VO2Venoarterial ECMOp 股静脉股静脉-股动脉插管股动脉插管 p颈内静脉颈内静脉-颈总动脉插管颈总动脉插管p 右心房右心房-升主动脉插管升主动脉插管RARVLALVAoECMO70%100%85-100%VenoArterial ECMOp完全完全/ /部分部分BypassBypass心肺心肺p适用于心肺功能不全患者适用于心肺功能不全患者VA-ECMO对前负荷的影响对前负荷的影响p前负荷降低：前负荷降低： Bypass, Bypass, 炎性反应炎性反应 心脏休息

14、心脏休息 心脏自身心脏自身COCO及肺血减少及肺血减少p降低肺动脉压降低肺动脉压p减少肺淤血减少肺淤血VA-ECMO对脉压的影响对脉压的影响Pulsatile vs Non-pulsatilep增加增加 South-North SyndromeSouth-North Syndromep上半身、冠状动脉和脑组织灌注不充分上半身、冠状动脉和脑组织灌注不充分 肾素血管紧张素系统激活肾素血管紧张素系统激活p降低降低 血管张力下降血管张力下降, ,炎性反应炎性反应VA-ECMO对后负荷的影响对后负荷的影响p左心收缩功能降低，左心扩张左心收缩功能降低，左心扩张/ /肺淤血肺淤血 原有心功能低下原有心功能低

15、下 后负荷增加后负荷增加 p左心减压（左心减压（decompressiondecompression） 扩血管扩血管 手术手术 介入介入VA-ECMO对左心功能的影响对左心功能的影响p血流量血流量/ /转速转速p氧气流量氧气流量p泵前后压力泵前后压力p膜肺后血气膜肺后血气p平均动脉压（平均动脉压（MAPMAP）：略低于正常值）：略低于正常值 新生儿新生儿40-50mmHg40-50mmHg 儿童儿童/ /成人成人50-70mmHg50-70mmHg p右侧肢体右侧肢体ABG + SpO2ABG + SpO2p传统及静脉端传统及静脉端SvO2SvO2VA-ECMO的调节与监测的调节与监测 DO2

16、 CO SaO2 Hb心衰,心脏抑制药物, 心律失常前负荷， PEEP, 呼衰, 吸痰贫血, 气源O2故障ECMO 流量不足 O2需求 VO2 CO发热、寒战、兴奋, 疼痛, 惊厥, 呼吸做功正性肌力药物, 后负荷降低SvO2下降下降 DO2 CO SaO2 Hb心功能改善肺功能改善 FiO2, 输血ECMO 流量过剩 O2需求 VO2 摄取利用低温，麻醉， 麻痹，肌松, 败血症, 氢化物中毒SvO2升高升高SvO260-70%: VA-ECMO VAV-ECMOSvO260-70%: VA-ECMO VAV-ECMOVA-ECMO VAV-ECMO4:14:1心脏支持：心脏支持： ECMO

17、flow=4ECMO flow=4，CO=1CO=1(lung function=0)(lung function=0)pCaO2=HBCaO2=HB* *SaO2SaO2* *1.36=101.36=10* *1 1* *1.36=13.6ml/dl1.36=13.6ml/dlpDO2=CO x CaO2=40dl x 13.6ml/dl=550ml/minDO2=CO x CaO2=40dl x 13.6ml/dl=550ml/minpCvO2=HBCvO2=HB* *SvO2SvO2* *1.36=101.36=10* *0.60.6* *1.36=8ml/dl1.36=8ml/dlpA

18、-VO2=CaO2-CvO2=5ml/dlA-VO2=CaO2-CvO2=5ml/dlpVO2VO2 VO2 for ECMO=COVO2 for ECMO=CO* *A-VO2=4000A-VO2=4000* *5ml/dl=200ml/min5ml/dl=200ml/min VO2 for heart=COVO2 for heart=CO* *A-VO2=1000A-VO2=1000* *0ml/dl=0ml/min0ml/dl=0ml/minVA-ECMO: DO2 and VO2If VO2 If VO2 pECMO flowECMO flowpHBHBpVO2VO2 Sedation

19、/CMV: agitationSedation/CMV: agitation Hypothermia: feverHypothermia: fever High flow CRRT: sepsisHigh flow CRRT: sepsisplung functionlung functionpheart functionheart functionVA-ECMO:DO2 and VO2 V-A ECMOV-V ECMO心脏支持yesno肺脏支持yesyesCVP不准确准确肺动脉压不准确准确肺血流减少正常全身栓塞可能较少South-North Syndromeyesno右侧肢体及脑灌注不良有可

20、能可能性小传统SvO2准确不准确SaO295%80-95%PaO260-150mmHg45-80mmHgVA-ECMO vs VV-ECMOECMO对凝血与出血的影响对凝血与出血的影响p保证抗凝与凝血保证抗凝与凝血/ /纤溶的动态平衡纤溶的动态平衡p抗凝监测：抗凝监测：ACT/APTT/PT+INRACT/APTT/PT+INR，TEGTEGp血小板血小板pAT IIIAT IIIpPacked RBCPacked RBCECMO对炎症反应的影响对炎症反应的影响p加重炎症反应加重炎症反应p对策：对策： 抗凝抗凝 降低血流量降低血流量 降温降温 CRRTCRRT 皮质激素？皮质激素？ECMO与与CRRT模肺血泵CRRTCRRTECMO: ICU心肺的终极支持手段心肺的终极支持手段请多指教！请多指教！结束结束