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作者 標題 葉克膜體外維生系統簡介
時間 2013年04月27日 Sat. AM 03:31:07
http://surgery.hosp.ncku.edu.tw/cvs_new/service/service42.htm
葉克膜體外維生系統簡介
（作者﹕甘宗旦 / 阮俊能 (成大醫院心臟血管外科主治醫師)）
自民國九十五年底邵曉玲車禍及星星王子心肌炎事件後，葉克膜氧合器成為家喻戶曉的大人物，是急救病患的代名詞，有些病患甚至跑到醫院要找“葉克膜醫師”。但究竟什麼是葉克膜，他真正的功能是在幫病患做什麼呢？事實上「葉克膜氧合器」- ECMO（Extracorporeal Membrane Oxygenation），又稱“葉克膜體外維生系統”或“體外循環膜肺支援療法”，是一種醫療急救設備。
它是在西元1953年Gibbon使用人工氧合和灌注法為心臟開啟實施開心手術方法的同時，在心臟手術室快速建立的體外迴圈後搶救成功率非常高。同時，因體外循環技術可暫時取代人體的心臟與肺臟的功能，所發展出來的一門支援搶救技術。
但當時因存在著肝素抗凝劑與出血的平衡性、溶血、生物材料組織的相容性等一系列難以解決問題，其中主要的問題是：肝素抗凝與出血的矛盾、溶血、生物材料組織相容性差。
直到1972年，Hill報導3天體外迴圈成功搶救外傷患者。同年，美國密西根州立大學外科醫生羅伯特· 巴列特（Robert H.Bartlett）首次將體外循環術成功應用在搶救外傷患者急性呼吸窘迫症，才真正開啟了葉克膜的臨床應用範疇。
隨著醫學的進步，許多因使用葉克膜而引發的併發症也更進一步得到有效克服，技術更加成熟，應用範圍也擴及重度昏迷的急難傷病。
葉克膜氧合器的主要使用目的，除了能暫時替代患者的心肺功能，減輕患者心肺負擔之外，也能為醫療人員爭取更多救治時間。所以目前其主要用途是暫時協助大部份醫療方法，如藥物或主動脈內氣球幫浦或呼吸器治療皆無效的重度心肺衰竭患者，作為一個短期輔助及支援生命的系統。台灣由台大首先引用葉克膜體外維生系統，而成大則於2000年開始使用葉克膜體外維生系統，如今葉克膜體外維生系統已廣泛為各醫院所運用。
葉克膜體外維生系統的原理
ECMO是走出心臟手術室的體外迴圈技術。葉克膜體外維生系統是心臟開刀房外的體外循環與生命支援技術。如同傳統心臟手術時應用的體外循環系統，其原理是將體內的靜脈血引出體外，經過特殊材質人工心肺旁路氧合後使人體非氧合血血液經氧合器(人工肺)靠擴散作用進行氧氣交換合成充氧血，而後經動力泵(人工心臟)及體溫熱交換器將血液主動注入病人動脈或靜脈系統，造成部分心肺替代作用，維持人體臟器組織氧合血供應。
然而不同於傳統的體外循環技術：葉克膜體外維生系統是屬密閉性管路，無體外循環過程中的儲血裝置，且人工血管管路是內有肝素塗層，具有抗凝作用的管道，操作上簡便快速，裝置時多數無需開胸手術，無需強烈的抗凝藥物使用，減少了出血的併發症。以上特點使葉克膜體外維生系統成為可以走出手術室的生命支援技術。
簡便快速的操作方法使熟練的團隊可在極快的速度下建立循環，而使葉克膜體外維生系統可廣泛應用於臨床急救；而延長時間的生命支援作用，則可提供受損器官較充裕的恢復時間與治療空間，提高治癒率。
而ECMO的使用方式則依照病因、病情，可以以兩種方式使用：靜脈-靜脈迴路(V-V轉流)與靜脈-動脈迴路(V-A轉流)。大致而言，靜脈-靜脈迴路用以代替肺臟呼吸機能，只用於肺部疾病；而靜脈-動脈迴路則除代替肺臟呼吸機能之外，也能代替心臟的血液循環機能。所以靜脈-動脈迴路主要用於心臟功能衰竭及心肺衰竭病例；肺功能衰竭選用靜脈-靜脈迴路方法；長時間心跳停止則選用A-A-A模式。
而在病情的變化過程中可能因患者的病情進展而可不斷更改迴路使用方式。例如在心肺功能衰竭急救過程中選擇了靜脈-動脈迴路，經過治療心功能恢復而肺還需要時間恢復。長時間的生命支援向受損器官提供了足夠的恢復時間，提高治癒率。簡便快速的操作方法可在簡陋的條件下以極快的速度建立迴圈，使ECMO可廣泛應用於臨床急救。
ECMO可用於哪些人？葉克膜體外維生系統適應症
因ECMO主要用途是希冀為嚴重呼吸或循環功能衰竭的患者提供較長時間心肺功能支援，為他們的心肺功能創造逐漸恢復的可能；當其心肺功能呈現不可逆時，亦可為病患提供心肺移植等待受贈的機會；所以只要是任何需要「暫時性」心臟及肺臟支援的病人皆為可能的適用對象。
(1)為可逆性的疾病提供功能支援和恢復的時間與空間，如急性心肌炎、哮喘、煤氣中毒、重度外傷、新生兒呼吸衰竭等疾病。
(2)為長期慢性心衰竭、肺衰竭等不可逆疾病提供等待移植的契機，如長期慢性心衰竭、心肺移植。ECMO可應用在心室功能不全、擴張性心肌病變和暴發性心肌炎等患者進行手術之術前、術中和術後，特別是心臟移植後出現肺血管阻力增高和排斥反應期應用。
(3)急性心肌梗塞、冠狀動脈繞道手術、猝死時的急救等。急性心肌梗塞心搏呼吸驟停的搶救，心臟驟停後常規心肺復甦無效是應用ECMO的指標之一，如果常規心肺復甦15分鐘仍無效，可以立即應用早已用晶體液預充好的ECMO治療。
(4)急性肺栓塞病人、急性凍傷病人或其他，如肺臟移植或某些手術等的輔助治療等。
儘管能救急，葉克膜體外維生系統畢竟是經由體外放置於人體內的機器，所以它的置放可能會有併發症：(1)溶血，因為血液需要透過體外循環，血球、凝血因數會遭到破壞(常見尿液染紅)，嚴重時會導致腎衰竭。(2)因為擔心血液體外循環過程出現血栓，因此需要使用大量抗凝血劑，可能造成出血的情況，且有出血傾向或外傷患者較不適用。(3)病人的感染風險也相對提高。(4)若血管管路置放在肢體，病患亦有末端肢體缺血併發截肢的風險。
總結
葉克膜體外維生系統雖然可以救命，維持病人的心肺功能，但葉克膜也有其極限，並不是治病的萬靈丹。換句話說，葉克膜體外維生系統只是向上帝多爭取一點時間，但是並不能治療疾病本身，如果病人本身所罹患的是短期內不可能恢復或是無法治療之疾病，使用葉克膜體外維生系統就只是在延長病人的死亡過程，病人仍舊會死於原本罹患的疾病，或葉克膜體外維生系統所導致的併發症；因此例如末期惡性腫瘤或合併多器官衰竭的病人並不適用其應用。
總之，只要能慎選真正需要的病人，儘早使用，並在良好的醫療團隊照顧下，相信葉克膜體外維生系統必能幫助更多的病人渡過最危急的時刻。 (全文曾刊載於{大紀元6月5日訊,網址: http://www.epochtimes.com/b5/7/6/5/n1733339.htm }
https://www.careonline.com.tw/2018/10/ECMO.html
![[圖]](https://1.bp.blogspot.com/-E-ejAV4fASo/W7HesYviIuI/AAAAAAAAN2E/1pHcJmslhc4DLyaEHhCtn7nPYoE9AgvkACLcBGAs/s1600/%25E9%25AB%2594%25E5%25A4%2596%25E5%25BE%25AA%25E7%2592%25B0-01.jpg)
大家聽到「心跳停止」，馬上會聯想到「死亡」。但在開刀房裡，外科醫師會刻意將高鉀溶液注入心臟，引發心律不整，並讓心臟停止跳動，等患者的心電圖呈現一條直線，再替患者手術，修補完血管瓣膜後才又讓患者回復心跳。每一回目睹這樣的過程都令人悸動，因為那彷彿就是「起死回生」。
能夠讓人經歷這般「起死回生」的不是魔法，而是知識的累積與無數心血的投注。讓我們將時間回到1930年。
醫師的慘痛經歷
約翰‧吉本醫師當時是美國賓州大學的外科住院醫師，有次吉本醫師到病房看到一位婦人躺在病床上掙扎，喘得厲害，嘴巴張到最大卻吸不到空氣。
「這應該是肺動脈栓塞。」外科主任迅速作出了判斷。
「那我們該怎麼救她？」吉本醫師見患者滿臉痛苦，著急地問。
「唯一方法是打開肺動脈，取出塞在裏頭的血塊。」外科主任道：「但是這手術死亡率非常非常的高。」
「那我們現在可以做什麼呢？」吉本醫師追問著。
「等。」外科主任的回答乾淨俐落：「有些肺動脈栓塞的患者自己能挺得過去，有些沒有辦法。但手術死亡率實在太高，還是等等看吧。」
當天夜裡吉本醫師留在患者病床邊，每十五分鐘記錄一次病人的血壓、心跳、及呼吸，吉本醫師認為患者無法好轉，找來外科主任進行手術，雖然手術成功地移除肺動脈血栓，但最後，患者還是離開人世。
每想到患者喘不過氣、痛苦掙扎的樣貌，吉本醫師就開始思考：「我還能做什麼？」終於有天吉本醫師靈光一現，認為應該要發明一台機器，能暫時取代心臟和肺臟的功能，才有辦法解決更多心臟與大血管的問題！但所有聽過吉本醫師構想的同事，卻都認為吉本醫師是癡人說夢。要知道，在1930年代，外科醫師們幾乎都對心臟疾病束手無策，吉本醫師的說法就像在當時討論登入月球一般遙不可及。
不可能的任務逐漸成形
但吉本醫師思前想後，認為把患者血液從頸靜脈的血液導出來，引流進機器，再從機器將含氧血注入患者的大動脈中送往全身，這樣就能略過患者的心臟肺臟並讓心臟停止跳動，應該能幫助醫師爭取到開刀治療心臟疾病的時間。吉本醫師很快確立了他想像的機器該達成的目標。第一就是「不能讓血液在機器裡面凝固」，如此才能順暢地流動循環，機器不被血塊塞住。但是當這些血液回到患者體內時，又要具有凝血功能，否則患者會出血不止。第二是這個機器必須像心臟一樣「是個強而有力的幫浦」，能夠推動全身的血液循環，但是在拍打、高速推進血液時，又不能破壞紅血球。第三點可說是最困難的，要讓「機器裡紅血球要進行氣體交換」，在機器裡紅血球要能攜帶氧氣並排出二氧化碳，再度輸注到血管內時才足以供應身體所需。
吉本醫師一一克服了各種困難，更發展出別出心裁的人工氧合機，在持續改良改進的過程中，進行到動物實驗的階段。但之後因為二次大戰爆發，吉本醫師投入軍旅生涯，直到戰後才能重啟體外循環機的研究。後來在IBM總裁的支持下，吉本醫師與IBM共同打造出重達兩千磅的體外循環機，需要三位技術人員同時操作，才有辦法駕馭這複雜的裝置，每使用一次，還要拆解、清洗、消毒、滅菌、再重新組裝這台笨重的機器，累到同事人仰馬翻。在動物實驗取得十戰九勝的佳績後，吉本醫師決定向人類的心臟疾病宣戰。
令人卻步的高死亡率
到了吉本醫師完成全世界第一台成功利用體外循環機進行心臟手術的案例之前，吉本醫師已經為體外循環機奮鬥超過二十年，其他醫師也開始嘗試體外循環機。然而實際運用體外循環機後的前五年之間，心臟手術仍是一連串的災難，帶來駭人的極高死亡率，分屬於六間醫學中心的十八位病患中，結果只有一人存活下來。有些是術前診斷錯誤，有些是術中所需器材不全，還可能是術後病人凝血功能障礙，出血致死。吉本醫師亦因為死亡率過高而心灰意冷，宣布封刀。這段期間裡的挫折讓外科醫師們不禁猜想，心臟是人體循環的主宰，人類或許沒有能力突破這個困境，創造出理想的體外循環機器，讓醫師得以在心臟上頭動刀。
幸好，後被稱為「現代開心手術之父」的利樂海醫師出現了。利樂海醫師年紀輕輕就被診斷癌症，接受各式治療，因而決定不理會自身健康狀況，只求在有生之年，對醫學做出更多的貢獻，而把精力投注在當時看來毫無前途的心臟外科手術。
人肉體外循環
利樂海醫師也熱衷於實現「體外循環」的想法，他更想到，既然孕期之間胎兒的氧氣、養分均是由母親供應，那就代表「母親其實就是胎兒的體外循環機」。利樂海醫師開始思考，讓體型較大的大人，幫助體型瘦小的小孩病患提供循環，或許是個辦法。因此利樂海醫師嘗試讓一位十一歲孩子的父親，成為手術中的體外循環機。
手術過程是這樣的，小孩患者和父親兩人都接受麻醉，讓醫療團隊連接兩人的循環系統，小孩的靜脈血液流往父親身上，再由父親身上輸注帶氧氣的血液回到小孩的動脈，並讓小孩心臟停止，利樂海醫師花了十九分鐘，完成史上第一例修補心室中膈缺損的手術。接下近兩年時間，利樂海醫師都使用這樣的交互循環系統，大部分的病人年齡都小於兩歲，體型很小，這樣成年人的心臟才有辦法應付兩人份的血液輸出，且清一色都是父親或母親擔任這些小病人體外循環機。
所以，並沒有其他醫療團隊願意嘗試。畢竟幫罹患先天性心臟病的病童做手術是一回事，讓原本健康的父母冒生命危險又是另一回事。當父母親也躺在手術房內擔任體外循環機時，就代表著一台手術的死亡率可能高到200%！在利樂海醫師的四十五例心臟手術裡，就有兩位母親蒙受其害，一位成了植物人，另外一位手術中因不堪負荷而心臟停止，幸好急救後恢復心跳，回復正常生活。
突破性發展
了解到利用「人肉體外循環機」的缺點很多後，利樂海醫師後來還是專注於體外循環機的探索，更以聚乙烯化合物製成拋棄式衛材，做出突破性的進展，成功地實現了體外循環的構想，還發明早期的心臟節律器及至少兩種心臟瓣膜，更訓練出許多年輕的心臟外科醫師，讓心臟手術在1950年代末期開始蓬勃發展。
剛開始心臟外科手術以治療先天性心臟病為主，隨著體外循環機的改良，手術技巧純熟，相關領域知識進展，後來更邁向處理成人的疾病。如今冠狀動脈繞道手術已經成了數量龐大的心臟外科手術了。
醫師除了在心臟手術需仰賴體外循環機之外，亦發展出緊急救命的體外維生系統。大家在新聞中偶爾會聽到的「葉克膜」，其實就是體外循環機的一種。差別在於心臟手術所使用的體外循環機，大概可以幫病人撐幾個小時，而葉克膜這種體外維生系統，能支撐心肺衰竭的患者數天到數個星期，支撐心肺衰竭的病患度過危險期，或爭取到等待心肺移植的時間。
故事開頭促使吉本醫師研發體外循環機的「肺動脈栓塞」，就因為葉克膜的發明而受益。有了葉克膜的協助，醫師能爭取到更多的時間打藥讓血栓溶解，或動手術取出血栓，肺動脈栓塞的患者終於有更多活命的機會！
![[圖]](http://emssolutionsinc.files.wordpress.com/2009/10/902594-904996-1653.jpg)
![[圖]](http://nyp.org/img/how_ecmo_works_double_lg.jpg)
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※ 編輯: ott 時間: 2018-10-05 18:33:55
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