体外膜氧合技术能提高创伤患者的生存率：事实、虚构还是未来的发展方向？

《Trauma Surgery & Acute Care Open》：Extracorporeal membrane oxygenation improves survival for trauma patients: fact, fiction, or the future?

　　引言
损伤占全球疾病负担的11%，是45岁以下经济活跃人群的主要死因之一。在全球范围内，美国在创伤患者的治疗方面取得了许多进展。尽管如此，创伤患者的死亡率仍然很高。维持生命的治疗技术的进步为这些患者带来了益处，尤其是那些因失血而面临生命危险的患者。体外膜氧合（ECMO）技术作为一种可能对创伤患者有益的治疗方法已经发展起来，但关于其适用指征、禁忌症以及对患者的实际益处，学术界仍存在争议。本文是对作者Emily Esposito博士和Brandon Parker博士在2025年马里兰州巴尔的摩市Point Counterpoint会议上进行的辩论的补充。本文既总结了上述辩论的相关文献，也进行了回顾；因此，无需也不需要任何机构审查委员会的批准。所有作者都参与了本文的撰写，并同意了最终版本。所有作者均无利益冲突。

体外膜氧合的历史及其与创伤的关系
传统上，ECMO分为静脉-静脉ECMO（VV-ECMO）和静脉-动脉ECMO（VA-ECMO）。虽然还有其他形式的体外膜氧合应用（例如体外心肺复苏术E-CPR；静脉-动脉-静脉ECMO VAV-ECMO等），但本文的重点将放在VV-ECMO和VA-ECMO在创伤患者中的应用上。本文旨在阐述支持或反对在急性创伤患者中使用ECMO的各种论点，任何讨论都必须考虑到其历史背景。

ECMO的历史：从创伤开始
虽然体外生命支持和心肺旁路技术可以追溯到20世纪初至中期，但首次将现在称为ECMO的技术应用于创伤患者是在1971年。当时一名20多岁的患者遭遇车祸，被送入Santa Barbara Cottage医院，诊断为骨盆和下肢多处骨折以及主动脉夹层，随后接受了左胸廓切开术进行修复；几天后，他出现了成人呼吸窘迫综合征（ARDS）。Pacific Medical Center的一个团队评估了他的ECMO适用性，在认为所有常规治疗方法都已无效后，决定使用Bramson膜式心肺机为他实施VA-ECMO治疗。他的ECMO治疗持续了约75小时，住院约8周后康复出院并转入骨科康复病房。尽管ECMO最初是用于创伤患者，但关于其在创伤患者中的使用和误用仍存在争议，本文将从ECMO的适用指征和禁忌症开始探讨这些问题。

创伤患者的ECMO适用指征和禁忌症
体外生命支持组织（ELSO）成立于1989年，已成为全球范围内指导ECMO使用的权威机构。除了运营一个庞大的研究登记系统外，该组织还制定了相关指南。此外，还针对呼吸支持或循环/心脏支持制定了具体指南，并特别针对某些特定人群（如新生儿、COVID-19患者）制定了额外规定。ELSO登记系统中创伤患者占比不到1%。在这些指南中，创伤患者并不属于特殊群体，但他们可以通过VV-ECMO或VA-ECMO获得支持，具体适用指征因患者情况而异。ELSO的呼吸指南于2021年6月更新，循环/心脏支持指南则在2021年3月进行了临时修订。

静脉-静脉ECMO
对于出现呼吸衰竭的创伤患者（最常见的原因是ARDS），其他原因还包括创伤性胸腔损伤、严重肺挫伤、大支气管胸膜瘘、肺水肿、输血相关急性肺损伤和原发性肺血栓形成。一般来说，当患者尽管接受了最佳医疗和通气管理（包括俯卧位）仍出现低氧性呼吸衰竭（PaO2/FiO2 <80 mm Hg）、高碳酸血症性呼吸衰竭（pH <7.25）或计划进行肺移植时，可考虑使用VV-ECMO作为过渡治疗。与创伤患者相关的潜在禁忌症包括同时存在的急性创伤性脑损伤（TBI）导致的中枢神经系统严重损伤、全身性出血以及抗凝治疗的禁忌症。最近的技术进步使得无需全身抗凝即可缩短ECMO治疗时间。VV-ECMO的绝对禁忌症非常少，主要包括无法控制的出血、已知的活动性恶性肿瘤或预期寿命少于5年的疾病。对于VV-ECMO，右心室衰竭也是一个禁忌症，因为在这种情况下无法将氧合血液输送到身体其他部位。然而，在氧合改善的情况下，VV-ECMO可能有助于改善双心室功能障碍或右心功能障碍。创伤患者可能同时伴有其他钝性或穿透性胸腔损伤，这在评估时需要予以考虑。

静脉-动脉ECMO
对于需要心脏或循环支持的患者，VA-ECMO的适用指征包括心源性休克（包括缺血性和非缺血性原因）、心脏骤停时的E-CPR（本综述未涉及）以及作为过渡治疗（如左心室辅助装置或移植前的桥梁）。ELSO指南提供了多种VA-ECMO的适用情况。与创伤患者相关的适用情况还包括导致心脏抑制的败血症和脓毒性休克、肺栓塞、心脏损伤以及急性失代偿性心力衰竭。理论上，过敏反应也可能是一个适用指征。需要注意的是，VA-ECMO的启动存在多个禁忌症，包括无目击者的心脏骤停、不可逆的脑损伤、未修复的主动脉夹层和严重的主动脉反流，这些情况会妨碍ECMO的生理益处。高龄也被认为是相对禁忌症，文献中建议的年龄上限为70岁。

创伤患者中的ECMO预后
目前尚无大型随机对照试验（RCT）作为评估创伤患者使用ECMO疗效的金标准。虽然有一些基于机构的研究和回顾性分析提供了数据，但其他人群的RCT结果需谨慎应用于创伤患者。一项最新的系统评价和荟萃分析（Zhang 2023）显示，ECMO的总体生存率为65.9%。与非创伤相关的RCT（CESAR和EOLIA）相比，这一结果令人鼓舞：CESAR试验的生存率为63%，EOLIA试验为65%。CESAR试验的主要问题是探讨ECMO是否是严重呼吸衰竭患者的安全有效替代方案。2001年至2006年间，研究者招募并随机分配了180名患者，结果显示接受ECMO治疗的组别生存率显著高于对照组（63% vs 47%，p=0.03）。因此，研究者建议将严重呼吸衰竭患者转诊至ECMO中心。在较新的EOLIA试验中，60天内ECMO组与常规机械通气组的死亡率无显著差异（ECMO组：44例死亡/124例患者，对照组：57例死亡/125例患者，p=0.09）；然而，由于难以控制的低氧血症，约四分之一的对照组患者转入了ECMO组。尽管EOLIA试验未排除创伤患者，但其中一些标准可能适用于他们，例如神经系统损伤或较高的简化急性生理评分。

总体而言，历史上创伤患者中使用ECMO的情况较为罕见。虽然VA-ECMO在创伤患者中的益处尚未得到明确证实，但在某些情况下（如创伤患者发生急性心肌梗死或大面积肺栓塞时）可能有益。然而，如前所述，其在创伤患者中的使用仍然非常少见。例如，Amos等人对一家大型创伤中心10年间所有创伤患者进行了分析，其中仅有11名患者接受了ECMO治疗。其中7名患者接受VV-ECMO，4名患者接受VA-ECMO（主要用于治疗肺栓塞）。最近对1989年至2016年间ELSO登记系统中创伤患者的回顾性分析显示，该期间共有279名创伤患者接受了ECMO治疗。近年来，创伤患者使用ECMO的情况有所增加，2011年至2016年间有173名患者接受了ECMO治疗，而之前的18年间仅有106名患者。大多数接受ECMO治疗的创伤患者为钝性损伤，最常见的适应症是ARDS。然而，一项比较创伤相关ARDS与非创伤相关ARDS的回顾性分析显示，尽管创伤相关ARDS患者具有某些有利特征（如年龄较轻、并发症较少），但其生存率并未提高。值得注意的是，创伤患者可能因其他原因（如严重的坏死性皮肤和软组织感染）而死亡。此外，其他患者从ECMO中获得的某些益处（如减少镇静需求、插管期间能够行走）可能因创伤患者的复杂并发症而无法实现。区分钝性损伤和穿透性损伤会导致研究结果差异，尤其是针对穿透性损伤患者的研究样本量较小。

结论
总体而言，创伤患者中使用ECMO的情况较为罕见。虽然VA-ECMO在某些特定情况下（如创伤患者发生急性心肌梗死或大面积肺栓塞时）可能有益，但总体而言其在创伤患者中的使用仍然较少。例如，Amos等人对一家大型创伤中心10年间的所有创伤患者进行了分析，其中仅有11名患者接受了ECMO治疗。大多数患者（7名）接受VV-ECMO，4名患者接受VA-ECMO（主要用于治疗肺栓塞）。最近对1989年至2016年间ELSO登记系统中创伤患者的回顾性分析显示，在这期间共有279名创伤患者接受了ECMO治疗。近年来，创伤患者使用ECMO的情况有所增加，2011年至2016年间有173名患者接受了ECMO治疗，而之前的18年间仅有106名患者。接受ECMO治疗的创伤患者多为钝性损伤，最常见的适应症是ARDS。然而，一项比较创伤相关ARDS与非创伤相关ARDS的回顾性分析显示，尽管创伤相关ARDS患者具有某些有利特征（如年龄较轻、并发症较少），但其生存率并未提高。此外，需要注意的是，创伤患者可能因其他原因（如严重的皮肤和软组织感染）而死亡。出血一直是关于在创伤患者中使用ECMO（体外膜氧合）时所面临的主要问题，尤其是在抗凝治疗方面。近年来，关于在创伤患者中使用ECMO的争论一直存在，特别是在插管过程中及整个ECMO治疗期间使用肝素的问题上。由于接受任何体外生命支持设备（如心肺旁路）的患者都容易发生凝血事件，因此肝素的使用已成为插管及后续ECMO治疗中的常规措施。尽管表面上看这似乎是显而易见的，但肝素在创伤患者中的使用实际上涉及多种因素，包括对持续出血可能导致休克的风险，以及对伴有创伤性脑损伤（TBI）的患者稳定性的担忧。在不同关于ECMO在创伤患者中应用的病例系列和研究之间，抗凝治疗的使用存在显著差异。在Miller等人（2025年）对24名患者的回顾中，13名患者接受了肝素治疗，6名患者接受了比伐卢定治疗，1名患者仅接受了肝素冲击治疗但未持续使用，另有4名患者未接受任何抗凝治疗。大多数需要ECMO的创伤患者是因为呼吸衰竭，通常认为在VV-ECMO（静脉-静脉ECMO）治疗期间可以不使用全身性抗凝治疗。Niles等人（2025年）分析了75名患者，发现存活者更有可能接受抗凝治疗，但在多变量回归分析中，抗凝治疗与VV-ECMO患者的生存率之间没有显著关联。Soltes等人（2023年）建议对接受ECMO治疗的患者采取个性化的抗凝策略。

许多创伤患者同时伴有TBI（创伤性脑损伤），这也是创伤医学界在考虑是否启动ECMO治疗时的另一个担忧，因为严重的神经系统损伤可能是插管和ECMO支持的禁忌症。从生理学角度来看，改善脑部氧合显然具有益处。然而，一些作者对其安全性提出了质疑。Rafaqat等人分析了221名接受ECMO治疗的患者，发现在他们的倾向匹配样本中，两组患者的死亡率没有差异。尽管如此，由于中风本身就是ECMO治疗的一种并发症，该研究也显示了脑血管意外的发生率较高。在另一项来自德国、奥地利或瑞士一级或二级创伤中心的研究中，Mader等人（2023年）分析了134名接受ECMO治疗的患者，发现ECMO患者的死亡率为约38%，而没有接受ECMO的TBI患者的死亡率为13%。同样，在一项针对休克创伤患者的单中心研究中，分析了2014年至2022年间接受VV-ECMO治疗的75名患者，其中约48%（n=36）患者有TBI，TBI组和非TBI组的生存率相当。值得注意的是，在他们研究中，两名通过影像学检查确认有血肿扩大或出血灶的患者均未接受抗凝治疗。最后，资源利用和现有技术的公平分配也是扩大ECMO在创伤患者中应用的关注点。ECMO是一项资源密集型且成本高昂的技术，尽管它提供了挽救生命的可能性。从医疗、经济和人力资源的角度来看，这项技术的成本都非常高。人们不禁会思考，这样的成本对患者及其家庭来说是否同样难以承受。同时，拒绝为某些人群提供这项技术也会带来伦理和社会上的挑战与困境。

迄今为止，还没有随机对照试验（RCT）专门评估ECMO在创伤患者中的疗效和/或成本效益。现有的数据主要来自单一机构的研究或基于登记数据的回顾性分析，这两种方法在评估其有效性方面都有各自的局限性。总体而言，这些数据表明，与所有接受ECMO治疗的患者相比，创伤患者的预后结果相当。作为一种潜在的救命技术，ECMO绝对可以被视为一种治疗手段，但如上所述，决定是否为个别创伤患者使用ECMO必须以患者为中心，并综合考虑创伤情况、预后以及其他机构的优先事项和资源。虽然ECMO成本较高，但在某些情况下它可能是具有成本效益的。尽管研究对象与创伤患者不同，但最近一项针对COVID-19患者接受VV-ECMO治疗的队列研究显示，中位住院费用分别为200,300美元和870,513美元。未来需要进一步的研究来更清楚地界定ECMO对创伤患者的成本和收益。与所有创伤病例一样，创伤外科医生的职责是考虑所有可用的治疗手段，并将其知识、技能和经验应用于面前的患者。展望未来，随着对受伤患者护理的进步，ECMO无疑将成为外科医生工具箱中的又一项救命工具。