从肺炎患者救治看ECMO的应用和发展 | 新沃投研

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2020-02-17 10:48:20 新沃基金 评论 字号 繁体中文 关闭 收藏 打印 复制

编辑 | 新沃投研 刘腾飞

新型冠状病毒引发的肺炎疫情出现以来,牵动着全国民众的心。截止2020年2月14日,全国除湖北外,新增确诊和疑似病例数都呈现下降趋势。湖北省内由于诊断标准有所改变,13日数据出现较大增长。后续的治疗,更值得关注的是已确诊病人尤其是重症患者的治疗情况。

图:全国重症在院治疗人数及环比

资料来源:卫健委

图:重症在院治疗人数占比

资料来源:卫健委

疫情发生以来,多则新闻报道提到人员使用ECMO成功挽救危重症患者的生命。引起了社会对于ECMO这一高科技重症救治手段的关注。

自1月22日武汉大学中南医院首例用ECMO救治重症肺炎成功以来,据不完全统计,目前已有6家医院使用ECMO技术将重症病人从死亡边缘拉回来。根据目前的相关报道,山东、浙江的队除了出动精锐支援湖北以外,还随行携带ECMO等关键设备。十堰市太和医院则通过全国资源调配,采购到了一台组装的ECMO设备。鉴于目前国内大部分医院购买ECMO设备数量不多, 1台为标配,因此实际上各医院把对重症患者最好的设备带着去支援。足见ECMO在一线重症治疗中的重要性。

表:ECMO调动相关部分报道

资料来源:公开资料整理

ECMO:最高级的生命支持手段

ECMO全称为Extracorporeal Membrane Oxygenation,体外膜肺氧合。即俗称的人工心肺机、“叶克膜”,用于对重症心肺功能衰竭患者提供持续的体外呼吸与循环,以维持患者生命。

其工作原理是引流患者静脉血至体外,经过膜式氧合器(其作用类似人工肺,简称膜肺)氧合和二氧化碳排除后回输患者体内,承担气体交换和(或)部分血液循环功能。ECMO技术主要有静脉-静脉(venovenous ECMO,VV-ECMO)和静脉-动脉(venousarterial ECMO,VA-ECMO)两种形式。在这两种方式中,从静脉系统排出的血液都会在体外被氧化,VV仅具有呼吸辅助作用,而VA同时具有循环和呼吸辅助作用。

图:ECMO运作模式简图

资料来源:LivaNova官方公众号

ECMO最核心的部分是膜肺和血泵,分别起人工肺和人工心的作用,可以对重症心肺功能衰竭患者进行长时间心肺支持,为危重症的抢救赢得宝贵的时间,是目前针对严重心肺功能衰竭最核心的支持手段,也是当前医学科技下最高级的生命支持手段。

ECMO系统主要包括血液驱动泵(通常为离心泵)及匹配的一次性耗材。而其中,耗材有血液管路(套包)、膜式氧合器、泵头、插管(用以血液引流和回输)及各类接头等。此外,设备有调节体温的变温水箱、调节氧浓度的空氧混合仪以及血氧饱和度、压力、温度传感器等检测设备。

考虑病人病情的危重性及ECMO系统的复杂性,国际体外生命支持组织(ELSO)建议,ECMO中心应建在具有较高水平的ICU,作为救治各种急性循环和(或)呼吸衰竭的主要高级生命支持形式。

图:ECMO产品设备运营模拟图

资料来源:eMedicine

ECMO的应用:临床适应症不断扩展

近年来ECMO的临床适应症不断扩展,主要包括心源性休克、严重急性呼吸衰竭以及严重循环衰竭三种情形:

1.各种原因引起的严重心源性休克,如心脏术后、心肌梗死、心肌病、心肌炎、心搏骤停、心脏移植术后等;

2.各种原因引起的严重急性呼吸衰竭,如严重ARDS、哮喘持续状态、过渡到肺移植(bridge-to-lung transplantation)、肺移植后原发移植物衰竭、弥漫性肺泡出血、肺动脉高压危象、肺栓塞、严重支气管胸膜瘘等;

3.各种原因引起的严重循环衰竭,如感染中毒性休克、冻伤、大面积重度烧伤、药物中毒、CO中毒、溺水、严重外伤等。

根据统计数据,中国ECMO患者人群中成人患者占绝大多数,儿童其次,新生儿数量最少。与全球ELSO(国际体外生命支持组织)数据相比,儿童及新生儿的应用例数较少,仍是中国未来ECMO发展的重中之重;适应症中,呼吸及心脏适应症应用ECMO的比例最高,在各类患者人群中,二者的占比均超过80%,是ECMO最主要的临床支持场景。

ECMO行业:三大厂商垄断

目前在全球ECMO设备研发与生产领域主要有三家企业,分别是MAQUET、Medtronic和LivaNova。其中MAQUET为龙头厂家。

MAQUET,隶属于瑞典Getinge系统集团,是业界知名的手术室、ICU设备供应商之一。Getinge集团在外科系统、心脏外科、重症系统方向的品牌均为行业顶尖水平,原MAQUET,ALM,HANAU,JOSTRA,SIEMENS(呼吸、麻醉)等,在中国的全资子公司为迈柯唯(上海)设备有限公司。迈柯唯公司的ECMO产品具有市场领先地位,2005年曾经获市场领袖奖。ECMO产品Cardio help系统可使用静脉-静脉或静脉-动脉ECLS支持心肺功能,简单操作即可部署在床边或现场,为患者提供便携式心肺支持。

在2020年1月23日,MAQUET的81套ECMO耗材通过上海海关的“绿色通道”进口,紧急运送至武汉,挽救新冠肺炎患者生命。

图:MAQUET Cardio help ECMO系统

资料来源:Getinge Group官网

Medtronic,是一家成立于1949年的器械公司,总部位于爱尔兰都柏林。Medtronic作为全球医械巨头,产品覆盖血管疾病、心脏瓣膜置换、体外心脏支持、微创心脏手术等多个方面。目前,Medtronic在上海成立了美敦力用品技术服务(上海)有限公司,已为中国几十家机构提供ECMO产品和后续技术服务。

图:Medtronic ECMO系列设备

资料来源:Medtronic产品彩页

LivaNova,在2015年由两家公司合并成立,其中一家即是业内负有盛名的Sorin公司,目前已在伦敦和纳斯达克交易所上市。LivaNova专注于心脏外科和神经调控领域,在人工心肺机方面拥有领导地位。LivaNova的ECMO产品有2款型号,分别是SCP/SCPC系统和CP5系统,系统包括提供动力的离心泵及操控设备、泵头和管路等耗材。其中SCP/SCPC系统不仅有成人型号,还有儿童规格;CP5系统以LivaNova最先进的人工心肺机S5系统为平台,整体性能得到提升。

图:LivaNova CP5系统

资料来源:LivaNova官网

结 语

我国医学界对重症医学的重视程度越来越高。2009年卫生部发布了《重症医学科建设与管理指南(试行)》,要求全国二级以上综合医院需设立至少一个ICU,且三级综合医院重症医学科床位数应占医院病床总数的2%~8%。考虑到将来彻底实行的分级诊疗,大型综合性医院将主要收治疑难杂症和危重症患者,重症科将成为这类医院中未来最大的科室。

在2018年全国重症科床位达到52560张,从2007年到2018年床位数复合年增长率达19.62%。据卫健委统计公报,2018年全国三级医院为2548家,其中三甲医院为1442家。由于ECMO系统的复杂性和病人病情的危重性,对医务人员操作水平要求极高,三甲医院当中有能力开展ECMO辅助治疗的更是仅有260家。ECMO在我国医院的发展任重道远。

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