烧伤是指热力所致的皮肤或其他器官组织的损害，除热力介质引起的烧伤外还包括电烧伤和化学烧伤。严重烧伤会导致机体自身稳态破坏，出现严重炎症反应、代谢紊乱、呼吸衰竭、心功能障碍、脓毒血症等。

随着烧伤外科治疗的进步和烧伤管理水平的提高，严重烧伤患者的死亡率明显降低。但是烧伤急救复苏困难、继发呼吸循环衰竭、烟雾吸入性损伤、中毒性和感染性休克仍是影响烧伤预后的主要原因，临床目前缺少有效的治疗方法。ECMO可应用于严重烧伤患者的治疗，它将患者血液由体内引出，在体外通过氧合器进行气体交换后回输患者体内，为烧伤患者提供呼吸和循环支持，使心肺得到充分的休息，为其恢复赢得了时间。目前，ECMO主要用于传统治疗无效的呼吸循环衰竭的烧伤患者。

一、 烧伤治疗面临的呼吸循环问题

（一） 气道开放困难

开放气道是烧伤患者急救复苏成败的关键。火灾发生时房间内空气的温度可达到283℃，大量的高温气体直接引起呼吸道结构的破坏。同时，高温气体会引起舌、会厌水肿，从而导致上呼吸道梗阻。此外烧伤患者中颈部烧伤或损伤比较常见。这些都给患者的气管插管、气管切开带来了困难。气道开放困难引起的严重缺氧还会导致心搏骤停，增加了复苏的难度。

（二） 急性心功能不全、心搏骤停

烧伤现场缺氧，电击伤等都会引起患者心搏骤停，而烧伤数小时后部分患者也会出现急性心功能不全，包括心排量降低、左心室压降低等表现。有研究报道烧伤患者中4.1%会出现心搏骤停，18.5%发生在院外，而81.5%发生在院内。烧伤患者迟发的急性心功能不全可能是由于机体受到严重创伤后产生的全身性和心肌局部炎症反应、内环境和代谢紊乱造成的。创伤应激产生的炎症反应并不亚于脓毒血症对机体的打击。发生在院内的心搏骤停的烧伤患者只有25%存活，而心肺复苏时间长的患者存活率很低。这可能是因为胸廓烧伤、气道阻塞性缺氧影响胸外按压效果，而炎症因子、内毒素、外毒素对心肌的抑制使得心脏复跳困难。

（三） 烟雾吸入性损伤

有文献报道30%的烧伤患者伴有烟雾吸入性损伤，这其中73%会出现呼吸衰竭（低氧血症、肺部感染、机械通气延长），20%会发生ARDS。烟雾吸入性损伤俗称呼吸道烧伤，多发生于严重烧伤尤其是头面部烧伤的患者。火灾发生时，橡胶和塑料燃烧会产生二氧化硫、二氧化氮、氨气、氯气等有害气体，家具装饰材料燃烧会释放出氰化物气体，而棉织品和木制品的燃烧则会释放出有毒的醛类气体。这些毒性气体会直接损伤气道上皮和毛细血管上皮细胞。组织学表现类似于气管支气管炎。这些毒性气体还会造成呼吸道表面黏膜纤毛清除能力减弱有利于细菌、病毒侵入肺内造成肺部感染。除此之外，毒性气体使肺表面活性物质减少，出现肺泡塌陷和肺不张。坏死性支气管炎、支气管水肿、支气管痉挛、肺不张会引起肺通气和肺换气功能障碍。毒性气体能够趋化肺泡巨噬细胞从而激活炎症反应。早期的炎症反应使气道分泌物增加，加重细支气管水肿。随着肺损伤的加重，肺泡上皮细胞、毛细血管细胞释放多种细胞因子，大量中性粒细胞聚集于肺内，导致失控的炎症反应。严重者出现急性ARDS，威胁患者的生命。

（四） 中毒性休克综合征

中毒性休克综合征（toxic shock syndrome，TSS）多见于4岁以下皮肤烧伤的儿童。主要是因为葡萄球菌和A型溶血性链球菌在烧伤创面生长繁殖后产生的外毒素侵入体内所引起。外毒素被认为是超抗原，它能够产生瀑布般级联效应过度激活免疫系统，大量的T细胞激活产生各种细胞因子造成细胞破坏和终末器官损害。TSS患者血细菌培养、真菌培养、病毒培养为阴性，只有创面棉签细菌培养阳性。由于儿童免疫系统发育不完全，体内不能产生成熟的抗细菌毒素抗体，因此即使很小的烧伤创面也能引起TSS。心脏是TSS主要的靶器官，激活的细胞因子能够造成心肌抑制，引起急性心功能不全。未经治疗的TSS患儿死亡率可达到50%以上。

（五） 感染性休克

严重烧伤患者由于经历了休克的打击，全身免疫功能处于抑制状态，因此患者对病原菌的易感性很高，早期易暴发全身性感染。合并烟雾吸入性损伤的烧伤患者因长期机械辅助通气也易造成肺部感染。除此之外肠道屏障破坏、创面感染未及时清除会加重感染，造成脓毒血症，出现感染性休克。内毒素以及机体炎症反应产生的细胞因子则可以直接抑制心肌，造成心肌收缩和舒张功能障碍。因此感染性休克可以造成烧伤患者呼吸循环衰竭。

二、  ECMO在烧伤领域应用的优势

（一） ECMO应用于烧伤急救

通常烧伤患者颈部受伤的几率较大，尤其是Ⅱ°以上的烧伤患者，这就给气管插管和气管切开带来了一定的困难。烧伤患者出现心搏骤停后复苏成功率低，这可能是因为烧伤创面或者合并胸廓外伤影响胸外按压所致。另外，炎症因子、内毒素、外毒素对心肌的抑制使得心脏复跳困难。然而，烧伤和电击伤患者的腹股沟区域损伤几率小，可以采用经皮穿刺股动静脉置管快速建立ECMO行体外心肺复苏（external cardiopulmonary resuscitation，ECPR）。ECMO可以在短时间内组装完成，安装完成的ECMO系统可以在5分钟内完成预充和经皮穿刺建立ECMO。另外ECMO不仅能够体外泵血和气体交换支持呼吸和循环，保证重要器官血供和氧合，而且通过变温水箱将患者体温降到32~34℃的浅低温可以降低脑代谢率，从而发挥脑保护的作用。缺氧、心肌抑制等病因纠正后呼吸和循环功能恢复，烧伤患者可脱离ECMO。

（二） ECMO应用于烟雾吸入性肺损伤

烧伤尤其是伴有烟雾吸入性损伤患者需要机械通气改善低氧血症。长期的机械辅助通气不但使患者易患呼吸机相关肺炎加重肺损伤，而且正压机械通气会导致患者发生呼吸机相关肺损伤。ECMO可以将体内的静脉血引出通过氧合器氧合并排除CO2，经驱动泵将氧合的血输回体内。在ECMO的支持下，机械辅助通气参数可以降低至对肺脏无损害的水平，这样不仅提高了患者的血氧含量，而且使肺脏得到充分的休息，避免了呼吸机相关肺损伤，有利于烟雾吸入性损伤肺脏的恢复。

（三） ECMO应用于中毒性和感染性休克

Gabel应用ECMO成功救治了一名腿部慢性溃疡感染并发TSS的患者，该患者应用ECMO前左室射血分数只有10%，通过6天的ECMO治疗，心功能逐渐恢复，在8个月复查时左室射血分数稳定在60%~65%。美国急救护理协会推荐ECMO用于其他治疗无效的感染性休克的新生儿和儿童。对于ECMO能否用于成人感染休克目前还存在争议。虽然Huang报道ECMO治疗成人感染性休克存活率只有15%，但是在死亡的患者中45%的年龄大于60岁。然而，伴有心功能障碍的感染性休克患者应用ECMO治疗的存活率高达70%。这提示ECMO可应用于伴有心功能不全的感染性休克烧伤患者。在应用ECMO辅助期间治疗感染性休克、纠正全身炎症反应，待心功能恢复、血流动力学平稳、血气电解质指标改善后，烧伤患者可脱离ECMO。

三、 ECMO模式的选择

Askegard-Giesmann等回顾分析了体外生命支持组织（ELSO）1999—2008年注册登记的年龄小于18岁烧伤或烟雾吸入性损伤病例，发现47%的患者应用VV-ECMO，53%的患者需要VA-ECMO，存活率分别是59%和47%。关于VA和VV-ECMO的选择主要依据患者的循环状态，并且根据患者的病情随时调整ECMO模式。例如烟雾吸入性损伤患者早期由于肺脏的急性损伤采用VV-ECMO支持，在辅助支持过程中患者可能会出现心功能不全，此时可插入股动脉导管由VV-ECMO变成V-VA-ECMO进行循环支持。此外ECMO模式的选择与ECMO中心的临床经验以及烧伤患者置管的条件也有关。

动静脉二氧化碳排出技术（AVCO2R）是一种不需要血流驱动装置，血液经动脉依靠自身循环压力通过低阻氧合器，排出CO2后直接注入静脉的技术。这种方法虽然简便，但是血液要依靠自身的循环动力到达体外通过氧合器，所以只适用于心功能极佳的呼吸衰竭的烧伤患者。高CO2血症是烟雾吸入性损伤患者死亡的原因之一，而AVCO2R具有流量低、排出CO2能力强等特点，因此它适用于高CO2血症的烟雾吸入性损伤患者。很多烟雾吸入性损伤动物实验研究表明，AVCO2R可以提高PaO2，排出CO2，降低机械辅助通气参数，提高PaO2/FiO2比。Vertree等利用羊烟雾吸入性损伤模型研究比较传统机械通气和AVCO2R对烟雾吸入性急性呼吸窘迫综合征治疗的效果，发现AVCO2R能够减轻肺泡细胞的凋亡。目前，AVCO2R治疗烟雾吸入性损伤还停留在动物实验阶段，未见应用AVCO2R治疗烟雾吸入性损伤患者的报道。

四、 临床应用现状

早在1994年Ombrellaro等就利用ECMO成功治疗了一名11月龄烧伤并发ARDS患儿。由于严重烧伤患者急、重等病情特点，大样本的临床试验和观察性研究实施困难。有关ECMO应用于烧伤的文献报道主要是病例分析，而且病例以20岁左右的年轻患者以及婴幼儿为主。这可能是因为年轻患者除烧伤外没有其他基础疾病而且自身恢复能力强，更符合ECMO的适应证。目前，烧伤患者应用ECMO的适应证主要是传统治疗无效的可逆的呼吸循环衰竭。应用ECMO辅助治疗烧伤患者的存活率在33%~53%。患者死亡的主要原因是多器官功能衰竭，这可能是因为烧伤患者多数是在传统治疗无效时才选择应用ECMO，病情都比较危重。虽然有meta分析报道ECMO并没有改善伴有急性低氧性呼吸衰竭的烧伤患者的存活率，但是由于此研究纳入的大多是病例报道、病例分析，文献质量不高，病例数量过少，因此其结果有待于进一步的研究证实。

五、 小结

ECMO能为烧伤患者提供有效的呼吸和循环支持，应用于烧伤急救复苏、烟雾吸入性损伤、感染性休克、中毒性休克综合征等方面具有一定的优势。但是目前缺乏大样本的临床研究评估ECMO治疗烧伤的有效性。关于ECMO应用于烧伤时机的选择和治疗方案的确立还需要更多临床经验的积累。

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中国医学科学院阜外医院体外循环中心主任医师，教授，硕士研究生导师，中国生物医学工程学会体外循环分会前任主任委员（2003—2011年），现任中华医学会胸心血管外科学分会第七届委员会常务委员、中国医师协会麻醉学医师分会委员会副主任委员、中国医师协会心血管外科医师分会委员会常委委员、第四届北京市医疗器械评审专家委员会委员、中国体外循环杂志主编。