來到CCU受訓，如果沒有照顧過ECMO的病人，總是覺得少了什麼。然而，在這場生命的拔河中，我們醫療照護面的品質要把關哪些重要項目？而哪些潛在的併發症是我們要特別注意的？ECMO究竟是天使，還是延長病人的痛苦，又什麼時候必須要放棄？而轉為大愛的器捐流程究竟要注意什麼，才能讓功德圓滿？這都是我們要學習的課題。

1. 評估 organ dysfunction 與 hemolysis

CHECK CBC/DC,BUN,CR,NA,K,CA,P,AST/ALT,BIL/T,ALB,LACTATE, MYOGLOBIN, CRP St & QD

2. 評估 pulmonary edema , LV distention or other complication (such as severe AR or tamponade)

• CXR QD

• BEDSIDE 2D-ECHO QD, 看aortic valve 有無打開，有沒有severe AR or MR, LVEF 或是其他 complication

3. ECMO setting (check membrane oxygenator & systemic perfusion)

• CHECK ABG(ECMO-A, ECMO-V, A-LINE) Q2H

• HEPARINE LINE RUN CC/HR KEEP ACT 180-200S, ACT Q2H

4. Check North-South Syndrome, Stroke and vascular complications

• A-line 可以的話盡量on 在右手，LVEF > 20% 須提高警覺

• Acute stage (<48hrs) at least q4H check GCS

• CHECK下肢PULSE Q2H, if pulse <2+, check sensory function

• If limb sensory loss, 照會外科醫師 for distal cannulation

5. Catheter care, Sedation and Paralyzation

ON IABP (MODE: EKG trigger,semi-auto mode, 1:1~1:2 )

• ON SWAN GUNZ FIX cm on

• cisatracurium 20 PC + N/S 250ml => run 10 +/-1 ml/hr to keep muscle power >/= 3

• dormicum 15mg/PC 6 PC + N/S 100ml => run 3 +/-1 ml/hr keep RASS = -1 ~ -2

6. If LV EF > 20%, 啟動 Weaning ECMO survey

• If hemodynamic stable with recovery of metabolic dysfunction => check O2

• Tappering down ECMO O2 gas to 21%, If PaO2/FiO2 < 100%, 要有想到shifting to V-V ECMO 的可能

• 務必將A-line換到右手

• 將ECMO flow 下降到66%, if SCVO2 > 70%，將flow 下降到33%, if SCVO2 仍 > 70%，將flow 調降到 1.0-1.5 L/min，在確定SCVO2

• 隔一天，if aortic valve 的 velocity-time integration > 12 cm 以及 Tissue Doppler 在 lateral mitral annulus peak systolic velocity > 6 cm/s，或 LVEF進一步改善 > 40%。＝> consult CVS doctor remove ECMO

**ECMO setting** example for 60 kgs patient

.flow= 4.0 L/min (50–75 cc/kg/min)

.轉速= 3000 rpm (easily get hemolysis if > 4000 rpm)

.FiO2= 60 %

.gas blender= 3 L/min

**Ventilator setting** example

Tidal volume of 8 mL kg–1,

Respiratory rate: 8 breaths per minute,

PEEP (positive end expiratory pressure) : 10 mmHg,

14-16 if severe pulmonary edema

Maximum ventilation pressure: 25 mmHg,

Fraction of inspired oxygen (FiO2) of 40%

ECMO雖然暫時性地支撐了病人的心肺功能，但是仍有可能給病人帶來極大的傷害。所以我們在ECMO置放的病人，一定要審思其indication與contraindication。下方表列常見的 indication 與 contraindication，而 reference 可以查到更多的資訊。

Indications:

V-V ECMO

1. ARDS

2. Pneumonia (bacterial, viral, aspiration)

3. Post lung transplant graft dysfunction

4. Post pneumonectomy pulmonary edema

V-A ECMO

1. Acute myocardial infarction with cardiogenic shock

2. Myocarditis

3. ECMO assisted CPCR for cardiogenic cardiac arrest

4. Pulmonary embolism with shock or respiratory failure

5. Post-cardiotomy support

6. Post cardiovascular surgery support

7. Bridge to cardiac transplantation or left ventricular assist device (LVAD)

Contraindications: 包含不可回復的心肺功能且不期待心或肺移植，嚴重感染導致多重器官衰竭，以及高度出血之風險。

1. Septic shock with multiple organ failure, DIC

2. Severe fixed pulmonary hypertension with mean pulmonary artery pressure (MPAP)> 45mmHg

3. Acute or chronic irreversible myocardial dysfunction (換心流程除外)

4. Immunosuppression

5. Central nervous system injury or malfunction

6. Aortic dissection

7. Un-repaired congenital cardiac defects (large ASD/VSD)

8. CNS damage (器捐流程除外)

9. Malignancies with uncurable status

10. Irreversible end-organ damage (lungs, kidneys, liver)

11. Postoperative patient with uncontrolled hemorrhage

12. Lung fibrosis and no plan for lung transplantation

13. Severe aortic regurgitation

Reference: J Thorac Dis. 2015 Jul; 7(7): E166–E176.

在了解ECMO的目的，就是提供心與肺的功能支持與替代後，我們就知道我們要監控哪些項目：

1. 人工肺臟的功能：ECMO-A O2 與 A-line O2 / CO2

2. Organ perfusion: ECMO-V O2, lactate, 肝腎功能，Urine output

要調整人工肺臟的參數，可以調 Gas Blender 與 fraction of delivered O2 (FDO2)。

病人ECMO-A 的 O2 會受到FDO2 與 blood flow的影響，而調整ECMO-A 與 blood flow (pump) 會進而影響 partial pressure of oxygen (PaO2)。而ECMO-A 或是 ECMO-V 的 CO2 只會受到 Gas blender (sweep gas flow rate ) 的調整影響，進而改變 partial pressure of carbon dioxide (PaCO2).

要調整人工心臟的參數，則調整 Pmup 轉速 或是 fluid challange

而成人V-A ECMO的flow 大約是 50–75 cc/kg/min。

簡言之，常見有下列四個狀況

1. ECMO-A O2 不夠 ＝> 增加 FDO2 或 增加轉速

2. A-line CO2 太高 ＝> 調高 Gas blender

3. ECMO-V O2 太低，血壓太低，organ perfusion 不足

SvO2 and Lactate 上升意味著 low cardiac output

＝> 觀察 fluid status，看要增加 fluid 還是調高 pump 轉速

4. ECMO-A O2足夠但是 A-line Ｏ2不夠

＝> 代表 ECMO pumping 不足，也是調整 pump 或 fluid

ECMO 的病人也常on 著ventilator，常見的呼吸器參數設定為：

Tidal volume of 8 mL kg–1,

Respiratory rate: 8 breaths per minute,

PEEP (positive end expiratory pressure) : 10 cm H2O,

Maximum ventilation pressure: 25 cm H2O,

Fraction of inspired oxygen (FiO2) of 40%

LV distention need LV decompression procedure

ECMO-A 逆流回LV的flow 會增加LV的 afterlaod, 導致 LV distension。而因為 aortic pressure 明顯比 LV end diatolic pressure (LVEDP) 高，導致aortic valve無法打開造成血液滯留在LV裡面 。此外，上升的LVEDP會造成 subendocardial ischemia, 進一步延遲LV回復的時間。Blood stasis 會容易產生thrombosis 導致stroke，而上升的LVEDP會導致 LA 與 lung 的壓力上升，導致 pulmonary edema 甚至 pulmonary hemorrhage, 進而可能導致上面提到的 North-South syndrome，導致 systemic, cerebral and myocardial hypoxia。

要如何監測上述狀況呢? 以下狀況要務必小心 LV distention

1. Aortic valve can not open by cardiac echo，有時候還會合併severe concentric MR

2. Arterial line maintains pulsatility of less than 10 mmHg between the systolic and diastolic values

3. Pulmonary artery diastolic pressure > 25 mmHg with elevated PCWP

4. Severe pulmonary edema

一旦懷疑LV distention，以cardiac echo以及Swan-Ganz確定後，就要執行 LV Venting (decompression) procedure，可以分為 non invasive, percutaneios, 以及外科手術。

Non-invasive:

1. ‘Partial flow’ strategy

將ECMO flows 調低到 lowest acceptable level 以維持 adequate blood pressure

2. Inotropic agent

Percutaneous support:

1. IABP

IABP有助於降低LV的 afterload，並減緩LV distension。若是病人已經有on IABP，請注意IABP 的 wave from 看是否有 early inflation 或是 delayed deflation。(請看本網站IABP bundle)

2. Transseptal LA cannulation

藉由femoral vein 到 RA，藉由 transseptal puncture 將管子放入LA, 讓其中的血能流出並減壓，血液回到ECMO-V。Severe pulmonary edema 甚至 pulmonary hemorrhage的病人應考慮此項術式

3. TandemHeart

這是transseptal LA cannulation的加強版，用pump將血液從LA抽出，並回到ECMO-V。使用的管徑又更大。若是上述兩項procedure仍無法改善，可以考慮。

Surgery:

若是上述procedure 都無法改善病人的症狀，或是病人已經有發現LV thrombus，應立即照會外科醫師評估。可能採取的術式包含下列兩種：

1. Impella

他的 pump 從 Aortic valve放進 LV, 直接將血從 LV 吸出置入 aorta. 不像ECMO會導致 LV的 afterload 增加。在某些情況可以取代V-A ECMO，給予 cardiogenic shock 的病人hemodynamic support。Impella 也需要anticoagulant，而置放位置不好也會造成 hemolysis。 V-A ECMO 加上 Impella 一起使用我們稱之為ECpella

2. Open surgical placement of LV vent

我們接下來討論 ECMO 最惱人的情況，以及因應的相對措施

1. ECMO-A O2 不夠 ＝> 增加 FDO2 或 增加轉速

2. A-line CO2 太高 ＝> 調高 Gas blender

3. ECMO-V O2 太低，血壓太低，organ perfusion 不足

SvO2 and Lactate 上升意味著 low cardiac output

ECMO-A O2足夠但是 A-line Ｏ2不夠

＝> 代表 ECMO pumping 不足，也是調整 pump 或 fluid

如果怎麼調都上不來，表示有可能 Membrane Oxygenator 壞掉了(hyperbilirubin 也會加速 oxygenator 的耗損)，要請體循師來換一組新的 membrane oxygenator。

4. Acute severe pulmonary edema

有 fluid overload 或是 LV distension 兩種狀況

=> 一定要先排除LV distension 並且評估是否需要 LV decompression。

=> 若是fluid overload，及早照會腎臟科評估是否要CRRT 也是很重要的。

=> Ventilator 可以將 PEEP 稍微調高一些，但是要注意血壓。

5. Hemolysis (low haptoglobin, high potassium, LDH and bilirubin)

＝> 務必請體循師須排管路問題 (像是 ECMO-V 管子放太低，造成multistage cannulae)，或是 pump head thrombosis (常會有 “noisy” pump head ), visible access insufficiency, 或是 oxygenator thrombosis。

=> pump轉速太快造成hemolysis (通常超過4000 RPM)，可以試著調降轉速。

=> Big hematoma

如果真的覺得管路位置怪怪的，可以安排CT確認管子位置，或排除 hematoma

6. Shaking of access line 管路抖動

要先排除管路問題，會需要 echocardiography 來偵測 venous “suck-down” with a multistage cannulae，再來排除下列原因

• Hypovolemia/Bleeding

• Poorly sited access cannula (too low)

• Cardiac tamponade (common post sternotomy)

• Excessive RPM setting (pump speed)

• Patient coughing or straining

• Positional (e.g. after turning the patient)

• Acute vasodilatation (e.g. sedation bolus)

• Increased intra-abdominal pressure

• Severe aortic regurgitation or severe pulmonary haemorrhage (VA ECMO)

以上情形第一步可以檢視管路外觀與位置與病人的hemodynamics 與 global appearance來排除，再用bedside cardiac echo 排除 tamponade 以及 severe AR。若是volume 不足通常fluid challange 會改善。Hemoglobin 不明地降低必須排除管路插入時造成的 internal hematoma

7. Bleeding from ECMO cannula site

很常見，可以試著 fully insert the cannula to the taper, 用thrombotic (Kaltostat) dressings 或用 sand bag 加壓，以及停止heparin，還要 correct bleeding tendency (keep PLT > 100,000 與 correct coagulopathy by FFP or Protamine)。若不行則必須照會外科進行 vascular surgical review 或 repair and re-cannulation

8. ECMO Pump failure， ECMO 管子脫落，air embolization

=> 立刻停止 ECMO 運作以避免 air 進入病人體內，若有bleeding 快速加壓止血，馬上找外科醫師與體循師來。

Reference: Life In The First Line (LITFL) Website: ecmo-trouble-shooting/

護理師、營養師、體循師以及外科醫師是我們非常重要的夥伴。一定要與他們多溝通，有不清除的地方一定要向他們詢問並請求協助。

1. 評估 organ dysfunction 與 hemolysis

CHECK CBC/DC,BUN,CR,NA,K,CA,P,AST/ALT,BIL/T,ALB,LACTATE, MYOGLOBIN, CRP St & QD

2. 評估 pulmonary edema , LV distention or other complication (such as severe AR or tamponade)

• CXR QD

• BEDSIDE 2D-ECHO QD, 看aortic valve 有無打開，有沒有severe AR or MR, LVEF 或是其他 complication

3. ECMO setting (check membrane oxygenator & systemic perfusion)

• CHECK ABG(ECMO-A, ECMO-V, A-LINE) Q2H

• HEPARINE LINE RUN CC/HR KEEP ACT 180-200S, ACT Q2H

4. Check North-South Syndrome, Stroke and vascular complications

• A-line 可以的話盡量on 在右手，LVEF > 20% 須提高警覺

• Acute stage (<48hrs) at least q4H check GCS

• CHECK下肢PULSE Q2H, if pulse <2+, check sensory function

• If limb sensory loss, 照會外科醫師 for distal cannulation

5. Catheter care, Sedation and Paralyzation

ON IABP (MODE: EKG trigger,semi-auto mode, 1:1~1:2 )

• ON SWAN GUNZ FIX cm on

• cisatracurium 20 PC + N/S 250ml => run 10 +/-1 ml/hr to keep muscle power >/= 3

• dormicum 15mg/PC 6 PC + N/S 100ml => run 3 +/-1 ml/hr keep RASS = -1 ~ -2

6. If LV EF > 20%, 啟動 Weaning ECMO survey

• If hemodynamic stable with recovery of metabolic dysfunction => check O2

• Tappering down ECMO O2 gas to 21%, If PaO2/FiO2 < 100%, 要有想到shifting to V-V ECMO 的可能

• 務必將A-line換到右手

• 將ECMO flow 下降到66%, if SCVO2 > 70%，將flow 下降到33%, if SCVO2 仍 > 70%，將flow 調降到 1.0-1.5 L/min，在確定SCVO2

• 隔一天，if aortic valve 的 velocity-time integration > 12 cm 以及 Tissue Doppler 在 lateral mitral annulus peak systolic velocity > 6 cm/s，或 LVEF進一步改善 > 40%。＝> consult CVS doctor remove ECMO

**ECMO setting** example for 60 kgs patient

.flow= 4.0 L/min (50–75 cc/kg/min)

.轉速= 3000 rpm (easily get hemolysis if > 4000 rpm)

.FiO2= 60 %

.gas blender= 3 L/min

**Ventilator setting** example

Tidal volume of 8 mL kg–1,

Respiratory rate: 8 breaths per minute,

PEEP (positive end expiratory pressure) : 10 mmHg,

14-16 if severe pulmonary edema

Maximum ventilation pressure: 25 mmHg,

Fraction of inspired oxygen (FiO2) of 40%

Reference: