體外膜氧合（Extra-corporeal Membrane Oxygenation，ECMO）是一種針對危重病人的醫療急救設備，用在心、肺手術時為患者進行體外的呼吸與血液循環。
接下來我們就從抗擊新冠肺炎的時候，為什麼需要ECMO？ECMO的組成和工作原理，兩個大方面展開。
01.ECMO體外膜氧合，為什麼需要它呢？
我們的生物常識告訴我們，人要想活著，最時刻不可或缺的就是氧氣。氧氣需要從口、鼻吸進去，經過氣管到支氣管，再到肺部。通過肺泡膜進入到毛細血管，此時氧氣與血紅蛋白結合，通過肺循環到達左心室稱為動脈血，進入體循環到體內的各個需氧器官和組織。
從前面瞭解到，氧氣不斷的被輸送到體內，就會必然的聯繫到身體的兩個大臟器：肺和心臟。
- 肺：人體的呼吸器官，也是人體重要的造血器官。
- 心臟：為血液流動提供壓力，推動循環系統中血管的血液，將血液運行至身體各個部分。
此時，我們就可以迴歸到問題：為什麼在抗擊新冠肺炎的時候，需要ECMO？這裡推薦各位先看下李永樂老師對冠狀病毒的介紹，打個基礎的底子：“冠狀病毒”是什麼？武漢新型肺炎病毒是如何使人生病的？：https://www.bilibili.com/video/av85537015
什麼是發炎？
發炎是人類機體的一種免疫反應，指由於病毒感染了細胞，受感染細胞傳遞信號給免疫細胞，免疫細胞試圖殺滅病毒的過程。
按理說，免疫細胞殺滅病毒對人體來說是一件好事。然而過於嚴重的免疫反應，使得大量的白細胞（免疫細胞）湧入肺部，產生了一種叫做“細胞因子風暴”的反應。
細胞因子風暴（cytokine storm），又稱高細胞因子症，是一種嚴重的過度的免疫應答，由細胞因子與免疫細胞間的正回饋循環引起，症狀為高燒、紅腫、腫脹、極度疲倦與噁心，在某些情況下可能致命。細胞因子風暴是引起急性呼吸窘迫綜合症和多器官衰竭的重要原因。
由於上面所提到的細胞因子風暴，免疫細胞無差別的肺部細胞進行攻擊。導致帶有病毒的細胞，和肺部正常細胞都遭受到了攻擊，導致肺部細胞也遭受了破壞。
再加上在調動白細胞對病毒細胞進行圍殺的時候，導致肺部體液增加積聚，阻塞肺部，使得無法呼吸，最後窒息死亡。
肺炎下的胸片
白細胞是需要通過血液來傳輸到全身的，而細胞因子風暴過度的免疫反應，可能並不能夠起到好的作用，反而是病毒沒有把病人直接殺死，免疫系統的過度免疫造成了窒息等的原因而死亡。
此時，能不能切斷白細胞通過血液傳輸的途徑，讓人體自身的肺能夠得到充分的治療和休息。等人體的肺部感染狀況開始恢復了，病發時的缺氧症狀得到改善，我們自身肌體的肺能夠承擔起機體功能時，再轉移回來呢？這裡就要引入人工肺了。
“是不是隻要我們能夠在身體外，用一臺機器模擬心臟和肺的功能。即便心臟停止了，還能夠繼續活下去呢”。
此時，在1952年就出現了這樣一個發明，能夠模擬人類心臟和肺功能的機器，叫做體外膜氧合，簡稱ECMO。機器的工作功能組成如下：
ECMO機器示意圖
02.ECMO的組成和工作原理
ECMO設備的組成，大致分為以下5個主要部分，這5塊部件的相互組合，也就模擬了人類心肺的一個基本功能。
- 血液泵：充當體外心臟，將動脈血液泵到體外；
- 人工膜肺 ：充當體外肺器官，進行血氧融合；
- 氧合器：為血液提供含氧的空氣，供給給人工非膜；
- 加熱器：提供必要的體外溫度；
- 總控制檯：控制整個機器。
這麼些組件搭建成一個體外的心肺血液循環機器，模擬工作時候的動態圖如下圖所示。
傳統床旁使用的ECMO，採購價格大概100多萬元，移動設備價格更高些，與醫院的其他設備相比，並不屬於昂貴的醫療設備。現階段主要依靠進口，國產化不足，醫療費用高。
目前，ECMO全國存量只有400臺左右，一些人口上千萬的城市也只不過一、兩位數的保有量，資源相當緊俏。
ECMO本身是不在社會醫療保險範圍內，正常時期用到需要患者自費，或通過商業保險報銷。由此就有了“機器一響，黃金萬兩”的比喻，形容其花銷的大。
國內的存量少，還和ECMO工作時需要的人力成本比較大，不是一般醫院所能達到的標準。ECMO要組織專業團隊予以支持，一般需要有心臟外科或大血管外科，體外循環、心臟重症、呼吸重症等專業支持，並集結超聲、影像、檢驗等多個專業參與。要配套組建這樣的頂尖團隊，能力、組織要求都很高。
結語
在這次新冠肺炎疫情的影響之下，全國上下，共同抗“疫”。這個春節像被冰冷的冬天凍住了一樣，一切都慢了下來，又移動的井然有序。
“吹哨人”李文亮醫生最終還是確診染上新冠肺炎，即便是在生命盡頭的最後一段時間，用上了ECMO，還是沒能留住他。智能製造的技術，能夠幫助我們更加有效的抗擊病魔。但歸根結底，但是需要我們每一個人從自己做起，儘量不要讓原本不該存在的東西，存在了它不該存在的地方。
希望本文能夠對在疫情影響下的我們，多一些認識，少一些焦慮。想要了解更多關於醫學的知識，推薦紀錄片《手術兩百年》，或許能夠對醫學的發展有更深刻的認識。
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