體外循環(huán)是利用一系列特殊人工裝置將回信靜脈血引流到體外，經(jīng)人工方法進行氣體交換，調(diào)節(jié)溫度和過濾后，輸回體內(nèi)動脈系統(tǒng)的生命支持技術。再體外循環(huán)過程中，由于人工裝置取代了人體功能，因此也稱心肺轉流，體外循環(huán)機也稱為人工心肺機。進行體外循環(huán)的目的是在實施心中直視手術時，維持全身組織器官的血液供應。隨著臨床醫(yī)學的發(fā)展，體外循環(huán)應用范圍不斷擴展，不僅在心臟、肝、腎、肺等大血管手術中獲得應用，在腫瘤治療、心肺功能衰竭的患者的生命支持方面也取得令人矚目的成績，成為臨床醫(yī)學的一門重要技術。別稱心肺轉流英文名稱extracorporeal circulation就診科室心外科疾病概況科普文章 (2) 目錄1 體外循環(huán)構成2 體外循環(huán)實施3 體外循環(huán)插管技術4 并發(fā)癥基本信息別 稱心肺轉流英文名稱extracorporeal circulation就診科室心外科體外循環(huán)構成體外循環(huán)裝置(人工心肺機)由人工心(血泵)、人工肺(氧合器)、變溫器、管道、濾器、操縱臺及電子儀器等部分組成。1.人工肺是血液經(jīng)過機器停留時間較長，對血液產(chǎn)生影響較大的部分。人工肺通過血液與氣體直接接觸(鼓泡式、轉碟式、滾筒式及垂屏式)，或通過半滲透性膜進行氣體交換，使轉流后的血氧飽和度達到90%以上。人工肺有鼓泡型、血膜型及膜式肺三種類型。(1)鼓泡型氧合器血液進入經(jīng)篩板、細管吹氧及二氧化碳的容器內(nèi)，形成含氧血泡，進行氧合，然后血液經(jīng)過不銹鋼絲、塑料絲或聚氨酯海綿，由內(nèi)含的硅油去泡劑清除氧合后血液中的氣泡，再經(jīng)過絳綸布濾網(wǎng)過濾后進入貯血槽，經(jīng)動脈泵驅血入機體主動脈。優(yōu)點是構造簡單，成本低，氧合性能好，消毒可靠，操作方便。缺點是氧與血非生理性接觸，一般轉流時間不能過久。(2)血膜型氧合器由血槽與轉動的不銹鋼碟片或轉動的塑料圓筒，或由血槽與多個垂直直立的不銹鋼絲屏幕組成。數(shù)十至百余碟片以軸貫串，碟間相隔一定距離，軸架于血槽，碟片一半浸沒血中，軸轉動，血液形成膜狀附于碟兩面。血槽為半圓筒狀，上覆以透明塑料蓋，也為半圓筒狀，內(nèi)通氧氣及二氧化碳，使血膜進行氣體交換。轉碟式、轉筒式及垂屏式均屬血膜型氧合器，氧合能力與血膜總面積、轉動速度、血膜厚薄等因素有關。優(yōu)點是不需形成泡沫，血液破壞較少。缺點是每項工作后需人工清洗，清除碟筒表面附著的蛋白物質(zhì)，并需定期對碟片與滾筒進行硅化，以增加表面的光潔程度。(3)膜式肺型為避免血氣直接接觸，以半透膜將運行的血液與氧分開，通過膜進行氣體交換，近似生理狀態(tài)。半滲透性膜由硅橡膠、聚四氟乙烯或聚丙酮制成，構造可以是卷筒膜式、折疊膜式、細微管式或中空纖維管式。膜式肺型優(yōu)點為對血液有形成分、纖維蛋白原等破壞少，目前多應用于呼吸窘迫綜合征，嬰幼兒可轉流一周，缺點是排出二氧化碳稍差。2.人工心目前最多使用滾壓式泵，系中心柱連接順時鐘轉動的橫軸，軸外為半圓形凹槽，凹槽內(nèi)置入彈性管(泵管)。泵管最多使用的是硅膠管。橫軸長短可以調(diào)節(jié)，使之能恰好壓緊泵管。當橫軸順時鐘轉動時，擠壓泵管，使管內(nèi)血液單向向前流動。增減橫軸轉速，可以提高或降低流量。滾壓泵優(yōu)點為構造簡單，效能可靠，無管內(nèi)瓣膜，血液破壞較少，轉流量范圍大。一般人工心肺裝有4個同樣的滾壓泵，分別用于排血入主動脈，回收左心血，回收手術野及心包腔內(nèi)的血液，有時也可用于冠狀動脈灌注。近年來，滾壓式泵多為搏動型，更接近生理性。3.變溫器使在體外轉流的血液降溫，將低溫與人工心肺機合并使用。構造多為套筒式。兩個直徑不同的不銹鋼圓筒，內(nèi)筒連接水泵箱，通過水流;外筒通過血液，受內(nèi)筒內(nèi)水流溫度的影響，可以降低或提高血液的溫度。變溫器內(nèi)血液的容量為60～200ml。有效的變溫器可以使成人體溫以每分鐘0.7℃～1.5℃的速度由37℃降至30℃;升溫較降溫慢，一般為每分鐘0.2℃～0.5℃。升溫時水溫不能超過40℃，過高會使血漿蛋白變性。水溫與血溫的差別不能>14℃，溫差過大會促使溶解的氣體釋放，形成微小氣泡。4.濾器過去人工心肺機使用不銹鋼絲網(wǎng)濾器，孔大，只能濾出大的血栓，而微小血栓可以造成肺部并發(fā)癥，如灌注肺等。近來已普遍采用微孔濾器，系由尼龍、絳綸、聚氨酯海綿片等制成。血流中的微小血栓主要來自血小板凝聚塊、纖維素凝集塊、游離的硅油、管壁脫屑、微小氣泡等。從手術野回收的血液中，此類微小血栓最多，要注意過濾。5.管道部分機體與血槽、血槽與氧合器、氧合器與動脈血泵之間，均需以管道相連接。除插管部分外，一般靜脈重力虹吸引流使用內(nèi)徑12.7mm(1/2時)的管，向主動脈供血使用內(nèi)徑9.5mm(3/8時)的管，心內(nèi)吸引回收血液使用內(nèi)徑6.4mm(1/4時)的聚氯乙烯管。要求管道內(nèi)壁光滑、硅化，口徑變換處要求逐漸變細，無楞角，無粗糙邊緣，以減少阻力、壓力差和渦流。小兒則相應使用細管道。6.電源有安全保險絲裝置。在突然電源中斷時，有的機器裝有手操縱的把手，可以暫時維持轉流，以待電源修復。7.電子監(jiān)控部分可以熒光數(shù)字連續(xù)顯示機器工作情況，如血流壓力、流量、氧濃度等，使灌注師易于了解掌握轉流工作情況。體外循環(huán)實施1.轉流前準備工作及管路的連接灌注師應提前參加術前討論，充分了解患者循環(huán)系統(tǒng)病理解剖和心功能狀態(tài)，了解外科醫(yī)生的手術方案和對體外循環(huán)關注的特殊要求。術前檢查體外循環(huán)設備，如電源、人工心肺機、變溫水箱等，確保其處于良好的工作狀態(tài)所有與手術野及患者血液接觸的物品應經(jīng)過徹底滅菌處理，并在嚴格無菌條件下將管路、氧合器等進行安裝連接。2.人工心肺機的預充和血液稀釋(1)體外循環(huán)裝置預充的目的①排出管道內(nèi)氣體，避免空氣栓塞;②進行適當?shù)难�液稀�?③調(diào)節(jié)體內(nèi)酸堿與水電解質(zhì)的失衡。預充液包括：基礎液、電解質(zhì)、堿性液、膠體液、甘露醇和血液細胞保護劑。(2)血液稀釋體外循環(huán)采用血液稀釋是為了降低血液黏稠度和血管阻力，改善微循環(huán)，減少血細胞破壞，減輕血液有形成分在毛細血管內(nèi)的淤積3.體外循環(huán)患者生理指標檢測主要包括動脈壓、中心靜脈壓、心電圖、鼻咽溫和直腸溫度、血氣分析、血電解質(zhì)、全血活化凝固時間和血細胞比容等。4.抗凝體外循環(huán)中應用大劑量肝素抗凝，稱為肝素化，為了避免肝素劑量過大或者抗凝不足，轉流中應密切檢測全血活化凝固時間，使之保持在480～600秒。5.心肌保護對于所有需要暫時阻斷冠狀動脈循環(huán)的心臟直視手術，如何做好心肌保護，減輕心肌缺血、缺氧和再灌注損傷，是關系到手術成敗及患者預后的關鍵問題，也是心臟外科需要進一步研究和解決的問題。目前應用最廣泛的心肌保護方法有：全身中低溫、心臟局部深低溫、升主動脈鉗夾、心臟停搏液灌注冠狀動脈等。心臟停搏液促使心臟停搏，迅速停止心臟一切電機械活動，有利于保存心臟能量儲備，輔以心臟局部深低溫，可進一步減少心肌能量及氧的消耗，減少二氧化碳、氫離子和氧自由基等有害物質(zhì)的蓄積。體外循環(huán)插管技術體外循環(huán)心內(nèi)直視手術時，一般采用胸骨正中劈開切口，大多數(shù)經(jīng)升主動脈插入供血管，經(jīng)右房插入腔靜脈引流管。只在特殊情況下，才有必要選用其他部位插管。1.動脈供血管(1)升主動脈插管升主動脈是最常用的插管部位，優(yōu)點是操作容易，插管安全，并發(fā)癥較少等。(2)股動脈插管左心轉流、升主動脈瘤、升主動脈夾層動脈瘤及其他一些緊急情況下，不能安全而迅速地使用主動脈插管時，可采用股動脈插管法。2.靜脈引流插管(1)經(jīng)右房單根插管適用于升主動脈、主動脈瓣、二尖瓣和冠狀動脈手術。通過單根插管引流下腔靜脈和右房血液。(2)上、下腔靜脈插管游離上、下腔靜脈，套阻斷帶，右心耳荷包縫線內(nèi)切開，插入上腔靜脈引流管。通常在靠近下腔靜脈入口處的右房外側壁縫置荷包縫線，插下腔靜脈引流管。如果手術中不必切開右房，則兩個荷包縫線可置于右房壁的任何部位。經(jīng)心耳荷包縫線內(nèi)插管時，剪開心耳及心耳內(nèi)肌小梁，以兩把血管鉗提起心耳內(nèi)外側緣插入引流管。心房壁荷包縫線內(nèi)插管時，以尖刀在荷包縫線內(nèi)刺一小口，助手用血管鉗擴大切口，術者隨即將引流管插入并送至腔靜脈內(nèi)。收緊荷包縫線，并用粗絲線將橡皮管與引流管結扎在一起，以防滑脫。上、下腔靜脈插管的荷包縫線也可直接縫在腔靜脈前壁。對于嬰幼兒或右房內(nèi)有較復雜操作的手術，宜選用直角靜脈插管，以免影響手術操作和顯露。(3)肺動脈插管在特殊情況下，例如經(jīng)左側開胸切口暴露二尖瓣時，可經(jīng)肺動脈插靜脈引流管。在右室流出道縫置荷包縫線或帶墊片褥式縫線，插入引流管，通過肺動脈瓣口送至肺總動脈。(4)股靜脈插管股靜脈是最常用的周圍靜脈插管部位。暴露股動脈內(nèi)側的股靜脈，游離并套阻斷帶。股靜脈上作縱切口，向心臟方向輕柔送入插管，并盡量向上，可送至下腔靜脈下段。成人股靜脈可插入24F以上導管，但一般愿意選用較細導管(如20F)。3.左心引流管體外循環(huán)期間，從支氣管動脈、肌竇狀隙血管系統(tǒng)、冠狀靜脈系統(tǒng)、心房和腔靜脈插管周圍均有血液回流至左房。因此，要行左心引流、減壓，防止左室膨脹。右上肺靜脈插管通常在右上肺靜脈與左房連接處置荷包縫線，插入18F或24F帶側孔的導管，并經(jīng)二尖瓣瓣口送至左室內(nèi)。并發(fā)癥人工心肺機經(jīng)過數(shù)十年的臨床應用和改進，目前已能為外科醫(yī)師提供比較好的安全時間和安全程度，能夠用之進行很多種心臟手術。但灌注對機體的影響仍為不可完全避免，主要有以下幾點：1.代謝性酸中毒及呼吸性堿中毒灌注時有一定程度的組織缺血、缺氧，乳酸增加，因而出現(xiàn)代謝性酸中毒。機器內(nèi)吹入高濃度氧，二氧化碳易于排出，造成過度換氣，因而出現(xiàn)呼吸性堿中毒。2.血液有形成分破壞灌注后血小板數(shù)量和功能均下降，纖維蛋白原下降，可以有血紅蛋白尿、溶血性黃疸及進行性貧血。凝血功能障礙需1～7天才能恢復。3.電解質(zhì)失衡灌注使血鉀降低，毛細血管內(nèi)皮通透性增加，組織水腫。4.腎功能下降灌注時低血壓、腎血流減少、代謝性酸中毒和血管反應等，均可導致腎功能下降，尿量、尿鈉減少，而尿鉀增加。5.循環(huán)系統(tǒng)功能下降灌注后周圍血管阻力增加，心肌創(chuàng)傷后排血量下降，導致低血壓、組織灌注下降。6.呼吸功能損害灌注后肺間質(zhì)水腫，肺順應性下降，氣道阻力增加，肺實質(zhì)可有出血和肺泡蹋癟，可以導致灌注肺。7.腦損害顱內(nèi)水腫、出血等。8.其他損害經(jīng)灌注后，對內(nèi)分泌、補體等也有一定影響[1-3]。