体外循环(北京阜外心血管病医院)

体外循环北京阜外心血管病医院李景文体外循环概念：把充分氧合过的血液切实的输送到---全身（局部）循环停止或灌注不足的组织器官，以确保受累组织和器官足够的能量供给。常规CPB停跳液变温器动脉滤器变温水箱主泵/血泵静脉储血罐膜肺静脉路动脉路左心右心停跳液泵气源一、体外循环装置滚压泵滚压泵需要将一段泵管置于弧形泵槽内，泵旋转臂的设计要求在任何时候总有一个滚压头挤压泵管。通过挤压充满血液的泵管，血液随泵头的运动向前推进，从而形成持续血流。理想血泵可对抗高阻力，并能满足极低流量需求对血液成份破坏尽可能小血液接触面光滑、连续、无死腔、不污染泵的永久部分流量可以读出电源意外时有备用电源或手动装置滚压泵结构示意图流量调节泵流量决定于每分钟泵头的转速（RPM）和每转泵的排空容积（SV）容积的多少由泵管的大小和泵头挤压长短而决定泵管材料聚氯乙烯（PVC）乳胶管硅胶管离心泵围绕固定点做圆周运动的物体受离心力的作用有向圆的切线方向运动的倾向。正是根据离心力原理设计了离心泵。离心泵设计为非闭塞型和后负荷依赖性离心泵1976年市场化几种不同设计*叶片形*圆锥形*直槽式离心泵的结构离心泵驱动泵头、离心杯离心杯包括内置磁铁、锥体形叶轮和有两个开口的透明塑料室三者依靠特殊技术紧密结合MedtronicBiomedicus离心泵的工作原理内置磁铁在电机的带动下，使锥形叶轮高速旋转，带动液体流动液体在离心力的作用下在离心杯侧壁形成压力，由侧壁开口流出在离心杯中央形成低压区液体即可随叶轮转动进入离心杯，从而产生有效的血液灌流叶轮旋转速度越快，液体产生的离心力也越大滚压泵与离心泵应用比较优点滚压泵离心泵可重复使用非阻闭型可弃部分价格便宜创伤小可长时间辅助循环流量易于表示气栓可能性小可根据病人体重大小减少预充量选择管道滚压泵与离心泵应用比较缺点滚压泵离心泵血液损伤与时间相关操作相对困难泵管破裂可能脱颗粒需加流量计泵前负压，泵后正压停止转流时易产生反流空气栓塞价格昂贵避免长时间转流不可重复使用变温水箱用于体外循环期间患者的降温与复温温度监测：鼻咽温度直肠温度膀胱温度鼓泡式氧合器的结构发泡装置氧合室变温器祛泡室动脉储血室回流室鼓泡式氧合器氧气经发泡装置形成微小气泡，在氧合室内与血液充分混合成微小血泡血液与气体直接接触完成氧合的同时进行血液变温经特制的祛泡装置后成为含氧丰富的动脉血流入储血室操作注意事项（一）初次使用以前认真阅读说明书根据患者的实际情况选择氧合器使用前试水，确保变温装置无渗漏注意发泡情况，不均匀，更换氧合器血液滞留发泡板，又无气体通过，易造成发泡板筛孔的堵塞使用的安全时限为3小时操作注意事项（二）体外循环不同阶段维持不同的血氧比鼓泡肺必须用纯氧氧合最大特点是血液和气体直接接触麻醉药容易挥发，容易导致麻醉变浅膜式氧合器血液和气体不直接接触，通过特制的薄膜完成气体交换的人工氧合装置，亦称膜肺与鼓泡式氧合器比较具有以下优点：*良好的气体交换能力*对血液的损害小*减少栓塞的发生*长时间循环支持膜肺的氧合结构中空纤维增加了气体交换能力、减少了交换面积内走血外走气，不利于气体交换。血液属于非牛顿流体，膜表面流动时会产生层流外走血内走气可解决层流问题，减少预充量，充分氧合膜肺的降温系统绝大多数膜式氧合器采用血液先变温后氧合的排列方法也有变温氧合同时进行的膜肺在临床大量应用膜肺操作注意事项（一）选择适当的膜式氧合器使用前试水调节通气量及氧浓度通过氧浓度调节血液氧分压即氧合程度，依靠气体流量调节二氧化碳分压膜肺分为两型：*泵后型—注入型*泵前型—引流型膜肺操作注意事项（二）排气孔开放体外循环开始先开泵，使膜肺液相先有一定压力，再给气体外循环结束时先关气，后停泵术中停循环，开侧路循环；恢复循环，关侧路闭式回流室调整回流可通过调整高低来实现膜肺操作注意事项（三）膜式氧合器的安全使用时限是6-8小时无孔型膜肺更适用于长时间灌注一旦发现膜肺气体交换能力下降应及时更换串联鼓泡式氧合器或并联膜式氧合器理想的体外循环管道良好的透明度、弹性及可弯曲性、不易扭结和压扁良好的韧性、散裂率低（内表面颗粒脱落少）热力消毒耐受性好良好的血液相容性体外循环的基本管道动脉泵管静脉引流管心外吸引管心内吸引管动脉插管部位：升主动脉、股动脉及腋动脉等升主动脉插管是最常用的口径过细，灌注阻力增高，组织灌注不足口径过粗，在升主动脉内占有位置过多，影响心脏收缩时血液的输出特别是在终止体外循环前可能影响患者血流动力学的稳定而出现“低心排”假象动脉插管静脉插管注意事项插静脉插管不宜过深将插管送入腔静脉后应尽快建立体外循环，因为静脉插管使血液回流受阻，时间过长将使血液动力学难以维持左上腔静脉腔静脉插管右心房/下腔静脉二级管注意不宜过深亦可引起上腔静脉回流受阻腔静脉插管心内吸引管心外吸引管微栓滤除的机制滤器根据滤除物质的大小可分为一般滤器、微栓滤器和无菌性滤器渗透式滤器：滤除栓子大小在70～260μm滤网式：微栓滤器滤除栓子在20～40μm之间无菌性滤器：为渗透吸收式，滤除细菌甚至病毒动脉滤器可明显减少心脏手术的脑并发症孔径在20～40μm，多数为滤网式根据患者的体重选用适当的型号辅助装置氧饱和度仪空气氧气混合器液面报警装置气泡报警装置压力报警装置氧饱和度仪空气氧气混合器液面及压力报警二、体外循环管理术前准备1.了解病情：访视病人，阅读病例。2.了解手术术式。3.物品准备:根据手术需要准备体外循环用品；预充液；药品等。病情评估危险因素包括：1.左心功能不全，LVEF30％;2.心衰;3.年龄65岁;4.急诊；5.再次手术；6.肺高压，严重心率失常，脏器功能不全，恶液质；7.复杂畸形根据病情制定转流计划1.物品准备：氧合器，循环管路，微栓滤器，插管。2.预充液及药品的准备：血、血浆、白蛋白、甘露醇、甲基等。3.根据手术术式决定体外循环的温度，稀释度，灌注流量及灌注方法。体外循环物品的安装尽量减少接头的使用，避免加重血液破坏。充CO2利于排除气体。排气时泵转速大于100转/分。对连接管道进行压力测试，观察有无渗漏。预充液管理及血液稀释——基础知识基础知识：1.预充及预充量：预充是指体外循环前，所有管道、氧合器、动脉滤器等物品充盈液体排除气体的过程。所需液体量为预充量。2.静态预充和动态预充：在转流前，静止在储血室内的最低液面——静态预充；转流中不同的动脉流量维持动态平衡的液面于最低点时的预充量——动态预充。预充液管理及血液稀释——预充液预充液的种类：复方乳酸钠林格氏液；复方氯化钠；勃脉力；代血浆类；全血；血浆；红细胞悬液；白蛋白等。预充液管理及血液稀释——血液稀释血液稀释：是指外源性无血液体输入血管内或因组织间液向血管内转移，使血容量增加，血液中细胞浓度下降的状态。血液稀释分类：轻度稀释HCT30%；中度稀释HCT25~30％；深度稀释HCT21~25％；重度稀释HCT10~20％；极度稀释HCT10％。预充液管理及血液稀释控制性血液稀释在CPB中的优点：1.减少输入库血，减少血源性传染病及缓解血源紧张；2.减轻CPB中对红细胞的机械性破坏和术中丢失血液；3.减少血液细胞和凝血因子的激活和消耗；4.降低血液粘滞度，改善组织灌注。预充液管理及血液稀释血液稀释对机体的影响：1.CPB中，血液粘滞度下降可因增加血流量和减少微循环前阻力而改善微循环；2.血液携氧能力：HCT在30％时，携氧能力最佳；HCT在20％以下，携氧能力急剧下降。3.过度稀释会导致血液中凝血因子及血小板浓度降低，易引发术后出血，渗血，还可引发水肿，酸中毒。预充液管理及血液稀释控制性血液稀释方法：转中预计HCT=(转前HCTx血容量+库血HCTx库血量）/（血容量+预充总量）HCT过高：通过静脉或体外循环管路放血；加入无血晶体或胶体液进一步稀释。HCT偏低：应用利尿剂或人工肾滤水；补充红细胞悬液。原则：手术病种；患者年龄；手术时间。转流前的检查核对工作1.管道有无扭曲打折及气栓；气血及变温管道的进出方向，左右心吸引方向。动脉管路各接口处匝带。2.电源、泵、摇把、流量调节。3.气源的检查：报警否；氧气管安装到位，排气孔开放，氧气瓶到位。4.变温水箱工作状态是否正常。5.预充液中加肝素。6.ACT值在正常范围。7.记录转前的MAP、CVP、temp.等参数。8.与外科医生核对管道。体外循环中的管理工作——前并行1.前并行期：是病人自身循环与心肺机运转同时并存的时期，是实现患者呼吸循环功能完全由人工心肺机支持的过渡阶段。2.前并行期要注意血流动力学平稳，视病人HR、MAP、CVP等逐渐上升流量，直至全流量。3.注意泵压及静脉回流。体外循环中的管理工作——动静脉插管问题1.动脉插管易出现的问题：①型号选择不当，过粗或过细，影响血压或泵压过高；②插管位置、方向不当，管道扭曲，造成灌注压低，泵压高。预防及处理：选择弹性好、内径合适的插管，插管和动脉供血管道连接后，注意管道的位置，以防扭曲、打折。若转中出现问题应及时纠正并给予脑保护措施。2.静脉插管易出现的问题：型号选择不当；位置不当，过深，脱出。转中测静脉压应为负值或零，若发现引流不畅或病人颜面发绀应及时告知外科医生调整。体外循环中的管理工作——氧合器的使用1.膜式氧合器：先开机后开气；先停气后停机。根据温度和血PaO2调节氧浓度；根据PaCO2调节通气量。停循环或低流量时，停止通气/减低通气量。停机后不可在动脉路抽血。2.鼓泡式氧合器：氧浓度100％，根据血气PaCO2、PaO2调节氧流量。体外循环中的管理——温度的控制1.掌握降温时机，需要保温的手术要及时保温。有些手术需要在安放左心引流管后才能降温。2.根据病情、手术难易程度、氧合器性能等来确定血液降温的温度。体外循环中的管理——温度的控制根据病种及手术方法可将温度控制在下面几个阶段：1.浅低温：35～32℃一般适用于VSD、ASD、CABG；2.中低温：32～28℃一般适用于VSD合并畸形、BVR、AVR、MVR/MVP、CABG+换瓣；3.深低温：24～20℃适合大血管手术、复杂先心病手术；4.超低温：20℃以下，停循环手术。体外循环中的管理——低温的利体外循环结合低温的优点：氧耗降低，可采用中等流量灌注，减少血液有形成分的破坏。有利于重要脏器的保护。同时可提供清晰的术野。1.成人30℃以下，小儿28℃以下，易心率失常；2.低温下血液粘滞度升高，体温下降1℃，血液粘滞度升高5％，停循环时，有脑血管内血球凝集及脑栓塞的危险；3.深低温下，氧离曲线左移，不利于氧释放及脑组织摄取氧；4.存在温差：降温不均匀，组织脏器间存在温差，脑部温差可引起脑损害，心脏温差可影响心肌保护，复温过快或温差过大可产生气栓和血液破坏。注意：均匀变温，水温、血温温差小于10℃。体外循环中的管理——低温的弊体外循环中的管理——血容量的调节引流通畅、容量充足时，可维持氧合器液平面的稳定。若手术前容量不足（CVP低，大量丢失血液),应及时补充容量。在转流中，经常遇到液面较低，动脉流量难以维持的情况，可能有下列几种原因：1.转前容量不足；2.降温后，在低温状态下血管床扩张，有效循环血量不足；3.CPB中水肿；4.静脉引流不畅；5.大量排尿；6.胸腔开放，血液进入胸腔。体外循环中的管理——流量的调节1.不同温度下有不同的灌注流量。常温下成人流量维持在2.2~2.8L/M2/min,婴幼儿流量维持在2.6~3.4L/M2/min。中度低温下成人流量维持在1.6~2.2L/M2/min,婴幼儿在2.0~2.4L/M2/min。深低温时流量可降至30~50ml/Kg/min。2.判断流量是否适宜的标准：PH在正常范围；混合静脉血氧饱和度60％；尿量1ml/Kg/h。3.在低温下，过高的流量可影响术野，增加血液破坏的机会，也可至脏器水肿。体外循环中的管理——电解质的调节钾离子的调节：1.低钾的原因