体外循环

体外循环北京大学第一医院心脏外科一、体外循环的基本目的和概念▲将回心的血液引出体外，使手术野达到“无血”▲在心脏停止泵血期间，以氧合血灌注外周脏器▲心脏安全的停搏在舒张期，手术野达到“安静”把静脉血引至体外用人工肺进行氧和，排出二氧化碳，用人工心把氧和血泵入动脉，这样用体外的人工心肺机代替心脏和肺脏的功能的血液循环，称作体外循环（Extracorporealcirculation,ECC）心肺转流（Cardiopulmonarybypass,CPB）心肺灌注（Cardiopulmonaryperfusion）现代体外循环技术的临床应用1、心脏、大血管直视手术2、器官移植3、其他系统疾病的呼吸循环支持4、晚期肿瘤的全身热疗、肢体肿瘤的局部化疗+热疗5、循环辅助（ventricularassistdevice,VAD）、呼吸辅助（extracorporealmembraneoxygenation,ECMO）二、现代体外循环的基本构成和建立人工心（血泵）人工肺（氧和器）变温器滤器附属装置StockerⅢ型体外循环装置人工心——血泵（bloodpump）1、滚柱泵（目前使用最多的泵）优点：流量大，调节方便，血流破坏少，造价低缺点：非搏动血流，不符合生理2、离心泵优点：血流破坏少，长时间转流避免空气进入血循环缺点：非搏动血流3、搏动泵优点：能产生30mmHg以上压差的脉动血流，符合生理缺点：构造复杂，造价高，动脉插管粗，损伤大人工肺——氧和器（oxygenator）人工肺不仅能够进行氧和，同时也可以排除二氧化碳，因此称做气体交换器比较合适，氧和器只是习惯称谓。1、膜式氧和器（membraneoxygenator）优点：气血不直接接触，血液细胞破坏极小，适合长时间转流缺点：造价昂贵2、鼓泡式氧和器（bubbleoxygenator）优点：气体交换充分，氧和性能好，造价低缺点：血液破坏严重；必须使用的去泡剂容易形成微栓（用于预计体外循环时间小于2小时的手术）变温器（heatexchanger）通过循环水箱和热交换器在体外循环过程中精确调控患者的体温，能方便的作到降温、复温。微栓过滤器（filter）体外循环过程中可能产生气泡、血小板微栓、脂肪颗粒、去泡剂颗粒等微栓。为保证患者安全，必须使用过滤器。过滤器的网眼直径在20~40um。附属装置包括心肌灌注装置、各种监控装置、血液吸引回收系统以及各种管道、接头等。常见的体外循环建立方式▲上下腔静脉－升主动脉转流▲右心房－升主动脉转流▲股动、静脉转流三、体外循环的相关问题（一）心肌保护（myocardialprotection）心内直视手术时，冠脉血流暂时阻断，出现心肌的“缺血再灌注损伤”。在术中主要是降低心肌氧耗（心脏停搏），减轻心肌的再灌注损伤（二）抗凝和拮抗常用抗凝方法：肝素（heparin）：体内3mg/kg管道预充液3mg/100ml目标：ACT（activitedclottingtime）延长5~6倍，达480~600秒，使用抑肽酶时ACT延长至700秒以上拮抗方法：1mg鱼精蛋白（protamine）拮抗1mg肝素（1：1）（三）血液稀释低温→血液粘滞度增加→微循环灌注不良血泵和循环管道的机械性破坏→血细胞损伤一般在体外循环进行中，应用“无血预充法”使红细胞压积（Hct）维持在20～25％。同时可以减少异体血的使用量，减少并发症，节省血源（四）器官灌注1、灌注“量”：常温下，成人灌注流量2.4～2.6L/m2/min，儿童为2.6～3.0L/m2/min；28℃时，成人灌注流量不低于1.8L/m2/min即可2、灌注“压力”：一般成人需维持血压在60～80mmHg，儿童应维持在50～70mmHg代谢性酸中毒四、体外循环对机体的影响a.灌注流量不足b.低温下血液粘度升高c.低温下血管收缩d.非搏动性血流导致微循环栓塞这些原因导致组织灌注不良、缺氧，无氧代谢增强电解质紊乱四、体外循环对机体的影响低钾：a.稀释性利尿b.排钾性利尿药c.低温下K＋向细胞内转移血液破坏四、体外循环对机体的影响由于非血管内膜性物质表面粗糙、血液与气体直接接触以及血泵的挤压作用而导致血液成份破坏。a.PLT（platelet）下降50～80％；b.纤维蛋白原下降60％，并且凝血因子Ⅴ、Ⅷ破坏导致术后出血；c.红细胞破坏→血游离血红蛋白升高→血尿d.白细胞数量下降→抗感染能力降低脑四、体外循环对机体的影响脑缺氧原因：a.灌注流量低→脑供血不足b.人工肺氧合不良→血氧分压下降c.过度血液稀释→血液携氧能力下降d.血二氧化碳分压低于30mmHg→脑血管痉挛脑水肿原因：a.脑缺氧→血管通透性增强b.脑静脉回流受阻→脑静脉压升高，渗出增加c.过度血液稀释→水钠储留d.极度低蛋白→胶体渗透压下降，渗出增加脑出血原因：a.凝血成份大量破坏b.肝素过量c.灌注中血压过高，静脉压升高d.脑血管畸形，脑动脉硬化脑栓塞主要是气栓、血栓、硅胶栓肺四、体外循环对机体的影响体外循环术后出现的肺功能损伤，呼吸功能不全（灌注肺）原因：a.左心引流效果差→肺瘀血→肺水肿b.过度稀释、低蛋白→肺间质水肿c.凝血因子水平降低→肺出血d.血栓、气栓、硅栓→肺栓塞e.低温→肺泡活性物质减少创伤气管分泌物增多肺不张咳痰无力肾四、体外循环对机体的影响急性肾功能不全a.大量RBC破坏，游离Hb增多，阻塞肾小管b.术中低血压，肾缺血c.应用收缩血管的血管活性药物→肾血管痉挛脑四、体外循环对机体的影响脑缺氧原因：a.灌注流量低→脑供血不足b.人工肺氧合不良→血氧分压下降c.过度血液稀释→血液携氧能力下降d.血二氧化碳分压低于30mmHg→脑血管痉挛脑水肿原因：a.脑缺氧→血管通透性增强b.脑静脉回流受阻→脑静脉压升高，渗出增加c.过度血液稀释→水钠储留d.极度低蛋白→胶体渗透压下降，渗出增加脑出血原因：a.凝血成份大量破坏b.肝素过量c.灌注中血压过高，静脉压升高d.脑血管畸形，脑动脉硬化脑栓塞主要是气栓、血栓、硅胶栓经过数十年的努力，现代体外循环技术已成为一门成熟、安全的治疗方法，它可以安全的代替病人的心肺功能时间长达一个月甚至更长，为患者获得进一步治疗赢得了宝贵的时间。目前，体外循环术后总体合并症的发生率已降至5％以下。五、循环辅助装置1、主动脉内球囊反搏intra-aoticballoompump/pulsation,IABP主动脉内球囊反搏理论基本原理：通过股动脉在左锁骨下动脉以远1~2cm的降主动脉处放置一个体积约40ml的长球囊。主动脉瓣关闭后，球囊被触发膨胀，导致主动脉舒张压增高，使心输出量和舒张期冠脉的灌注增加。在收缩期前球囊被抽瘪，使左室的后负荷降低，心脏做功降低，心肌耗氧量降低。主动脉内球囊反搏泵是历史最久，已被广泛接受的左心室辅助装置。球囊充气过程舒张期开始,球囊充气,动脉波形形成‘V’型。-----大大增加冠脉灌注。球囊放气过程在收缩期之前、舒张期末端球囊放气，使得动脉舒张期末压和心脏自身收缩压降低。-----降低心脏后负荷；减轻心脏工作；降低心肌耗氧量；增加心脏输出（心排量）在使用IABP时的动脉压力波形的改变.舒张期球囊增压冠脉灌注有辅助的舒张末压MVO2需求有辅助的收缩压无辅助的收缩压球囊开始充气无辅助的舒张末压1401201008060mmHgIAB球囊的具体放置位置IABP的主要用途各种原因导致的术前、术后急性左心功能不全不稳定性心绞痛持续不缓解缺血性心律失常药物难以控制急性心肌梗塞导致循环衰竭人工心脏、心室辅助植入前后过渡措施心脏移植前辅助措施2、心室辅助ventricularassistdevice,VADVAD是通过体外或体内（植入型）机械泵做功，将血液由静脉－右心房系统泵入肺动脉（即：右心室辅助）或由肺静脉－左心房系统泵入主动脉（即：左心室辅助），全部或部分代替心室做功，使衰竭的心脏得到充分的休息的一种系统，为危重心脏病患者进行进一步治疗赢得时间。谢谢