八人工心肺机比较综述

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1、 人工心肺机 Heart-Lung Machine 什么是人工心肺机？ o人工心肺机就是由氧合器和血泵及辅助设 备组成的,能进行体外循环的机械装置. o人工心肺机用于心脏手术的体外循环,肺移 植的辅助呼吸,急性呼吸衰竭的辅助治疗等 .从静脉系统引出静脉血，并在体外氧合， 再经血泵将氧合血输回动脉系统的全过程 ，又称心肺转流，主要应用于心脏、大血 管手术。 观看视频、回答问题 o1、在心脏跳动下，能否做心脏直视手术， 如果做心脏手术，如何处理？ o2、体外循环技术替代的是人体哪两个器官 ？ o3、体外循环的组成部件有哪些？ o4、体循环依靠（）维持动力？在体内还是 体外进行？ o5、肺循环是在体

2、内还是体外进行？ o6、人工心肺机的结构包括什么装置 o7、血泵代替人体（）的功能，又称（） o8、血泵分类（）式和（）式，目前应用的 是（）类型。 o9、氧合器代替（ ）的功能，又叫 （） o10、氧合器有（）和（）类型。目前，最 符合人体生理状况的是（）类型， 1、在心脏跳动下，能否做心脏直视手术 ，如果做心脏手术，如何处理？ o心脏内腔手术须在直视条件下进行，要切 开心脏并暂时阻断上、下腔静脉的血流， 使心脏内处于无血状态。正常情况下，静 脉血流停止时间不得超过3-4分钟，否则将 因缺氧而造成死亡， o在动物试验中证明，如果将动物的体温降 低，心脏的血流能暂时阻断一个较长时间 而不致引起

3、组织缺氧，所以，低温法在临 床上应用于简单的心内腔手术。 o缺点：易产生心律失常，导致手术失败， 造成死亡，血液阻断时间不能超过10分钟 ，10分钟内不可能进行复杂的心脏手术， 所以需借助体外循环。 体 外 循 环 o2、体外循环技术替代的是人类那两个器 官？ o定义：是指用一种特殊的装置暂时替代 人的心脏和肺脏工作，进行血液循环和 气体交换的技术。 o 这一装置分别称为人工心和人工肺，也 统称为人工心肺。人工心肺机或体外循 环装置 体外循环 o是将体内静脉血引至体外进行氧合，然后 再输回体内，如此血液可以不经过心脏和 肺而进行周身循环。心脏内因无血液流动 ，为外科医师提供了切开心脏进行直视手

4、 术的条件，这种方法可使心内操作时间大 为延长。使一些复杂的心脏畸形的手术成 为可能，但是必须具备一套性能良好、安 全可靠的人工心肺装置。 3、体外循环的组成部件有哪些？ o体外循环由血泵和人工肺构成。 o血泵的功能是在心脏停止跳动的时候，替 代心脏泵的功能，能够维持血液的循环， 将血从静脉引流回来再将血泵入动脉。 o人工肺是替代肺的功能，在心脏停跳时， 血液不流经肺脏，起到气体交换的功能， 排出二氧化碳，吸入氧气。现代的人工心 肺机已具有非常高的技术标准和部分人工 智能化的功能，具有精确的流量控制功能 和数字化的运转监测功能，血液破坏的程 度已减少到尽可能低的程度。 血泵 氧合器 上腔静脉插

5、管 下腔静脉插管 主动脉插管 静脉管道 动脉管道 微栓滤器变温器 做心脏手术，如果只把心脏旁路，用患者自身 的肺还是能正常起血氧交换作用的，为什么还 要设置一个人工肺？ o优点：运用自体肺不需要机械或氧合装置 ，血液的外伤较小，体外循环回路短，预 充血量大大减少，气体交换率高 缺点： o1、在做右侧心脏循环式，动脉导管必须插 入肺动脉内，而肺动脉与肺静脉并行，血 管壁较薄手术操作困难，易引起撕裂，难 以修补，甚至损坏肺内， o2、自身肺可能有血管痉挛现象，因而血流 受阻，同时在流量改变时，产生肺水肿 o3、手术操作时需要控制呼吸时肺的膨胀对 手术的影响，使操作困难， 体外循环分类 o全部循环（

6、完全）：人体上下腔静脉血液 全部引出体外，血液循环越过心肺部分。 该方法能解决一切心脏和大血管疾病的手 术 o局部循环（部分）：左侧或右侧心脏可用 作循环。用单侧心脏循环法即可，只需一 台血泵和患者自体肺做气体交换，不需要 体外氧合器（肺）。常用于后天性心脏病 瓣膜病变的手术治疗。 课堂练习 1、全部循环和局部循环的不同在于（） A、患者是否用自体肺 B、患者是否用自体心 C、患者是否用自体心和自体肺 D、都不对 发展历史 o1812：有人提出人工循环的概念，可用体 外循环来维持生存 o1882年，提出使空气泡通过血液使之氧合 ，这是最早的血液氧合装置，鼓泡式氧合 器的开端 o1885：第一套

7、人工心肺机 o1916-1918：应用于动物，从动物的心脏和 肝脏提取肝素 历史 o1953年美国外科医生Gibbon发明了人工心 肺机，才使外科医生能够矫正心内的畸形 。 o1956年，在美国，瑞典，英国，日本等相 继开展了心内直视手术 o我国上海市胸科医院和上海医疗器械厂合 作设计了滚压式血泵和鼓泡式氧合器 o1958年，在第四军医大，我国首次使用体 外循环进行体外循环成功。 o4、体循环依靠（）维持动力？在体内还是 体外进行 o5、肺循环是在体内还是体外进行？ o第二节 人工心肺机的结构和工作 原理 一、组成结构 6、人工心肺机的结构包括什么装置 o一个氧合器（肺） o几个血泵（心） o

8、多个过滤器 o一个变温水箱：控制血液温度41度 o监测装置 o体外循环管路和插管 o控制台：各种按钮、开关组成 二 血泵 o7、血泵代替人体（）的功能，又称（） o一个完整的人工心肺机有4-5个独立的血泵 。静脉血藉助重力而引流入泵-氧合器，然 而有些手术需一个泵。一个单独血泵亦可 从左心室插管以吸引血液，另一个泵可操 纵抽吸导管，第四个泵为动脉血回流时用 ，第五个泵可作为备用。 o8、血泵分类（）式和（）式，目前应用的 是（）类型。 o按结构分：指压式泵、往复式泵、滚压式 泵、离心泵 o使用目的分：静脉泵、吸引泵、灌注泵 o目前使用最广泛的是滚柱泵，离心泵是发 展方向。 滚压泵的结构 o泵头

9、：滚压轴和泵槽 o泵管：置于泵槽中，通过滚压轴对泵管外 壁以固定方向滚动挤压，推动管内液体向 一定的方向流动 o控制面板 o泵管要求有很好的弹性和抗挤压能力 o目前泵管主要有硅胶、硅塑和塑料三种管 道。硅胶管弹性好、耐压耐磨性强，但在 滚压时易产生微栓脱落。塑料管不易产生 微栓脱落，但弹性差、耐磨性差。 由于滚动泵对血液产生切应力会造成溶血， 因此这种泵只限于使用几个小时内。 o要使溶血减到最低限度，可采取下列预防措施： 1.采用不易弯曲的乙烯基塑料管代替柔软橡皮管，以减 少管壁和滚动子之间的相对移动。 2.尽可能使用口径大的管道。 3.使用非箝闭性转子框架，以减少管道的磨损。 4.在管道的内

10、外侧涂上硅油凝胶或喷雾剂等润滑剂，以 减少血液损伤，以及延长管子的寿命。 离心泵 o具有一定质量的物体在作同心圆运动时产生离心 力，它与转速和质量呈正比。容器内的液体在作 高速圆运动时，由于离心力受到容器壁的限制， 液体将顺着容器的壁向上延伸，如果将容器密封 ，液体将对容器周边形成强大的压力，根据上述 二种物理现象，人们设计了离心泵。液体在一个 高速运动器内，圆心中部为负压区，外周为高压 区，如果在腔的中心部位和外周部位各开一孔， 液体就会因压差产生流动，当周边的压力高于腔 外的阻力时，液体即可产生单方向运动。 离心泵重力泵滚压泵 流量 类型 血液破坏 微栓产生 意外排气 远端阻塞 长期灌注

11、机动性能 血液倒流 费用 体积 和转速呈正相关 开放/限压 较轻 不能 不能 管道压力增高有 限 适合 良好 转速不够可发生 较高 较小 和转速呈正相关 闭合/限压 较轻 可以 不能 管道压力增高有 限 适合 较差 不会发生 较高 较大 和转速呈固定关系 闭合/限量 较重 可以 可以 管道压力增高至崩 裂 不适合 较差 不会发生 较低 较小 血泵的发展趋势 o目前，使用较多的是滚压泵，但自然心脏 有搏动，而滚压泵不产生有效搏动。 o无搏动血流的灌注方法不适宜灌注微循环 ，长期如此会引起脑肾肝等重要器官的损 害与全身代谢性中毒。 o采用搏动泵是心肺机的发展趋势 三、氧 合 器 o9、氧合器代替（

12、 ）的功能，又叫 （） o 氧合器（oxygenator）在体外循环中起 到代替肺的气体交换功能，不但能使静脉 血氧合成动脉血，还能排出体内的二氧化 碳，因此习惯称为人工肺。 o10、氧合器有（）和（）类型。目前，最 符合人体生理状况的是（）类型， o氧合器的发展至今经历了生物肺氧合、血 膜式氧合、鼓泡式氧合、膜肺氧合4个发展 阶段。 o种类： a.鼓泡式氧合器（血-气直接接触式） b.膜式氧合器（膜肺） oa鼓泡式氧合器。 鼓泡式氧合器将氧合、变温、去泡过 滤和储血室合而为一。氧气经发泡装置后 ，在氧合室与静脉血混合形成无数个微气 泡，同时进行血液变温，再经去泡后成为 氧合的动脉血。 直接接

13、触式 o血-气直接接触氧合器是血膜型或鼓泡型结构， 它们都使血液大面积暴露于氧气之中，由氧和二 氧化碳的交换决定其分压。 o血膜型氧合器中，静脉血在固定的表面上如线网 或在转动的表面上流动，如部分浸在血液中转动 的碟片或圆柱体。 o鼓泡式氧合器中，氧气直接分散到圆柱体底部的 静脉血中，然后造成气泡聚结在储血器中。血液 在注入体内前，必须经过过滤器和去泡装置除尽 残留的泡沫。可弃式氧合器附有环氧树脂的静脉 端变温器。变温器包饶于氧合柱四周，以调节血 温，并可减少气栓的发生。 2、鼓泡式氧合器工作步骤不包括（） A、氧合 B消泡，C过滤 D弥散 氧气和血液直接接触会引起血液损伤， 主要是因血浆蛋白

14、变性和血细胞损伤，这 使灌注只能限于数小时。如用了薄的半透 膜将血相和气相分隔开，可使界面上的作 用力降低，从而使蛋白及有形成分的损伤 减少到最低限度。 b膜式氧合器。 o仿照生物肺氧合的特点，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 是膜式氧合器，即膜肺。 o膜肺的主要特点是作用原理与人肺的气体交换过 程相似，血液和气体不直接接触，而是通过一层 极薄的膜把血液和气体隔开，这层膜类似于肺中 的气血屏障，允许气体自由通过，而液体不能渗 透。 o其方式有3个步骤：气体在膜一侧被吸收溶解 ；气体在膜内扩散；气体从人工膜另一侧释 放出来。 膜肺鼓泡肺 氧合方式 气体通过膜进行交

15、 换 气血直接接触交 换 气体交换可控性好可控性差 气栓产生极少较多 血液损伤较轻较重 使用时间78小时23小时 预充量小大 费用贵便宜 并发症少较多 三、 过滤器 o体外循环中有微栓产生，这些微栓直接阻塞微血 管，对组织器官产生损伤，特别是脑和肺。滤器 可有效地预防栓子进入体内。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 。一般滤器，滤除栓子大小在70260m，在机 理上以渗透式为主。微栓滤器滤除栓子在20 40m之间，以滤网式为主。无菌性滤器机理上 为渗透吸收式，滤除细菌甚至病毒。 过 滤 器 按材料分： a.渗透式微栓过滤器 b.滤网式微栓过滤器 c.混合式微栓过滤器 按功能分： a.动脉过滤器 b.心脏切开血液回收贮血器 c.气体滤器 d.白细胞过滤器 e.其他过滤器