体外循环技术临床应用

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1、体外循环技术的临床应用 周治明中南大学第三附属医院麻醉科 体外循环技术 体外循环就是应用人工管道将机体大血管与心肺机连接 从大静脉 或右心 引出静脉血在体外氧合 再经血泵将氧合血注入动脉系统 又称心肺转流 cardiopulmonarybypass CPB 它是为了便于心脏 大血管外科手术而设计的 体外循环技术 40多年来 心脏直视手术的发展推动了体外循环技术的进步 而体外循环技术的提高又促进心血管外科向更高深的领域开拓 通过体外循环 不仅使大量的先天性和后天性心血管病得以经过手术治疗痊愈 而且更进一步向辅助循环 人工心脏发展 以及利用体外循环技术进行血液净化 血浆置换 以便救治濒于衰竭的心脏

2、 肝脏 肾脏和呼吸性疾病及抢救各种急 慢性中毒的患者 体外循环技术 随着医学科学日新月异的发展 仪器设备的不断研发和更新换代 通过大量的基础理论研究和临床实践 体外循环的基本原理不变 概念却在不断地更新 其含义已远远超出了心血管手术这一固定的内涵 体外循环技术 体外循环技术已不再是心血管手术的专有名词 凡是需要心肺支持 血液暂时的旁路循环 都可使用体外循环技术 体外循环作为暂时性的循环支持 无论在心脏手术或非心脏手术领域以及内科系统都发挥了越来越重要的作用 其应用范围几乎渗透发展到临床各科 体外循环技术 1体外循环的历史回顾早在1812年 法国医生Julien Jean和Cearlelallo

3、is就提出了人工循环的概念 既心脏可以被向动脉内供血的血泵所替代 并能维持离体器官存活一定的时间 体外循环技术 1体外循环的历史回顾通过向静脉血内充气鼓泡使之氧合是最初的人工肺的设想 VonSchroeder于1882年 介绍了第一个鼓泡式人工肺 3年后VonFrey和Gruber发明了第一台人工心肺机 即血液在不断转动的中空金属圆筒内表面形成血膜而进行氧合 体外循环技术 1体外循环的历史回顾20世纪30年代初 美国医生JohnGib2bon就设想中断肺循环并取出血栓从而救治术后肺梗死的病人 从1934年起 他就致力于艰苦的体外循环的实验研究 于1937年和1939年发表了应用体外循环方法使猫

4、的生存率明显提高的论文 并取得了可喜的成果 体外循环技术 1体外循环的历史回顾终于在1953年5月6日 ohnGibbon第一次用泵 人工体外循环为一18岁的女孩成功的修补了房间隔缺损 从那以后 心内直视手术如雨后春笋 在世界范围内开展 体外循环技术在临床上也开始应用 与此同时 体外循环的实验和临床研究也应运而生 体外循环技术 1体外循环的历史回顾近年来 体外循环无论从理论 临床应用 还是从设备的先进性 技术的革新上都取得了令人瞩目的进展 这些进步又促进了心血管外科的发展和在其他临床各科的广泛应用 体外循环技术 2体外循环设备的发展和应用体外循环的设备主要是人工心肺机 随着科学技术的进步和发展

5、 细胞及组织工程的基础研究 高分子生物材料的应用 以及对体外循环机制的进一步的了解 其设备也不断地在研发 改进和发展 同时也促进了体外循环技术的进一步发展和在其他临床学科的应用 其设备的组成有体外循环机和人工肺 体外循环技术 2 1体外循环机的三大主要系统是血泵 监测和变温系统2 1 1血泵血泵是体外循环的心脏 是血液循环的动力 血泵运转的稳定性 安全性以及对血液损伤的程度是衡量血泵质量的一个主要标准 因而 众多科研工作者也一直追求 研发更完美的血泵 体外循环技术 2 1体外循环机的三大主要系统是血泵 监测和变温系统2 1 1血泵目前 临床上常用的血泵有滚压泵和离心泵 而滚压泵在滚压时 易产生

6、微栓脱落 硅胶管 如为塑料管则弹性差 长时间转流血液破坏明显增加 并有泵管破裂的危险 因此 滚压泵被一种新型的血泵所代替是一种必然趋势 体外循环技术 2 1体外循环机的三大主要系统是血泵 监测和变温系统2 1 1血泵离心泵是科学工作者近年研制和开发的一种新型血泵 投入临床使用后效果良好 因而使用的越来越多 其临床应用范围也逐步扩大 体外循环技术 离心泵是根据液体在作同心圆高速运转时产生离心力的原理而设计的 与滚压式血泵比较 离心泵的主要优点是 血液损伤小 压力缓冲大 安全性高 有的可产生搏动性血液 加上离心泵体积小 便于移动 除用于常规体外循环心脏手术外 更适合用于长时间灌注 如术后不能脱机的

7、左心 右心衰竭 体外循环技术 全心辅助循环 心脏移植前的过渡 呼吸功能衰竭的ECMO 主动脉手术的CPB或左心转流 肝移植的静脉 静脉转流等 在内科系统的血液净化 血浆置换等方面也开始广泛应用 体外循环技术 监测系统体外循环技术的提高和质量的保证 对心脏手术的成功起很重要的作用 而体外循环的效果和安全性与监测系统的完善密不可分 体外循环技术 监测系统随着现代电子技术的发展而不断完善 现代电脑化的体外循环机使灌注师通过机器上配备的各种监测装置就能随时了解转流中各种数据变化 能够及时 准确地进行管理和处理 其监测不但可以报警 有的还会自动停机 体外循环技术 尽管监测系统增加了操作的工作量 但却显著

8、地增加了体外循环的安全性 这也是提高心脏手术成功率的一个重要因素 体外循环技术 2 1 3变温系统电脑化的冷热水循环水箱 变温水箱 使灌注师操作更方便 更简单 无需天天加水 放水 加冰 只要设定水温 按动开关 水箱就会按你的要求自动降温 升温 体外循环技术 2 2人工肺人工肺是体外循环中进行气体交换的装置 即氧合器 氧合器的发展旨在不断提高气体交换能力 更好地保护血液 减少栓塞的发生 改善脏器的功能 体外循环技术 2 2人工肺它已经从最早期的转碟式发展到鼓泡式 从鼓泡式发展到膜式 膜式氧合器具有更良好的气体交换能力和变温性能 对血液有较好的保护作用 血液破坏少 生物相容性好 体外循环技术 2

9、2人工肺补体 白细胞 血小板激活程度轻 微栓尤其是气栓发生率减少 微循环灌注能得到更好地改善 可以提高组织的氧供 其安全性和稳定性较高 由于其众多的优越性 膜式氧合器取代鼓泡式氧合器是历史发展的必然趋势 体外循环技术 2 2人工肺随着生物医学科技的发展 膜式氧合器也朝着具有更多的功能和更多的类型的方向发展 除了应用心内直视手术外 体外膜肺 ECMO 支持在抢救呼吸系统疾病中如急性呼吸衰竭 严重低氧血症 二氧化碳潴留 急性肺损伤等方面发挥了越来越重要的作用 体外循环技术在非心脏手术中的应用 40多年的临床实践 体外循环技术不仅在心脏外科广泛应用并日趋成熟 其应用范围也扩大到一些非心脏手术领域 通

10、过应用体外循环技术扩大了手术治疗的范围 同时也提高了手术切除的成功率 到目前为止 体外循环技术在外科领域的应用主要包括以下几个方面 体外循环技术在非心脏手术中的应用 1 神经外科领域国内 外许多专家学者采用体外循环技术致全身深低温停循环成功地切除了许多被视为手术禁忌的脑部肿瘤 特别是脑部的血管瘤 在未施行心肺转流技术时 一些脑部的肿瘤勉强施行手术后死亡率高达30 50 体外循环技术在非心脏手术中的应用 1 神经外科领域而采用体外循环技术 经外周血管插管进行心肺转流后至全身深低温停循环 由于供血停止使局部肿瘤缩小 手术野无血 显露清楚 手术切除的成功率明显地提高 体外循环技术在非心脏手术中的应用

11、 2 大气管 肺 纵膈手术国内有报道对于某些大气管隆突部位肿瘤的手术 由于气管完全阻塞而不能按常规插入气管插管 在麻醉诱导期间应用心肺转流技术用人工肺氧合支持呼吸功能 顺利进行了手术治疗巨大纵膈肿瘤所致气管 上腔静脉受压 按常规不能完成的手术 采用体外循环技术进行股静脉 股动脉转流后成功地切除了肿瘤 体外循环技术在非心脏手术中的应用 2 大气管 肺 纵膈手术某些肺部的肿瘤由于与心脏 大血管粘连严重 难以在常规下完成的手术 通过体外循环技术也能成功的切除 体外循环技术在非心脏手术中的应用 3 利用部分性体外循环技术进行的手术在某些特定部位的手术 可以不必使心肺供血完全停止 只要使手术部位的血流暂

12、时阻断 一部分血液被引流出来 其余的血液仍沿着正常的途径循环 便可实施外科手术操作 通常在下列部位的手术采用 体外循环技术在非心脏手术中的应用 3 利用部分性体外循环技术进行的手术粗大的动脉导管未闭 无其他并存的心内畸形 降主动脉瘤 急慢性降主动脉夹层动脉瘤 胸腰段动脉瘤 体外循环技术在非心脏手术中的应用 3 利用部分性体外循环技术进行的手术肝脏外科手术治疗 肝移植或肝叶部分切除 体外循环技术在非心脏手术中的应用 3 利用部分性体外循环技术进行的手术下腔静脉外科手术 其他累及上 下腔静脉或右房的手术 体外循环技术在非心脏手术中的应用 3 利用部分性体外循环技术进行的手术此外 对我国较为高发的疾

13、病如布加综合征的手术治疗 布加综合征也可以采用深低温停循环技术进行根治性的手术 体外循环技术在抢救危 急 重症等方面的应用 在抢救危 急 重症等方面 随着体外循环的参与 抢救成功率也稳步上升 体外循环已经发挥了不可替代的作用 特别是对于一些意外性心脏停搏 心源性或非心源性 的病人 急性呼吸衰竭 及时建立体外循环可使抢救成功率大大增加 体外循环技术在抢救危 急 重症等方面的应用 目前介入性心脏内科治疗技术的发展使一些病人避免了外科手术 但在进行介入治疗时 不时有意外发生 这时通常由心胸外科医生和灌注师待命 如有意外时可迅速采用股动脉 静脉转流 建立体外循环抢救病人的生命 体外循环技术在抢救危 急

14、 重症等方面的应用 临床实践经验证明 在短于30min内建立体外循环 抢救成功率较高 体外循环技术在抢救危 急 重症等方面的应用 在重症病人尤其是心源性休克病人 心脏直视手术后不能脱离人工心肺机及术后发生低心排出量综合征病人 以及发生在心导管室的检查 造影和经皮腔内冠状动脉成形术 PTCA 等手术的意外时 通常采用辅助循环抢救病人 体外循环技术在抢救危 急 重症等方面的应用 它在应用药物治疗无效下 最后救治方法 对于心功能难以恢复 但可行心脏移植需要等待供体心脏的病人 9 用搏动性辅助循环支持过渡到心脏移植不仅能作长期辅助 而且还能改善脏器 肝 肾 功能 使病人的状态较之直接行心脏移植更好 体

15、外循环技术在抢救危 急 重症等方面的应用 有些急诊如农药中毒 CO中毒 毒蛇咬伤 如急症建立体外循环不仅能进行循环 呼吸支持 而且还能进行血液净化 清除体内毒素 减少毒素对其他脏器的损害 可以明显提高抢救病人的成功率 体外循环技术在内科系统的应用 在体外循环的应用上 内科系统是从19世纪的放血疗法开始探索 且逐渐发展 到今天能完整地利用体外循环技术 而形成了种类齐全的血液净化技术 也就是所谓的人工肝 10 和人工肾 11 体外循环技术在内科系统的应用 其基本原理就是利用体外循环技术 借助体外机械 化学或生物装置 暂时及部分替代肝脏和肾脏功能 从而协助治疗肝功能不全 肝衰竭和肾功能不全 肾衰或相

16、关疾病 主要包括血浆置换 全血或血浆胆红素 氨及药物灌流吸附 12 血液滤过 体外循环技术在内科系统的应用 目前认为血浆置换也即血液净化技术是继药物治疗 手术治疗之外的第三种治疗方法 通过血液净化 血浆置换 使许多濒于死亡的病人得以重生 使许多难治性疾病 复杂性疾病得以康复 体外循环技术在内科系统的应用 其应用范围几乎深透发展到临床各个领域 目前报道 12 采用血浆置换可以治疗的疾病有神经系统疾病 结缔组织病 血液病 肾脏疾病 肝脏疾病 急性中毒及移植等领域 大约有200多种疾病 体外循环技术在内科系统的应用 随着医学和科学技术的发展 其治疗领域还将进一步扩大 如肢体的恶性肿瘤如黑色素瘤 骨肉瘤等采用肢体局部化疗药物灌注 这种方法可把局部化疗药物与全身隔开 既提高了局部药物浓度 可达10倍以上 又避免了化疗药物对全身的毒性反应 体外循环技术在内科系统的应用 在抢救CO中毒 蛇咬伤和农药中毒时 13 14 采用心肺转流既可进行心肺支持 也可进行血液净化治疗 收到了较好的效果 体外循环技术在内科系统的应用 还有一些少见疾病如肺泡蛋白变性 矽肺等需进行肺灌洗治疗 但又难于置入双枪气管插管 特