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1、1,体外循环,北京大学第一医院心脏外科,2,一、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”,3,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（Extracorporeal circulation, ECC）,心肺转流（Cardiopulmonary bypass, CPB） 心肺灌注（Cardiopulmonary perfusion）,4,现代体外循环技术的临床应用,1、心脏、大血管直
2、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（ventricular assist device, VAD）、 呼吸辅助（extracorporeal membrane oxygenation, ECMO）,5,二、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,Stocker 型体外循环装置,6,人工心血泵（blood pump）,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
3、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,7,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（membrane oxygenator） 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（bubble oxygenator） 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
4、手术）,8,变温器（heat exchanger）,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。,9,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2040um。,10,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。,11,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,12,三、体外循环的相关问题,（一）心肌保护（myocardial protection） 心内直视手
5、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,13,（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（activited clotting time）延长56倍， 达480600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）,14,（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2
6、025。 同时可以减少异体血的使用量，减少并发症，节省血源,15,（四）器官灌注,1、灌注“量”： 常温下，成人灌注流量2.42.6 L/m2/min， 儿童为2.63.0 L/m2/min； 28时，成人灌注流量不低于1.8 L/m2/min即可 2、灌注“压力”：一般成人需维持血压在6080mmHg， 儿童应维持在5070mmHg,16,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,17,电解质紊乱,四、体外循环对机体的影响,低钾： a. 稀释性利尿
7、b. 排钾性利尿药 c. 低温下K向细胞内转移,18,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 5080； b. 纤维蛋白原下降60，并且凝血因子、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,19,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
8、 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,20,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,21,肾,四、体外循环对机体的影响,急性
9、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,22,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
10、脑栓塞 主要是气栓、血栓、硅胶栓,23,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。,24,五、循环辅助装置,1、主动脉内球囊反搏 intra-aotic balloom pump/pulsation, IABP,25,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12cm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
11、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。,26,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。,27,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）,28,在使用IABP时的动脉压力波形的改变,.,29,IAB球囊的具体放置位置,30,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,31,2、心室辅助 ventricular assist device, VAD,VAD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。,32,33,谢 谢,
