第八节 体外循环

第八节体外循环

体外循环(extracorporeal circulation, EEC)是指使用特殊装置将人体静脉血引出体外，进行人工气体交换、温度调节和过滤等处理，再泵人人体动脉内的一项生命支持技术，又称心肺转流术(cardiopulmonary bypass, CPB)。其目的是暂时取代人体的心、肺功能，维持全身重要组织器官的血液供应和气体交换。体外循环技术是心脏外科和一些特殊手术的必要条件。

一、体外循环的基本装置与功能

体外循环的基本装置主要包括：血泵(人工心)、氧合器(人工肺)、变温器、滤器以及附属装置等五部分。

1.血泵是用于暂时代替人体心脏泵血功能的装置。目前分非搏动泵和搏动泵两种。非搏动泵较常使用(离心泵为非搏动泵)，它通过调节泵头转动，挤压泵管单向排出血液，泵出血液的方式为平流；而搏动泵排出血液方式具有搏动性，有利于微循环的灌注。

2.氧合器是用于暂时代替人体肺在体外进行气体交换的装置。氧合器现有两种类型：①鼓泡式氧合器：将氧气与引出的静脉血直接接触，形成血气泡，直接进行氧合并排出二氧化碳，再经除泡滤过后成为氧合血。由于气、血直接接触，容易引起血液的蛋白变性和有形成分破坏。因此，安全使用时间受限。②膜式氧合器：将血液通过可透气的高分子薄膜

或中空管壁进行气体交换。气、血不直接接触，明显减少了微气栓形成和血液成分的破坏。

3.变温器将水箱内的水温调节至设定值，通过管道输人与氧合器为一体的冷热交换器，从而升高或降低氧合器内的血液温度。在变温尤其是复温过程中，变温器内水温与血温温差应小于10℃，否则容易产生微气栓。复温时水温不能超过42℃。以防溶血和血液蛋白变性。

4.微栓过滤器一般为直径20～40um微孔的高分子材料滤网装置，置于动脉端管路，滤除各种微栓子，如微气栓、血栓、脂肪栓、以及微小组织块等。

5.附属装置包括各种血管插管、连接管道、贮血器以及监测系统等。

二、体外循环的实施

(一)体外循环的准备

1.制定体外循环方案详细了解患者的病情，身高、体重、体表面积、血细胞比容导和血浆蛋白含量等情况，根据手术方案制定个体化的体外循环方案。选择合适的体外循环插管、连接管路与材料，确保人工心肺机的良好工作状态(图7-18).

2.体外循环的预充和血液稀释连接好静脉引流管、氧合器、血泵和动脉管道，转流前先充满液体，并充分排尽动脉管道内空气的过程称为预充。这部分液体称为预充液。预充液应根据患者情况选择晶体溶液、胶体溶液或血浆、清蛋白

或血液等，维持水、电解质和酸碱平衡，并进行适当的血液稀释。例如成人多以晶体溶液预充；儿童则需按一定晶体，胶体比例甚至全血液预充；发给型先心病患儿需以清蛋白或血浆替代库血预充。转流后预充液对血液有稀释作用，现多采用中度血液稀释：即转流后的血细胞比容为20%-25%或血红蛋白为70-80 g/L。这样不仅节省用血，更重要的是降低血液粘稠度，改善微循环，减少血液成分的破坏，减轻凝血功能的紊乱。如果用晶体溶液预充，需加肝素1 mg/dl；而用血液制品预充，应加肝素4 mg/dl.

(二)体外循环的实施

1.建立体外循环一般采用胸骨正中切口，显露心脏，套绕上下腔静脉阻断带和升主动脉牵引带(图7-18)。中心静脉注射肝素300～400 U/kg，维持全血活化凝血时间(ACT) >480-v600秒或用抑肤酶后>750秒。转流后每隔30分钟重复监测ACT，根据实测值追加肝素用量，并维持ACT在上述安全水平。顺序插人升主动脉导管一上、下腔静脉引流管(或腔静脉一右心房引流管)，并与预充好的人工心肺机连接。

2.体外循环与低温根据手术情况需要实施低温技术，以降低机体代谢率，减轻缺血、缺氧对重要组织器官的损伤，提高体外循环的安全性。临床上分为：①浅低温(又称次常温：32～35℃)；②中低温(26～31℃)；③深低温(20～25℃ )；

④超深低温(15-20℃)。一般以浅低温常用。常温和次常温现

较多应用于非停跳的体外循环。

3.体外循环转流人工心肺机的灌注流量应根据患者体重或体表面积计算。成人常温灌注流量一般为 2.2-2.8 L/(kg·min)。由于儿童基础代谢率高，如体重为10-15 kg 的患儿灌注流量可为 2. 6～3.2 L/(mk·min)或100-150 ml/(kg·min)，低于10kg的患儿可高达150～200 ml/(kg·min)。心肺转流开始，心内直视手术常需束紧腔静脉阻断带，钳闭升主动脉和在心停搏下进行。从转流开始到心内直视手术前，从开放升主动脉到停止转流这两段时间，由于主动脉血流来自心脏射血和血泵泵血，这种转流方式称为并体循环。在此期间通过体外循环装置调节血温与机体温度。转流结束后，需静脉注射适量鱼精蛋白中和肝素的抗凝作用。按序拔除下腔、上腔静脉引流管(或腔静脉一右心房引流管)和主动脉插管。

停止转流的指标：心电图基本恢复正常，心脏充盈适度，心肌收缩有力，平均动脉压60-80 mmHg，直肠温度35～36℃，鼻咽温度36～37℃，血红蛋白浓度成人>=80g/L，儿童>=90g/L,婴幼儿>=110 g/L，血气、电解质正常。

4.体外循环监测为保证体外循环期间的安全性，应严密监测ACT、温度、灌注流量、尿量；此外还要监测动脉压，维持体外循环中动脉压于50-70 mmHg；而对中心静脉压的监测，可反映血容量高低和腔静脉引流的通畅程度。血泵的泵压可

反映主动脉插管端的阻力和通常程度。另外，血气分析和电解质的监测对于体外循环和心脏功能的恢复都有很重要的意义。

三、心肌保护

在体外循环心内直视手术时，为了保证手术野安静、无血，必须暂时钳闭升主动脉，阻断冠状血液循环，造成了心肌缺血缺氧以及再灌注损伤。为了既能获得无血手术野的条件，又能提供良好的心肌保护，有利于手术后恢复良好功能，常采用的保护措施和方法称为心肌保护(myocardial protection)。

目前最常采用的是主动脉内灌注冷心脏停搏液法。即在钳闭升主动脉后，经主动脉根部灌注4℃含钾心脏停搏液，使心肌迅速停止活动，减少心肌能量消耗。常用含钾浓度为20 mmol/L，每隔20^30分钟重复灌注。同时用冰水或冰泥在心脏表面降温至15℃，最大限度地降低心肌代谢和能量需求，保存心肌的能量储备，提高心肌对缺血缺氧的耐受能力。

心脏停搏液根据溶酶不同，分为晶体液、含血液和全氟化合物三类。常用的晶体停搏液为Thomas医院停搏液(表7-9)。全氟化合物具有更好的携氧供氧的效果。

心脏停搏液的灌注方法有三种：①顺行灌注：经升主动脉前壁插人灌注针或灌注管间歇或持续灌注。它适用于主动脉瓣关闭良好，无需切开升主动脉的心内直视手术。首次灌