1、体外循环体外循环 北京阜外心血管病医院 李景文 体外循环概念：体外循环概念：把充分氧合过的血液切实的输送到-全身（局部）循环停止或灌注不足的组织器官，以确保受累组织和器官足够的能量供给。常规常规CPB 停跳液 变温器 动脉滤器 变温水箱 主泵/血泵 静脉储血罐 膜肺 静脉路 动脉路 左心 右心 停跳液泵 气源 一、体外循环装置一、体外循环装置 滚压泵 滚压泵需要将一段泵管置于弧形泵槽内，泵旋转臂的设计要求在任何时候总有一个滚压头挤压泵管。通过挤压充满血液的泵管，血液随泵头的运动向前推进，从而形成持续血流。理想血泵理想血泵 可对抗高阻力，并能满足极低流量需求 对血液成份破坏尽可能小 血液接触面光
2、滑、连续、无死腔、不污染泵的永久部分 流量可以读出 电源意外时有备用电源或手动装置 滚压泵结构示意图滚压泵结构示意图 流量调节流量调节 泵流量决定于每分钟泵头的转速（RPM）和每转泵的排空容积（SV）容积的多少由泵管的大小和泵头挤压长短而决定 泵管材料泵管材料 聚氯乙烯（PVC）乳胶管 硅胶管 离心泵离心泵 围绕固定点做圆周运动的物体受离心力的作用有向圆的切线方向运动的倾向。正是根据离心力原理设计了离心泵。离心泵设计为非闭塞型和后负荷依赖性 离心泵离心泵 1976年市场化 几种不同设计 *叶片形 *圆锥形 *直槽式 离心泵的结构离心泵的结构 离心泵驱动泵头、离心杯 离心杯包括内置磁铁、锥体形叶
3、轮和有两个开口的透明塑料室 三者依靠特殊技术紧密结合 Medtronic Biomedicus 离心泵的工作原理离心泵的工作原理 内置磁铁在电机的带动下，使锥形叶轮高速旋转，带动液体流动 液体在离心力的作用下在离心杯侧壁形成压力，由侧壁开口流出 在离心杯中央形成低压区 液体即可随叶轮转动进入离心杯，从而产生有效的血液灌流 叶轮旋转速度越快，液体产生的离心力也越大 滚压泵与离心泵应用比较滚压泵与离心泵应用比较 优点优点 滚压泵滚压泵 离心泵离心泵 可重复使用可重复使用 非阻闭型非阻闭型 可弃部分价格便宜可弃部分价格便宜 创伤小创伤小可长可长时间辅助时间辅助循环循环 流量易于表示流量易于表示 气栓
4、可能性小气栓可能性小 可根据病人体重大小可根据病人体重大小 减少预充量减少预充量 选择管道选择管道 滚压泵与离心泵应用比较滚压泵与离心泵应用比较 缺点缺点 滚压泵滚压泵 离心泵离心泵 血液损伤与时间相关血液损伤与时间相关 操作相对困难操作相对困难 泵管破裂可能脱颗粒泵管破裂可能脱颗粒 需加流量计需加流量计 泵前负压，泵后正压泵前负压，泵后正压 停止转流时易产生反流停止转流时易产生反流 空气栓塞空气栓塞 价格昂贵价格昂贵 避免长时间转流避免长时间转流 不可重复使用不可重复使用 变温水箱变温水箱 用于体外循环期间患者的降温与复温 温度监测：鼻咽温度 直肠温度 膀胱温度 鼓泡式氧合器的结构鼓泡式氧合
5、器的结构 发泡装置 氧合室 变温器 祛泡室 动脉储血室 回流室 鼓泡式氧合器 氧气经发泡装置形成微小气泡，在氧合室内与血液充分混合成微小血泡 血液与气体直接接触完成氧合的同时进行血液变温 经特制的祛泡装置后成为含氧丰富的动脉血流入储血室 操作注意事项（一）操作注意事项（一）初次使用以前认真阅读说明书 根据患者的实际情况选择氧合器 使用前试水，确保变温装置无渗漏 注意发泡情况，不均匀，更换氧合器 血液滞留发泡板，又无气体通过，易造成发泡板筛孔的堵塞 使用的安全时限为3小时 操作注意事项（二）操作注意事项（二）体外循环不同阶段维持不同的血氧比 鼓泡肺必须用纯氧氧合 最大特点是血液和气体直接接触 麻
6、醉药容易挥发，容易导致麻醉变浅 膜式氧合器 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，亦称膜肺 与鼓泡式氧合器比较具有以下优点：*良好的气体交换能力 *对血液的损害小 *减少栓塞的发生 *长时间循环支持 膜肺的氧合结构 中空纤维增加了气体交换能力、减少了交换面积 内走血外走气，不利于气体交换。血液属于非牛顿流体，膜表面流动时会产生层流 外走血内走气 可解决层流问题，减少预充量，充分氧合 膜肺的降温系统膜肺的降温系统 绝大多数膜式氧合器采用血液先变温后氧合的排列方法 也有变温氧合同时进行的膜肺在临床大量应用 膜肺操作注意事项（一）膜肺操作注意事项（一）选择适当的膜式氧合器
7、使用前试水 调节通气量及氧浓度 通过氧浓度调节血液氧分压即氧合程度，依靠气体流量调节二氧化碳分压 膜肺分为两型：*泵后型注入型 *泵前型引流型 膜肺操作注意事项（二）膜肺操作注意事项（二）排气孔开放 体外循环开始先开泵，使膜肺液相先有一定压力，再给气 体外循环结束时先关气，后停泵 术中停循环，开侧路循环；恢复循环，关侧路 闭式回流室调整回流可通过调整高低来实现 膜肺操作注意事项（三）膜肺操作注意事项（三）膜式氧合器的安全使用时限是6-8小时 无孔型膜肺更适用于长时间灌注 一旦发现膜肺气体交换能力下降应及时更换 串联鼓泡式氧合器或并联膜式氧合器 理想的体外循环管道理想的体外循环管道 良好的透明度
8、、弹性及可弯曲性、不易扭结和压扁 良好的韧性、散裂率低 （内表面颗粒脱落少）热力消毒耐受性好 良好的血液相容性 体外循环的基本管道体外循环的基本管道 动脉泵管 静脉引流管 心外吸引管 心内吸引管 动脉插管动脉插管 部位：升主动脉、股动脉及腋动脉等 升主动脉插管是最常用的 口径过细，灌注阻力增高，组织灌注不足 口径过粗，在升主动脉内占有位置过多，影响心脏收缩时血液的输出 特别是在终止体外循环前可能影响患者血流动力学的稳定而出现“低心排”假象 动脉插管动脉插管 静脉插管注意事项静脉插管注意事项 插静脉插管不宜过深 将插管送入腔静脉后应尽快建立体外循环，因为静脉插管使血液回流受阻，时间过长将使血液动
9、力学难以维持 左上腔静脉 腔静脉插管腔静脉插管 右心房右心房/下腔静脉二级管下腔静脉二级管 注意不宜过深 亦可引起上腔静脉回流受阻 腔静脉插管腔静脉插管 心内吸引管心内吸引管 心外吸引管心外吸引管 微栓滤除的机制微栓滤除的机制 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 渗透式滤器：滤除栓子大小在70260m 滤网式：微栓滤器滤除栓子在2040m之间 无菌性滤器：为渗透吸收式，滤除细菌甚至病毒 动脉滤器动脉滤器 可明显减少心脏手术的脑并发症 孔径在2040m，多数为滤网式 根据患者的体重选用适当的型号 辅助装置辅助装置 氧饱和度仪 空气氧气混合器 液面报警装置 气泡报警装置 压
10、力报警装置 氧饱和度仪氧饱和度仪 空气氧气混合器空气氧气混合器 液面及压力报警液面及压力报警 二、体外循环管理二、体外循环管理 术前准备术前准备 1.了解病情：访视病人，阅读病例。2.了解手术术式。3.物品准备:根据手术需要准备体外循环用品；预充液；药品等。病情评估病情评估 危险因素包括：1.左心功能不全，LVEF65岁;4.急诊；5.再次手术；6.肺高压，严重心率失常，脏器功能不全，恶液质；7.复杂畸形 根据病情制定转流计划根据病情制定转流计划 1.物品准备：氧合器，循环管路，微栓滤器，插管。2.预充液及药品的准备：血、血浆、白蛋白、甘露醇、甲基等。3.根据手术术式决定体外循环的温度，稀释度
11、，灌注流量及灌注方法。体外循环物品的安装体外循环物品的安装 尽量减少接头的使用，避免加重血液破坏。充CO2利于排除气体。排气时泵转速大于100转/分。对连接管道进行压力测试，观察有无渗漏。预充液管理及血液稀释预充液管理及血液稀释基础知识基础知识 基础知识：1.预充及预充量：预充是指体外循环前，所有 管道、氧合器、动脉滤器等物品充盈液体排 除气体的过程。所需液体量为预充量。2.静态预充和动态预充：在转流前，静止在储 血室内的最低液面静态预充；转流中不 同的动脉流量维持动态平衡的液面于最低点 时的预充量动态预充。预充液管理及血液稀释预充液管理及血液稀释预充液预充液 预充液的种类：复方乳酸钠林格氏液
12、；复方氯化钠；勃脉力；代血浆类；全血；血浆；红细胞悬液；白蛋白等。预充液管理及血液稀释预充液管理及血液稀释血液稀释血液稀释 血液稀释：是指外源性无血液体输入血管内 或因组织间液向血管内转移，使血容量增加，血液中细胞浓度下降的状态。血液稀释分类：轻度稀释HCT30%；中度稀释HCT2530；深度稀释HCT2125；重度稀释HCT1020；极度稀释HCT60；尿量1ml/Kg/h。3.在低温下，过高的流量可影响术野，增加血液破坏的机会，也可至脏器水肿。体外循环中的管理体外循环中的管理电解质的调节电解质的调节 钾离子的调节：1.低钾的原因：大量排尿；术前长期服用利尿剂，存在隐性缺钾；过度 通气、PH
13、偏碱、低温等因素，钾向细胞内转移。处理：体外循环中补钾要求少量、多次，慎重。复查血钾。注意钾的来 源：陈旧库血，停跳液回收，转中追加液体是否含钾等。15%KCL 1ml=2mEq 2.高钾的原因：术中回收含钾停跳液；严重的血液破坏；CPB下肾功能抑 制；严重的酸中毒；停跳液配置错误。处理：利尿；适当给予NaHCO3，碱化作用使K+向细胞内转移；给Ca 2+可 抑制心肌动作电位3期的钾外流；胰岛素疗法：1单位胰岛素:4克葡萄糖；平衡超滤：加入无钾或低钾液体滤出高钾液体。体外循环中的管理体外循环中的管理电解质的调节电解质的调节 钙离子的调节：1.低钙的原因：CPB中，肝脏分解枸掾酸的能力下降，加入
14、 库血或血浆（含枸掾酸）后，枸掾酸与体内钙结合，使血钙 降低；血液稀释。2.钙的补充：依照检查结果1.151.25mmol/L；加入库血或血浆后，每 200ml血或血浆补0.5g钙。在心脏复苏时，大量钙内流，增加氧耗，使氧供需失衡，易 导致再灌注损伤。所以在心脏复苏510分钟后再常规补钙。体外循环中的管理体外循环中的管理电解质的调节电解质的调节 镁离子的调节：正常血清镁0.751.25mmol/L。多尿可引起细胞内镁 缺乏。镁离子是数百种酶系统的辅因子；钙镁有协调作用，镁缺乏可能使给予外源性钙无效。补钾同时补镁可 减少心率失常的发生。对血压有影响，不宜快速大 量补镁。镁离子的补充：0.5mEq
15、/Kg(10%MgSO4 0.6ml/Kg)体外循环中的管理体外循环中的管理酸碱平衡的调节酸碱平衡的调节 CPB中常见有呼碱和代酸，发生严重代酸时 用NaHCO3纠正。补充NaHCO3公式：NaHCO3(mEq)=1/4BE纠 正值体重 补NaHCO3时注意首次给全量的1/21/3，或 根据血气补充。在纠正酸中毒的同时，应注 意提高灌注流量和红细胞压积；还要注意监测 血糖，注意血糖增高引发的代酸。体外循环中的管理体外循环中的管理灌注压的调节灌注压的调节 转中灌注压受监测部位、血管阻力、血液粘滞度、体温等许多因素的影响。在CPB中，一般成人维持 在5080mmHg，婴幼儿维持在30 70mmHg
16、较理想。对于高龄、高血压病、糖尿病的患者，由于基础血 压比较高，脑血流自主调节功能差，故转中应维持 较高的灌注压。脑血流自主调节阈在低温时下移，低温时成人阈值可由50mmHg降至30mmHg，小儿 降至20mmHg，故低温时动脉灌注压有降低的表现。体外循环中的管理体外循环中的管理灌注压的调节灌注压的调节 CPB中低血压常见原因：1.转前容量不足，血流动力学不稳定；2.自身循环过渡到体外循环掌握不得当；3.无搏动血流；4.血液稀释引起粘滞度下降，血管阻力降低，体内儿茶酚胺 浓度降低；5.过敏反应。CPB中也常见血压增高 1.PaO2过高或PaCO2过低；2.麻醉渐浅，引发机体应激反应使血管收缩，血压上升，CPB可使吸入麻醉药浓度下降。中心静脉压的监测和静脉引流的调节中心静脉压的监测和静脉引流的调节 CVP是反映血容量及心功能的指标之一。一般体外循环中，测得的CVP为零或负值。在转中，它的重要作用是监测静脉 回流有无梗阻的情况。若上腔静脉回流不畅，往往有头部充 血，颜面发绀，严重者可引起脑部并发症。下腔静脉回流不 畅，可引起腹腔脏器淤血。以上均可造成氧合器液面不易维 持，应及时告知外科医生
