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体外循环简介麻醉科俞淑萍 体外循环 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 这一装置分别称为人工心和人工肺 也统称为人工心肺 人工心肺装置或体外循环装置 体外循环设备及装置 氧合器过滤器人工心肺机变温水箱监测装置体外循环管路和插管 氧合器 人工肺 种类 a 鼓泡式氧合器b 膜式氧合器 膜肺 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 人工心肺机 组成 血泵 控制台 显示器 监测装置 后备电源及安全报警系统组成 人工心肺机 血泵 人工心 a 滚压泵b 离心泵控制台 各种按钮 开关组成显示器 有流量 压力 温变 电压 时间等安全报警系统 有高灌注压 低平面 低电压报警等后备电源 蓄电池 在停电后仍然让整机工作2小时左右 变温水箱 用于体外循环中患者的体温升降和心脏停博液的变温JOSTRA 容量33L 变温3 41 提供温度相同的二路循环水路 监测装置 生命体征监测装置 心电图 动静脉血压 鼻肛温 连续动静脉血氧饱和度监测仪 可根据测得的数据调节氧流量 观察膜肺氧合效果 激活全血凝固时间监测仪 ACT 在转流过程中ACT 480S 血气电解质监测仪脑氧饱和度监测仪 体外循环管路和插管 管路 a 动脉灌注管路 b 静脉引流管路 c 泵管 d 吸引管路 e 氧气管 f 排气 测压管 g 静脉总干 h 连接管 6 体外循环管路和插管 插管 A 动脉插管B 静脉插管C 左心吸引管D 右心吸引管F 心脏停博液灌注管 动脉插管 a 心主动脉插管b 股动脉插管c 颅脑选择性顺行动脉灌注插管d 小切口动脉插管 静脉插管 a 上 下腔静脉插管b 腔房管 又称右房管c 股静脉插管 心脏停博液灌注管 a 主动脉根部灌注针b Y型停博液灌注针c 冠状动脉窦直视灌注管d 冠状静脉窦逆行灌注管e 多头灌注管 体外循环装置示意图 转流基本流程 管路连接预充排气调节泵头降温开始转流与台上插管连接主动脉阻断灌注停搏液手术操作主动脉开放倒吸排气升温复跳并行循环停机 体外循环灌注技术 基本灌注技术常温体外循环 1 适应证 用于心内操作简单 手术时间短者 2 方法 体外循环中保持体温正常 因预充液的温度较低 要求体外循环中应用复温装置保持正常体温 高流量灌注 成人流量 2 4L m2 min 1 儿童流量 3 2L m2 min 1 平均动脉压维持在8 0 10 6kpa 60 80mmHg 轻度血液稀释 HCT维持在30 左右 基本灌注技术 浅低温体外循环 1 适应证 用于病情不重 心内畸形不太复杂 心功能较好 手术可在短时间内完成者 如房 室缺修补 单瓣置换等 2 方法 体外循环中鼻咽温降至28 30 左右 心内操作即将结束时开始复温 复温至鼻咽温 32 停止 使心脏易于复跳 复跳后复温至35 37 左右 较高流量灌注 成人流量2 0 2 4L m2 min 1 儿童流量2 8 3 2L m2 min 1 成人平均动脉压维持在 6 6kpa 50mmHg 儿童维持在 5 3kpa 40mmHg 中度血液稀释 HCT维持在24 27 左右 心肌保护方法从升主动脉根部灌注含血或晶体含钾停搏液 每30分钟灌注一次 心表及心腔内冰盐水侵泡 升主动脉阻断期间要求心电图始终呈直线 无心电活动 基本灌注技术 中低温体外循环 1 适应证 用于病情严重 心内畸形复杂 心功能差者 如重症单瓣置换术 双瓣置换术 二次瓣膜置换术 冠状动脉搭桥术 部分大血管手术等 2 方法 体外循环中鼻咽温降至25 肛温降至28 心内操作即将结束时开始复温 复温至鼻咽温 32 停止 使心脏易于复跳 复跳后复温至35 37 左右 中等流量灌注 成人流量1 6 2 0L m2 min 1 儿童流量2 4 2 8L m2 min 1 成人平均动脉压维持在 6 6kpa 50mmHg 儿童维持在5 3kpa 40mmHg 以上 中度血液稀释 HCT维持在24 左右 心肌保护方法同上 基本灌注技术 深低温低流量体外循环 1 适应证 用于病情严重 心内畸形复杂 侧支循环丰富 心内手术时有大量回血者 如紫绀型先心矫治术 大的动脉导管未闭直视缝合术 部分大血管手术等 目的是减少心内回血 减少血液有形成分的破坏 防止气栓的发生 同时避免重要脏器的缺血 2 方法 体外循环中鼻咽温降至20 肛温降至25 为使体表和内脏降温均匀 麻醉诱导后可用边温毯进行体表降温 心内操作即将结束时开始复温 复温至鼻咽温 32 停止 使心脏易于复跳 复跳后复温至35 37 左右 低流量灌注 流量 30ml kg 必要时可进行微流量灌注 流量5 10ml kg 此时不是进行脏器灌注 而是防止气栓进入动脉系统 中度或中深度血液稀释 HCT维持在21 左右 心脏复苏阶段采用加库血 滤水 利尿等方法 将HCT提高到24 30 心肌保护方法同上 基本灌注技术 深低温停循环体外循环 1 适应证 用于婴幼儿心脏直视手术 使术中心内无血无插管 便于手术操作 缩短体外循环时间 用于成人部分大血管手术和少数操作非常困难的手术 可以保证无血的手术视野 2 方法 麻醉诱导后尽早头部放置冰袋 为使体表和内脏降温均匀 全身变温毯体表降温 体外循环中鼻咽温降至15 肛温降至20 左右 停止循环时 先停止主动脉灌注 术者挤压患者腹部 静脉放血至储血罐内 阻断腔静脉 进行心内手术 恢复循环时 先开放升主动脉 缓慢灌注血流 再开放静脉引流 逐渐提高灌注流量 中深度血液稀释 HCT维持在18 21 心脏复苏阶段采用加库血 滤水 利尿等方法 将HCT提高到24 30 心肌保护方法同上 基本灌注技术 上下半身分别灌注 1 适应证 用于主动脉弓降部动脉瘤 主动脉离断 主动脉缩窄 及重症法四患者 2 方法 上半身灌注可在升主动脉插管 头部灌注可在无名动脉 颈总动脉插管 上半身灌注可在股动脉 髂动脉 降主动脉插管 上 下半身灌注流量分配为1 2 但主要根据静脉血氧饱和度 上 下肢血压来调整灌注流量 应分别有两个泵灌注来保证流量 心内手术完成后 逐渐减少下半身灌注 过渡到完全升主动脉灌注 一般采用中度低温 鼻咽温降至25 肛温降至28 中度血液稀释 HCT维持在24 的方法 心肌保护方法同上 特殊灌注技术 心室辅助循环急诊体外循环搏动灌注体外循环膜肺氧合 ECMO 特殊灌注技术 心室辅助循环适应证 病人进行成功的心脏手术后不能脱离体外循环 用常规方法 改善容量负荷 正性肌力药或血管活性药治疗 主动脉球囊反搏 处理无效的患者 心脏手术后72小时内 发展为低心排综合征 用常规方法无效的患者 在手术室或ICU用常规方法不能纠正的反复发作的恶性心律失常患者 排除下列影响因素 血气或电解质紊乱 低血容量 低氧血症 外科出血等 心肌梗死后的心源性休克 严重动脉粥样硬化不能应用主动脉球囊反搏者 心脏移植后心衰的辅助 特殊灌注技术 体外循环膜肺氧合 ECMO 定义 ECMO是指通过长时间体外循环 对一些呼吸或循环衰竭患者进行有效支持 使心肺得以充分地休息 为心功能的恢复赢得宝贵的时间 适应证 ECMO呼吸支持指征 1 肺氧合功能障碍 PaO2 50mmhg 2 急性肺损伤PaO2 40mmhg PH小于7 3达2小时 人工呼吸3小时后 PaO2 55mmhg PH小于7 4 人工呼吸出现气道压伤 ECMO循环支持指征 基本同心室辅助 部分ECMO循环支持是为了等待合适的心脏供体进行心脏移植 禁忌证 体重小于2000g 或胎龄不足32周的新生儿在ECMO肝素化后易发生颅内出血 死亡率高达94 机械通气达7天为相对禁忌 长达10天为绝对禁忌 与肺纤维化和不可逆改变有关 严重的先天性肺发育不全 合并其他严重畸形及重要脏器损伤 体外循环中监测及调节 生理指标的监测动脉压 成人标准应维持在50 80mmHg 婴幼儿维持在30 70mmHg中心静脉压 CVP 静脉引流通畅时应为零或负值 左房压 LAP 正常值为5 15mmHg 体外循环中最高不宜大于10mmHg 重症者除外 心电图 ECG 复跳后心率在80 100次 分最为理想 温度 根据手术同基本灌注技术 要求停跳时心温在15 以下 神经系统功能 瞳孔大小的观察是最直接有效的方法 婴幼儿可监测前囟门的压力 其次有脑氧饱和度 脑电图 诱发电位反应等 尿量及性状 一般要求转流中尿量大于1ml kg h 1 pH值在6 8 7 0 血红蛋白尿的程度可尿色来鉴别 体外循环中监测及调节 灌注指标的监测流量成人流量 2 4L m2 min 1 儿童流量 3 2L m2 min 1 平均动脉压维持在8 0 10 6kpa 60 80mmHg 泵压主泵压应小于40kpa 300mmHg 停跳液灌注压成人在32 0kpa 240mmHg 儿童在20 0kpa 150mmHg 氧合器血平面吸引泵的流量动静脉管路情况血液氧合情况抗凝和凝血血气及生化指标的监测 体外循环的一般管理 体外循环前的准备体外循环系统的安装及预充排气体外循环预充和血液稀释 体外循环前的准备 了解病史及患者的基本情况 包括全身情况 精神状态 各系统功能 尤其是循环 呼吸系统 肝肾功能等 了解各项检查结果a 一般检查 HCT 如HCT 45 可考虑诱导后转流前放血 患者贫血 可考虑库血预冲 术中应用超滤等 b 特殊检查 心电图 心超 胸片等c 术前讨论d 体外循环仪器和物品的选择e 药物的准备 体外循环系统的安装及预充排气 将储血罐 氧合器 滚压泵 过滤器 氧气 变温水箱 用各种体外管道按一定的顺序方向 连接成一个密闭的循环管道 在储血罐内注入预充液进行排气 调节泵头松紧 体外循环预充和血液稀释 体外循环预充预充 预先用一定量的液体将循环管道充预充排气 是将管道中的气体排出预充液的种类 晶体液 乳酸林格 碳酸氢钠 钾 钠 镁等离子成份胶体液 代血浆 贺斯 新鲜新冷冻血浆白蛋白库血 体外循环预充和血液稀释 血液稀释 大量补性液体进入内 等种原因使组织间液体转移进入血管内 使血管量升高 而HCT及血红蛋白 HB 浓度降低 血液稀释程度分级 轻度 HCT30 中度 HCT20 29 中重度 HCT15 19 重度 HCT10 14 极重 HCT10 体外循环预充和血液稀释 血液稀释对机体的影响 血凝凝固性降低 凝血功能障碍 血动力学粘滞度降低 外周阻力下降 血流加快 回心血量增加 心脏血液稀释后 心排量和冠状动脉血流增加 同时心肌做功和耗氧增加 脑血液稀释后 由于血液粘滞度降低 和心排量增加 脑灌注量增加 但要注意适当的血液稀释度 过度会造成贪血性缺氧 肾肾小球滤过率增加 肾小管重吸收相对减少 肺血液稀释后部分液体进入肺组织 特别是大量应用晶体液进行血液稀释 可导致肺水肿 水盐代谢及酸碱平衡对其影响取决于预充液成分的稀释度 体外循环预充和血液稀释 血液稀释应用于体外循环的优点 1 减少血制品用量 2 血液稀释减少体外循环对细胞的破坏 3 全血粘滞度降低 血流速度加快 有利于微循环的灌注 保护重要脏器 体外循环预充和血液稀释 预充和血液稀释的方法计算公式 预计HCT 术前HCT 血容量 库血HCT 预充库血量 血容量 预充总量 库血用量 预计HCT 血容量 预充量 术前HCT 血容量 库血HCT预充总量 晶体预充总量 胶体预充量 库血量血液稀释的原则 转流过程中 血液HCT维持在25 左右 另外转流早期可稍低 复温后通过利尿 超流等措施 将HCT提高到25 婴幼儿及重症老年患者提高到27 体外循环中重量脏器的保护 心肌保护脑保护肺保护肾保护血液保护消化系统保护脊髓保护 心肌保护的主要方法 心脏停跳阻断后灌注停博液使心脏停跳 每30分钟灌注一次 停跳液灌注方法 冷晶体停跳液含血停跳液