【麻醉学4版】第21章　体外循环与体外膜肺氧合

作者：严敏单位：浙江大学医学院附属第二医院第二十一章

体外循环和体外膜肺氧合第一节体外循环第二节体外膜肺氧合重点难点熟悉了解掌握体外膜肺氧合的原理及其适应证、禁忌证和并发症体外膜肺氧合的主要装置和循环途径体外循环的原理和主要装置，体外循环的实施体外循环第一节1.概念：体外循环（extracorporealcirculation，ECC）是利用一系列人工装置将体内血液引流出体外，经过处理后再泵回体内的循环过程。2.狭义的体外循环，是将上、下腔或右心房的静脉血引流出体外，进行气体交换、调节温度和过滤等处理后，再泵入体内动脉的一项生命支持技术，又称心肺转流（cardiopulmonarybypass，CPB）。《麻醉学》（第4版）一、概念和原理3.原理：利用人工装置暂时代替心脏的泵血功能和肺的气体交换功能，以维持身体重要脏器的氧供和灌注。体外循环的主要装置包括血泵和氧合器，附加装置包括温度调控、过滤器、血液回收、储血、心肌保护液灌注、监测及管道等。各部分由体外循环管道及各种传感系统有机的组成一个整体。二、体外循环的装置《麻醉学》（第4版）三、体外循环的实施心脏手术体外循环前准备预充排气连接插管前并行循环降温主动脉阻断复温后并行循环心脏复跳停体外循环主动脉开放完全转流《麻醉学》（第4版）根据病人的病情，确定与手术相适应的体外循环方案。选择适宜的灌注泵、氧合器、插管管道和回收装置等耗材以及所需特殊用品。安装管道，并预充排气。检查设备是否正常运行。注入肝素，顺序插入主动脉插管和腔静脉引流管。

1.体外循环前的准备《麻醉学》（第4版）概念：指心肺转流开始到主动脉阻断前这一段时间。特点：由病人心肺和人工心肺机共同维持循环，是实现病人呼吸循环完全由人工心肺机支持的过渡阶段。过程：转流开始，先缓慢启动动脉泵，观察泵压，再逐渐松静脉钳，据动静脉压、储血罐内液面情况及心脏充盈度，调整合适的流量，维持出入量平衡。如无异常，开始降温，之后阻断上下腔静脉和升主动脉。阻断升主动脉时降低灌注流量，使心脏在低负荷状态下停博，进入完全心肺转流。要点：这一过程尽量维持血流动力学稳定，使之平稳过渡。

2.体外循环前期（前并行）《麻醉学》（第4版）概念：完全心肺转流是从上、下腔静脉和升主动脉阻断开始，到升主动脉开放、心脏复跳这一段时间。特点：病人呼吸循环完全由人工心肺机支持。心内直视手术的主要操作在这一阶段完成。应当密切监测灌注流量、动脉压、温度、抗凝、血气分析和电解质等。3.体外循环中期（完全转流）《麻醉学》（第4版）概念：指升主动脉开放、心脏复跳至停机这一段时间。特点：是心脏辅助阶段，从人工心肺机支持循环和呼吸，过渡到病人自身心肺支持循环和呼吸，进行系统全面的准备。过程：在心脏复跳后的并行循环阶段，逐步控制静脉回流，让心脏充盈，逐渐降低灌注流量，让心脏做功，直至停止转流。要点：充分的停机前准备，包括心功能的恢复、心血管药物的调整、体温和内环境的纠正等。

4.体外循环后期（后并行）《麻醉学》（第4版）体外膜肺氧合第二节1.概念：体外膜肺氧合（extracorporealmembraneoxygenation，ECMO）是采用体外循环技术对危重病人的呼吸和循环功能进行辅助支持。2.原理：是将血液从体内引流到体外，经膜肺进行气体交换，血液得到氧合并排出二氧化碳，血泵驱动血液循环流动，可进行较长时间的心肺支持。一、概念和原理3.ECMO是一种体外生命支持方法，主要适用于心肺功能严重受损的病人，在治疗期间，ECMO可部分或完全替代心肺功能，使病人的心脏和肺得到充分的休息，全身氧供和血流动力学处于相对稳定的状态，从而为病人心肺功能的恢复和原发病的诊疗争取时间。《麻醉学》（第4版）1953年Gibbon发明的体外循环机成功实施了第1例心内直视手术；1956年发明了膜式氧合器并在临床上应用，使长时间转流成为可能；1972年Hill报道第1例使用ECMO成功救治了一名急性呼吸窘迫综合征（ARDS）病人；目前，ECMO已成为一个医院危急重症救治水平的重要体现。体外膜肺氧合的历史《麻醉学》（第4版）ECMO的主要装置包括氧合器和血泵，附加装置包括变温水箱、空氧混合装置、监测装置、插管和管道等。二、ECMO的主要装置ECMO示意图《麻醉学》（第4版）血泵是驱动血液循环的动力装置，类似心脏的功能。ECMO首选离心泵作为动力泵。其工作原理是液体在作同心圆运动时产生离心力。离心泵的优点：安装移动方便，血液破坏小，可根据静脉回流量和动脉阻力自动调节灌注量，保持循环的相对稳定。离心泵的缺点：流量不易保持恒定，体循环阻力或血压的变化、插管扭曲等多种因素都可能导致泵输出量降低。1.血泵《麻醉学》（第4版）氧合器又称人工肺，是气体交换装置，作用是在体外将静脉血氧合成动脉血，并排出二氧化碳。ECMO大多采用膜式氧合器，又称膜肺，是现今最接近人体生理状况的一种氧合器，该种氧合器的气体交换是通过一层可透气的高分子膜进行的，其特点是气血不直接接触，仿生性较好。膜式氧合器主要有硅胶膜和中空纤维两种。2.氧合器《麻醉学》（第4版）ECMO与CPB同属于体外循环技术，但ECMO具有以下特点：适应长时间转流的需要；血液成分破坏较小；预充量较少；体积较小，便于移动，操作简单。三、ECMO和CPB的区别《麻醉学》（第4版）

CPBECMO血泵至少3个，通常为滚压泵1个泵，通常为离心泵氧合器开放式密闭式，肝素表面涂层抗凝常规肝素化，ACT>480秒少或不用肝素，ACT<220秒使用时间短，通常<8小时长，数天甚至数周建立途径开胸心脏插管股部或颈部动静脉插管更换无需，一次性适时更换氧合器及其他部件目的用于心脏手术支持心肺功能或等待器官移植地点手术室重症监护室、急诊室和手术室降温常用很少用储血槽有无血液稀释较大较小血栓过滤有无《麻醉学》（第4版）三、ECMO和CPB的区别ECMO和CPB的区别四、循环途径V-V转流的概念：通过静脉将病人体内的静脉血引出体外，经氧合器氧合并排出二氧化碳后泵入病人体内静脉。原理：在静脉血流经肺之前已进行气体交换，从而起到改善机体氧供的作用，但不能提供直接的循环功能支持。V-V转流主要适合严重呼吸衰竭的病人。循环路径：最常用的是经股静脉引出血液，然后经颈内静脉泵入。也可经颈内静脉引流，经股静脉泵入。或根据病人情况插入双腔管颈内静脉引流泵入。1.V-V转流《麻醉学》（第4版）V-A转流的概念：将病人体内的静脉血引出体外，经氧合器氧合并排出二氧化碳后泵入病人的大动脉。原理：与CPB的原理相似，未氧合的静脉血引流到体外，在体外氧合后再回输到大动脉，对呼吸和循环均起到支持作用。V-A转流主要适合心功能衰竭或呼吸衰竭伴有心功能受损的病人。循环路径：股静脉-股动脉、颈内静脉-股动脉等。2.V-A转流《麻醉学》（第4版）四、循环途径五、临床应用ECMO可以用于循环支持和呼吸支持，但由于ECMO的创伤较大、风险较高且对技术要求较高，因此一般只适用于常规治疗方法效果不佳，且死亡风险很高的病人。使用ECMO的病人的预后主要取决于心肺功能是否具有可恢复性。《麻醉学》（第4版）与常规治疗手段相比，ECMO的优越性体现在有效的改善低氧血症；有效的循环支持；避免长时间高浓度氧吸入所致的氧中毒；避免长时间机械通气所致的呼吸机相关性肺损伤；对血液成分破坏小，可以长时间心肺功能支持；对水、电解质进行可控性调节。《麻醉学》（第4版）与CPB相比，ECMO的优越性体现在周围血管插管，无需开胸；可以长时间转流；预充量小，血液稀释少；血液成分破坏小；肝素用量小，出血风险小；病人可清醒，可以不需要气管插管。《麻醉学》（第4版）（一）ECMO的适应证急性呼吸衰竭：对于采用常规治疗方法无效，死亡风险非常高（死亡率超过50%）的急性呼吸衰竭病人，如判断其病情具有潜在的可逆性，可考虑使用ECMO。新生儿呼吸衰竭：部分新生儿疾病引起的呼吸衰竭也是ECMO的适应证，如胎粪吸入综合征、先天性膈疝、呼吸窘迫综合征和败血症等。通常可使用V-V转流《麻醉学》（第4版）心功能衰竭：各种原因导致的心功能衰竭难以通过常规治疗维持有效循环的病人，如判断其病情具有潜在的可逆性，可考虑使用ECMO进行循环支持。通常使用V-A转流。爆发性心肌炎；急性心肌梗死导致心源性休克；急性肺栓塞引起循环衰竭和严重低氧血症；心脏手术后严重低心排、肺动脉高压，无法脱离CPB；心脏移植的术前等待期间，血流动力学难以维持。《麻醉学》（第4版）（一）ECMO的适应证（一）ECMO的其他适应证随着医疗水平的提高、ECMO使用经验的积累，ECMO救治的危急重症越来越多，其适应证也在不断扩大。各种化学品、药物和毒素等造成的难以救治的循环衰竭、呼吸衰竭，如有报道使用ECMO成功救治农药百草枯中毒引起的呼吸衰竭，但大多为病例报道。某些特殊手术，如气道肿瘤、巨大颅内动脉瘤等，需要体外循环时，因ECMO使用的肝素少，对凝血的影响也较CPB小。器官移植受体、供体在移植前的生命支持。《麻醉学》（第4版）（二）ECMO的禁忌证显著的出血倾向；预后很差的疾病，如恶性肿瘤的终末期；不可逆的器官功能衰竭（心、肺、肝、肾等）；脑死亡的病人；无法控制的脓毒血症；重度免疫抑制。《麻醉学》（第4版）（三）ECMO的并发症机械性（设备、耗材相关）并发症病人相关并发症管道内血栓形成插管问题气栓氧合器故障其他出血神经系统并