（推薦精選）體外循環(huán)技術.ppt

1、體外循環(huán)技術,1,書中記載的一段回憶,1930年10月，一位女性患者行膽囊切除術后兩周突發(fā)肺動脈栓塞，Churchill教授對其進行了肺動脈栓塞摘除術（當時該術式并無存活案例），術后由后Gibbon醫(yī)生對其進行了臨終照顧，一個設想在他的腦海里逐漸形成， Gibbon教授記錄了當時的情景： 在那漫長的夜里，當患者的靜脈越來越充盈，血的顏色越來越黑的時候，我卻無助地望著患者苦苦掙扎。于是一個念頭自然而然的產(chǎn)生了，那就是如果有一種機器能夠把患者充盈的靜脈血持續(xù)不斷的引流出來，經(jīng)過和氧氣混合并排出二氧化碳，再持續(xù)注入患者的動脈，那患者將可能得救。我們將使血液繞過梗阻的血管，并在體外行駛心肺的部分功能。

2、自此之后Gibbon 一直致力于研究這一技術，并于23年后的1953年5月6日在世界上首次使用體外循環(huán)技術成功 地完成一例房間隔缺損心臟直視手術。,2,體外循環(huán)模型,3,什么是體外循環(huán)？,體外循環(huán)是利用特殊的人工裝置將回心靜脈血引出體外，進行氣體交換、調(diào)節(jié)溫度和過濾后，輸回體內(nèi)動脈的生命支持技術。體外循環(huán)的目的是暫時取代心肺功能，維持全身組織器官的血液供應和氣體交換，為心內(nèi)直視手術提供無血或少血的手術視野。（外科學第六版）,4,5,插管,6,儲血罐,7,一、將血液引出體外（肝素化是前提條件）,A：全身肝素化 健康的血管內(nèi)皮是生物相容性最好的接觸表面，血液一旦離開身體進入管道，都將不可避免的激活

3、和觸發(fā)人體防御機制，包括凝血、纖溶、補體、激肽等。體外的凝血會造成大量血栓，嚴重者造成肺栓塞和腦栓塞。因此體外循環(huán)前進行全身抗凝是必要的，而肝素是在體外循環(huán)中抗凝的較理想藥品，它起效迅速，容易被魚精蛋白中和，而且用ACT監(jiān)測方便，ACT延長與肝素劑量呈線性關系。,8,一、將血液引出體外,B:肝素的使用與監(jiān)測 過少的使用肝素會造成血栓的發(fā)生，過多的使用肝素又會造成術后出血和止血困難，但肝素本身的個體差異很大，如何和正確使用和監(jiān)測呢？ACT （激活全血凝固時間測定）為我們提供了參考依據(jù)： 肝素化前ACT的參考范圍是90-130s 肝素照片 靜脈給予肝素化：標準肝素3-4mg/kg 靜脈給藥后5分鐘

4、抽取動脈血檢測 ACT值不低于480秒 建立體外循環(huán)后每20-30分鐘復測 術后魚精蛋白中和后再次測定ACT,9,一、將血液引出體外,B:肝素的使用與監(jiān)測 ACT機器的原理與使用方法 試管內(nèi)置磁鐵和磁鐵檢測槽，將2ml全血注入含有活化劑（硅藻土或白陶土）的試管，混勻后將試管放入檢測槽，試管將被加溫及旋轉，血凝塊形成后，磁鐵就會隨著試管的旋轉而停止移動，探測器感應到磁場的變化就會停止計時并顯示時間,10,一、將血液引出體外,C：肝素化管道的使用 將管道內(nèi)膜進行肝素化可以模擬血管內(nèi)皮的特性，從而達到抑制凝血和減輕體外循環(huán)副作用，以美敦力公司肝素化管道為例，其優(yōu)點有： 與管道內(nèi)表面共價結合的肝素與內(nèi)

5、皮產(chǎn)生的肝素硫酸鹽一樣可以產(chǎn)生天然抗凝作用。 由于硫酸鹽帶有大量的負電荷，所以它像血管內(nèi)皮一樣可以排斥帶負電荷的血小板。 聚環(huán)氧乙烷有非常強的親水性，它可以形成一層穩(wěn)定的水層來供細胞附著和蛋白沉積。,11,二 、進行氣體交換,引出體外的靜脈血需要與氧氣結合，形成動脈血再回輸回動脈。那應該怎么做呢？ 把大象放入冰箱需要幾步？ 開門 放大象 關門 給靜脈血加入氧氣需要幾步？ 引流出靜脈血 找一個氧氣瓶接上氧氣管 把氧氣管放進靜脈血,12,二 、進行氣體交換,鼓泡型氧合器血液被動進入一個混合腔，這里的氧氣通過多孔發(fā)泡板流向血流，這樣形成含氧血泡，進行氧合，然后血液經(jīng)過硅油去泡劑清除氧合后血液中的氣泡

6、，再經(jīng)過絳綸布濾網(wǎng)過濾后進入貯血槽，經(jīng)血泵泵入主動脈。優(yōu)點是構造簡單，成本低，氧合性能好，消毒可靠，操作方便。缺點是發(fā)泡和去泡的過程會導致明顯的溶血，去泡不完全會導致氣栓，而且氧與血非生理性接觸，一般轉流時間不能過久。,13,二 、進行氣體交換,膜式氧合器：各種各樣的膜式氧合器設備在上世紀五十年代中期就被廣泛應用，但是直到80年代才解決降低預充量的問題，因簡單易行的使用才形成廣泛的商業(yè)化。不同于鼓泡式氧合器，在膜式氧合器中通血和氧氣是相互獨立的。通過利用聚丙烯半透膜或者硅樹脂膜等，氣體和血液之間沒有直接接觸。氣體交換是通過擴散的方式進行的，由膜兩側的血氣分壓差驅動。這和人體肺呼吸的機制相同，因

7、此膜式氧合器通氣方式更接近于生理過程。由于沒有發(fā)泡和去泡的過程，可明顯減少氣栓的產(chǎn)生，而且還可以單獨控制PO2和PCO2。 膜式氧合器的另外一個優(yōu)點是對血小板的影響較小，鼓泡式氧合器2h后血小板僅為術前的35%，4h后就全部消失了，而膜式氧合器24h后血小板為術前的39%，這使得術后滲血明顯減少，這使得膜式氧合器深受外科醫(yī)生的喜愛。,14,膜肺,15,二 、進行氣體交換,16,二 、進行氣體交換（番外篇）,： 20世紀50年代是外科手術取得重大發(fā)展的年代，很多標志性的手術在此時期開展，外科醫(yī)生對很多未知的領域開始了探索，其中l(wèi)illehei教授在氧合器性能還不能完全滿足心外科手術的情況下獨辟蹊

8、徑，創(chuàng)造性的使用了控制性交叉循環(huán)技術，其過程在倫理道德上受到很多人的反對，其手術方式也不具備可推廣性，但給大家提供了一些思考，讓我們了解一下這個駭人聽聞的控制性交叉循環(huán)技術吧。,17,二 、進行氣體交換,18,二 、進行氣體交換,這個手術是個大膽而新穎的設想，理論上的死亡率是200%。但實際上手術是在動物實驗取得滿意（早在1890年就開始陸陸續(xù)續(xù)有人進行動物實驗且lillehei教授自己也進行了大量的動物實驗）的基礎上進行的，手術共進行了45例且供體無一死亡，無一有后遺癥，手術病人28（62%）例存活且長期生存，30年后的隨訪中還有22例（49%）健在。 無論是生存率還是手術效果在當時也是很滿

9、意的，如今來看成功的原因有：當時的體外循環(huán)的還沒有條件對生理變化進行監(jiān)測，更不能對缺陷及時糾正，而交叉循環(huán)卻類似一個人工的胎兒和母體循環(huán)，有供體隨時自動糾正受體的生理變化，使病人術后順利康復。一年后的1955年，比較成熟的鼓泡式氧合器問世，心外科手術進入了一個新階段。,19,三、調(diào)節(jié)溫度,溫度的調(diào)節(jié)主要是為了配合外科手術，在阻斷主動脈手術中，降溫尤其重要，低溫可以在體外循環(huán)期間全身及臟器需氧量降低，從而產(chǎn)生保護作用，研究顯示，溫度每降低10度，全身氧耗降低50%。 降溫及復溫的過程必須緩慢，復溫過快（尤其是目標溫度與體內(nèi)溫度溫差超過10度）容易產(chǎn)生微氣栓，快速復溫時設定溫度過高，會造成主動脈高

10、溫血流直接灌注大腦，造成氧耗增加，損傷腦功能。還易造成體內(nèi)形成溫度階梯，核心溫度與體表溫度不匹配，影響復溫過程的判斷。 還有部分不需阻斷主動脈的手術，需要嚴密監(jiān)測體溫及保溫，避免體溫下降，造成心室顫動。,20,三、調(diào)節(jié)溫度,A、體外循環(huán)下溫度調(diào)節(jié)的類型：,21,三、調(diào)節(jié)溫度,B、溫度檢測的方法 正常人的溫度自內(nèi)而外存在一個溫度階梯，核心溫度（36.9-37.9）通常比表層溫度高2-3度，監(jiān)測時不同方式有不同的標準： 常用的鼻咽溫和耳道溫度接近腦溫、 食管溫度接近心臟溫度、 膀胱溫度、直腸溫度接近機體深部溫度。,22,三、調(diào)節(jié)溫度,C、體外循環(huán)本身對溫度的影響（降溫） 轉流過程中自然降溫 低溫預

11、沖液引起體內(nèi)熱量的丟失 灌注心臟停搏液（冷晶體溫度4-8度、冷氧合血溫度8-10度） 術野沖洗等,23,三、調(diào)節(jié)溫度,D、降溫 通過變溫水箱對氧合器進行降溫 通過調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度降溫 通過制冰機制造冰泥放在心臟表面進行局部降溫 冰帽對腦局部降溫保護,24,三、調(diào)節(jié)溫度,E、復溫 通過變溫水箱對氧合器進行升溫 通過室溫調(diào)節(jié)升高溫度 通過輸液系統(tǒng)進行加溫 通過溫毯進行加溫,25,四、過濾,體外循環(huán)過程中有微栓產(chǎn)生，這些微栓會直接阻塞微血管，對組織器官產(chǎn)生損傷，特別是腦和肺。 體外循環(huán)中微栓來源 固體栓子：預沖庫血中有大量的變性血小板和白細胞，泵管在滾壓摩擦中脫落的微栓，心內(nèi)的贅生物、組織碎片，血液在體

12、外循環(huán)的異物表面接觸中產(chǎn)生的微栓， 氣體栓子：微氣栓是體外循環(huán)中常見的栓子，包括氧合過程中產(chǎn)生的微氣栓和和復溫過程中溫差過大產(chǎn)生的氣栓，還包括血流在管道中湍流形成的微氣栓。,26,四、過濾,越來越多的研究證明了微栓對于腦的損傷和對于精神癥狀的影響，而濾器的有效利用極大的減少了此類癥狀，濾器的種類多種多樣，可以裝在體外循環(huán)裝置的很多地方，從而有效的祛除栓子。最重要的是動脈微栓，它是體外血進入人體的最后一個關口。,27,四、過濾,28,29,五、輸回體內(nèi)動脈,引言：在體外循環(huán)中氧合器代替了肺的通氣功能，而血泵則替代了心臟的功能。 血液在體外完成氧合后必須有動力把它輸回體內(nèi)的動脈，因此，血泵的重要作

13、用不言而喻，同時，它還需要滿足以下苛刻的條件： 必須在克服500mghg的阻力的同時提供7l/min的流量 泵的運轉要盡可能少的損害血液細胞，減少溶血 所有與血液接觸的部分應該是沒有任何死腔的光滑表面，防止血液停滯和湍流 設計簡單，使用安全，測量血流量準確 一旦發(fā)生斷電情況，可手動操作,30,五、輸回體內(nèi)動脈,滾壓泵是由一個內(nèi)置轉子的半圓形槽組成，兩個泵頭呈180度放置，推動血液在槽和轉子之間流動。其中一個滾軸離開泵槽時，另外一個滾軸恰好進入泵槽，血液單項流動。滾壓泵設計簡單，價格便宜，使用方便，為各醫(yī)院使用的最主要的血泵。,31,五、輸回體內(nèi)動脈,離心泵 內(nèi)置磁鐵在電機的帶動下，使錐形葉輪高

14、速旋轉，帶動液體流動 液體在離心力的作用下在離心杯側壁形成壓力，由側壁開口流出 在離心杯中央形成低壓區(qū) 液體即可隨葉輪轉動進入離心杯，從而產(chǎn)生有效的血液灌流 葉輪旋轉速度越快，液體產(chǎn)生的離心力越大,32,五、輸回體內(nèi)動脈,33,五、輸回體內(nèi)動脈,離心泵和滾壓泵特點： 離心泵最大的優(yōu)點是血液成分破壞少，相比較滾壓泵有較長的使用時間（一般最長可達1-2周）。而且對于前負荷和后負荷敏感，能在一定程度內(nèi)自身調(diào)節(jié)，還有靈活性，離心泵馬達小，可通過導線連接在一定范圍內(nèi)移動，這些都在ECMO中有無可替代的優(yōu)勢。 滾壓泵流量結構簡單，使用成本較低，因此在外科手術中占據(jù)了半數(shù)以上的份額，但是因為滾壓過程中易對血液產(chǎn)生剪切力，血液破壞多。 據(jù)文獻顯示，離心泵能有效縮短病人在ICU停留時間，減少花費，從而抵消較貴的泵頭支出，還有待以后再探討。,34,結語與導讀,ECMO區(qū)別于傳統(tǒng)的體外循環(huán)： ECMO是密閉性管路無體外循環(huán)過程中的儲血瓶裝置，體外循環(huán)則有儲血瓶作為排氣裝置，是開放式管路； ECMO由于是由肝素