体外循环病理生理

体外循环心血管外科手术包括心腔内手术、大血管手术及心脏表面的手术。

可以想象,在搏动并充满血液的心脏或血管内是无法进行手术的，必须提供安静无血清晰的手术野，以便于认清解剖畸形并实施手术操作。

体外循环的应用即为外科医生提供了这种条件。

体外循环是指用一种特殊装置暂时代替人的心脏和肺脏工作,进行血液循环及气体交换的技术。

这一装置分称为人工心和人工肺，亦统称人工心肺、人工心肺装置或体外循环装置。

主要应用于心脏、大血管手术。

体外循环时，静脉血经上、下腔静脉引入人工肺进行氧合并排出二氧化碳,氧合后的血液又经人工心保持一定压力泵入体内动脉系统,从而既保证了手术时安静，清晰的手术野，又保证了心脏以外其他重要脏器的供血，是心脏大血管外科发展的重要保证措施，1953年Gibbon首例应用于临床。

体外循环基本装置：包括血泵、氧合器、变温器、贮血室和滤过器五部分。

体外循环装置示意图血泵：即人工心，是代替心脏排出血液，供应全身血循环的装置。

根据排血方式分为滚压泵和离心泵两种。

目前仍以滚压泵应用较广泛，射出血液为平流，以滚压式泵为主，靠调节泵头转动挤压泵管排出血液。

氧合器：即人工肺。

代替肺脏使静脉血氧合并排出二氧化碳。

目前使用的有两种类型：①鼓泡式氧合器：血液被氧气（或氧与二氧合碳混合气）吹散过程中进行气体交换，血液中形成的气泡用硅类除泡剂消除，根据形态有筒式和袋式；②膜式氧合器（膜肺）：用高分子渗透膜制成，血液和气体通过半透膜进行气体交换，血、气互相不直接接触，血液有形成分破坏少，其外形有平膜式和中空纤维式。

（人工心肺机就是由氧合器和血泵及辅助设备组成的,能进行体外循环的机械装置.）变温器：是调节体外循环中血液温度的装置，可作单独部件存在，但多与氧合器组成一体。

变温器的水温与血温差应小于10—15°c,水温最高不得超过42°c,用于体外循环中患者的体温降升和心脏停搏液的变温。

贮血室：是一容器，内含滤过网和去泡装置，用作贮存预充液，心内回血等。

•体外循环技术概述•体外循环技术操作流程•体外循环技术的临床应用•体外循环技术的并发症及防治•体外循环技术的培训与资质认证目•体外循环技术的未来发展趋势与挑战录定义原理定义与原理发展历程体外循环技术自20世纪50年代诞生以来，经历了多年的发展和完善，现已成为心外科手术、心肺复苏等治疗的重要技术手段。

临床应用体外循环技术广泛应用于心外科、胸外科、神经外科等领域，为各类手术提供了更为安全、有效的治疗方式。

发展历程与临床应用适应症禁忌症适应症与禁忌症术前准备病情评估医生、护士和麻醉师等组成的专业团队，共同讨论手术方案和可能出现的风险，并制定应急预案。

术前讨论术前准备术中操作使用适当的麻醉药物，使患者进入全身麻醉状态，并实施气管插管等操作。

麻醉诱导体外循环建立心肌保护手术操作通过股动脉和股静脉插管，建立体外循环通路，将患者的心脏和肺脏与手术区域隔离。

在手术过程中，使用心肌保护液等物质，确保心脏在手术期间的正常功能。

根据病情和手术方案，实施相应的手术操作。

术后处理030201心外科手术心脏瓣膜置换手术心室辅助装置植入手术冠状动脉搭桥手术03肝硬化门脉高压症治疗肝移植手术01肝移植手术02肝肿瘤切除术肺动脉狭窄矫正术心室间隔缺损修补术婴幼儿复杂先心病手术婴幼儿复杂先心病手术术中并发症及防治出血01血栓形成02气体栓塞03器官功能衰竭体外循环可能会对其他器官的功能产生影响，如肾功能衰竭。

医生需要密切监测患者的生命体征，并及时采取相应的治疗措施。

感染术后感染是常见的并发症之一。

医生应严格遵守无菌操作原则，并使用抗生素预防感染。

神经系统并发症体外循环过程中可能会对神经系统造成影响，如意识障碍或肢体运动障碍。

医生需要评估患者的神经系统状况，并及时采取相应的治疗措施。

术后并发症及防治特殊情况下的处理与应对措施患者不耐受对于一些特殊患者，如年老、体弱或患有多种疾病的患者，可能需要特殊处理和应对措施。

医生需要根据患者的具体情况制定个性化的治疗方案。

体外循环的概况及方法北京安贞医院一、体外循环的历史二、体外循环灌注人员的组成及要求三、体外循环的基本原理四、体外循环的设备五、体外循环的病理生理改变六、体外循环的实施方法体外循环的历史1812年LaGallois 提出用泵灌动脉血维持器官生命的设想，用血灌注斩下的兔头，但血凝固了。

1821年Prevost 和Dumas制出去纤维蛋白的不凝固血1828年Kay 用静脉血人工循环使死亡的动物肌肉恢复活动性1848-1858年Brown-Sequard 认识到用氧合的血灌注离体动物之头，使之能保护某些神经反射1868年Luduig和Schmidt制成可以维持恒压的灌注装置1882年Von Schroder制成第一套鼓泡式氧合器，用空气吹入静脉血使之氧合1885年Von Frey 和Max Gruber制成第一套人工心肺机，用倾斜旋转圆筒使血成薄膜状，氧合血液并制成螺旋形的储血槽和变温器，泵如注射器。

1809年Sacobi用手间歇挤压放在动脉端的橡皮束，以产生搏动血液。

1900年Landstiner ABO血型1914年Jay Mc Clean发现了肝素1915年Richands 和Drinker制成微孔过滤器，使静脉血通过微孔丝网，并用活塞驱动玻璃圆筒泵1915年Hooper研制鼓泡式氧合器，灌注离体肾，研究搏动压与肾功能的关系，并发明了螺旋式氧合器（硬橡皮蝶片），灌注动物的头。

1926年Bronstein 制成一种氧合器，血通过二个平行的圆筒，内有许多玻璃珠，使血氧合，用活塞泵泵血1929年Brukhonenko用生物肺氧合血，灌注截下的狗头，可以保持几小时有反应。

1934年DeBakey发明了180度转动泵1935年Alexis Garrel和Ghales Lindberg用硼硅酸玻璃泵灌注离体器官，存活一个月，搏动灌注。

1936年两件重要事情发生（1）肝素纯化；（2）发现了ABO血型1937年John Gibbon 心脏直视手术的创始人，他在短暂阻断肺动脉期间用螺旋式氧合器进行体外循环维持了狗的生命1938年鱼精蛋白的应用，对凝血机制的控制有了主动权。

第77章体外循环第1节体外循环原理和用品一、外循环概况和原理（一）体外循环概况体外循环临床实践从开始至今近50年历史，当回顾Lillehei首次描述人体交叉循环（图77-1）和Gibbon首次将体外循环成功应用于患者的经历时，我们很难想象老一代学者面临的困难。

再看看当今体外循环的发展，我想老一代学者亦同样难以估计当今体外循环在理论、设备、实践所发生的巨大变化和进步。

目前全世界每天开展2000例体外循环手术。

体外循环已广泛地用于心脏外科、胸部肿瘤手术、肾脏肿瘤的切除、复苏术、创伤、介入治疗支持、肝移植、中毒抢救等方面。

体外循环是指将血液从左心房或右心房引出，经泵氧合注入动脉，从而为外科或其他的治疗方法提供有利条件。

另外体外循环中还可进行有效的温度调控，心肌保护液的灌注，手术野的血液回收、超滤等。

由于篇幅有限，本章体外循环主要介绍三大部分：第一，机械性装置，如泵、氧合器、滤器、超滤器等；第二，体外循环的管理，如血液抗凝和拮抗、流量和压力调节等（作为体外循环医务工作者应在这二方面均有良好知识和技能）；第三，体外循环在非心脏手术中的应用。

体外循环工作的开展尚需和外科医生及麻醉医生的充分配合，并需要良好的监测手段。

虽然体外循环有很大的发展，但很多问题尚需不断地完善和探索。

（二）体外循环基本原理我们用一张示意图（图77-2）简述体外循环的基本原理。

未氧合的血液通过静脉管（O）从右心房（或上下腔静脉）以重力引流的方式至氧合器（H）的静脉回流室。

在静脉引流管和动脉输入管道上有血气监测装置（J），可连续监测和判断机体的氧供和氧耗的平衡情况。

在静脉引流管有一流量调控装置（K），可控制静脉回流量或心脏充盈情况。

静脉回流室同时接受心外吸引（B）和心内吸引（C）的血液（或液体）。

心外吸引或俗称右心吸引，一般通过吸引头（L）和滚压泵（B）将心腔外或可见视野的血液（或液体）吸至回流室。

心内吸引（俗称左心吸引）一般以一特制导管（M）置于心腔内，通过滚压泵（C）将心内非可见血液吸至回流室，它可防止左心膨胀。

第三章体外循环生理及病理生理要点：●体外循环导致的最主要病理生理变化是由于血液接触管道表面的人工材料所引起和导致的血液破坏及介导的反应。

●其他导致异常生理反应的因素包括：产生异常血流、低温、血液稀释。

●虽然体外循环能明确导致肠道渗透性及功能变化，但是许多胃肠道并发症其实与术后的低心排状态有关。

●体外循环后肾功能一定程度的功能失调相当常见，并且与术前功能、体外循环的时间长短、术后的心脏输出功能等有关。

●肺功能总是被体外循环削弱，但是一般来说，这些对临床的影响比以前要少的多●神经及神经精神的功能失调是体外循环导致的重要不良后果，依据使用标准不同，其发生率在1%到80%之间。

一、前言体外循环的准确定义是指使用人工设备的方法来保持对正常生理循环的完全支持。

在近半个世纪来，在医学治疗中取得了大量的进步，但是事实上它仍然是非生理性的。

我们知道，心脏外科离不开体外循环，因此最常规的体外循环目前还在使用，允许心脏和肺被静止的时间不断延长，为心脏手术提供便利。

其他目前不常用的体外循环如体外膜肺氧合（ECMO）、体外二氧化碳移除和心室辅助装置等。

最近的先驱性工作是建立全人工的心脏或者至少能够支持循环延长时间的装置直到成为心脏移植的“桥梁”。

在过去5年，大量的研究和金钱投入到这些项目中并取得一些突破性进展，进一步鼓舞了其在临床上的应用。

尽管上面提到的不同类型的体外循环应用有很多种变化，，但他们都遵循相同的基本原则。

由于炎症反应和体外循环与本章的目的相关，我们将关注体外循环，读者应清楚的是，大部分的病理生理后遗症是由体外循环引起的。

1、历史背景尽管最早的建立人工循环的历史可追溯到19世纪早期，但是直到1953年才由Gibbon将体外循环应用于临床（Brown－Sequard，1858；von Frey及Gruber，1885；Galleti 及Mora，1995）。

当时Gibbon成功的利用体外循环，为一位年轻的女性修补了房间隔缺损。

体外循环是怎么建立起来的，及它的原理邮编：618000你知道吗？在医生进行心脏手术时，为了保证手术的顺利进行并避免患者出现生命危险，他们会使用一项名为“体外循环”的技术。

这种技术可以让机器代替人体心脏和肺的功能，让血液在体外进行处理后再回输给患者，从而确保人体的正常工作。

体外循环的发明彻底改变了心脏手术的历史，也为其他领域的手术提供了有力的支持。

本文将从体外循环是怎么建立起来的、体外循环的原理两个方面，带您深入了解这项伟大的医学技术。

一、体外循环是怎么建立起来的？（一）体外循环的发展历程体外循环，是指在手术期间通过机器代替人体肺和心脏的功能，使血液继续循环的技术。

它的发明彻底改变了心脏手术的历史。

早在19世纪初，医生就开始使用人工气道和负压呼吸机来支持无法自主呼吸的病人。

这些方法虽然能够帮助病人维持生命，但并不能完全替代肺部的功能。

直到20世纪初期，随着医学技术的不断进步，体外循环才逐渐成为可能。

最初的体外循环方法是借鉴动物研究中的实验经验。

1929年，美国科学家John Gibbon成功地使用一台原始的氧合器将一只狗的血液从体内抽出、氧合、加热和过滤后输回到体内，这标志着体外循环技术的先驱。

到了1950年代，人们逐渐开始使用瓶装血液来替代失血的病人的血液。

1953年，Christian Barnard成功完成了世界上第一例心脏移植手术，这为体外循环技术的进一步发展起到了巨大的推动作用。

1960年代，随着人工心脏瓣膜的发明和固定用于心脏手术的人工循环机的出现，体外循环才真正变得可行。

现在，体外循环已成为现代心脏手术中必不可少的工具之一。

借助体外循环，将病人的血液抽出来，通过一系列的管道和机器处理后再输回病人体内，医生们可以更加安全地进行手术。

这项技术也被广泛应用于其他领域的手术，如肝脏移植、肾脏移植等。

不可忽视的是，体外循环仍然存在一些风险，如血栓、感染、出血等，因此需要专业人员的操作以及仔细的监测。

体外循环-病理生理体外循环后发生的病理生理改变A.体外循环对血液的影响(一)体外循环中血液系统变化的病因学1、血液稀释1)血液稀释重要的病理生理学改变是血液的有形成份减少，血液的粘滞度降低。

红细胞减少将产生急性贫血及机体代偿性反应，晶体液稀释造成血浆蛋白减少，胶体渗透压下降而出现水潴留，以及钙镁钾钠等水盐代谢和酸碱平衡的改变。

这些与稀释液的性质、稀释持续时间、稀释方法及程度有关。

2)血液稀释造成的血液系统的影响(1)血液携氧能力血球压积在30%以上时对红细胞携氧能力影响不大，但在20%以下时，携氧能力明显下降。

当血球压积不低于20%时，红细胞携氧能力不受影响，微循环血流量增加，血液分布均匀，因此组织实际摄氧量增加。

(2)血液凝固性与血浆中纤维蛋白原浓度关系最大，其次与凝血因子及抗凝物质的浓度有关。

血液稀释时，由于纤维蛋白原及血中凝血因子被稀释，血液凝固性降低。

2、体外循环1)人工心肺及循环管路等均由人工材料组成。

体外循环过程中，血液与大量的外源性异物表面接触发生反应是导致血液系统发生变化的主要原因，是诱发补体激活及血液凝集的起点。

2)物理因素包括泵的机械转动对泵管的挤压、主动脉插管太细、循环管道及接头内壁粗糙、管道打折或成角度、心内负压吸引等产生涡流和剪切应力变化，其中血液破坏最常见原因是负压吸引过多。

3)化学因素包括鼓泡式氧合器祛泡涂抹的硅油的脱落，环氧乙烷消毒剂的残留，塑料制品制作添加剂脱落等外毒素和转流过程来源于肠道的内毒素，术中通过静脉途径注入的各种药物也可能是有害于血液的。

4)生物因素体外循环中补体系统等激活血浆蛋白变性、组织碎屑、钙化斑块纤维蛋白、纱布纤维、滑石粉、库血中微凝块或心包腔中的脂肪球进入血液后，都可激发补体、凝血、纤溶及激肽等连锁反应，微栓是脑损害和多种脏器功能衰竭的重要原因。

3、大量输血大量输血可能加重患者术前存在的肝、肾疾病，特别是术前已潜在的止血功能异常，以致术后病人产生医源性出血。