胸外科學/體外循環的基本概念

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胸外科學

心血管外科的治療概況
- 介紹心臟大血管外科的成就、動態和發展方向
- 體外循環的基本概念
- 常見心血管疾病外科治療適應症和方法

體外循環是指用一種特殊裝置暫時代替人的心臟和肺臟工作，進行血液循環及氣體交換的技術。這一裝置分稱為人工心和人工肺，亦統稱人工心肺、人工心肺裝置或體外循環裝置。

體外循環時，靜脈血經上、下腔靜脈引入人工肺進行氧合併排出二氧化碳，氧合後的血液又經人工心保持一定壓力泵入體內動脈系統，從而既保證了手術時安靜，清晰的手術野，又保證了心臟以外其他重要臟器的供血，是心臟大血管外科發展的重要保證措施，1953年Gibbon首例應用於臨床。

體外循環基本裝置：包括血泵、氧合器、變溫器、貯血室和濾過器五部分（圖6-20）。

體外循環裝置示意圖

圖5-20 體外循環裝置示意圖

血泵，即人工心，是代替心臟排出血液，供應全身血循環的裝置。根據排血方式分為無搏動泵和搏動泵兩種。目前仍以無搏動泵應用較廣泛，射出血液為平流，以滾壓式泵為主，靠調節泵頭轉動擠壓泵管排出血液。搏動泵排出血液為搏動性可分為與心臟同步和非同步兩種。

氧合器：即人工肺。代替肺臟使靜脈血氧合併排出二氧化碳。目前使用的有三種類型：①血膜式，血液散布在平面上形成血液薄膜，與氧氣接觸並進行氣體交換，轉碟式為其代表，可重複使用，但費時費力，目前國內已極少應用；②鼓泡式，血液被氧氣（或氧與二氧合碳混合氣）吹散過程中進行氣體交換，血液中形成的氣泡用矽類除泡劑消除，根據形態有筒式和袋式，是目前應用最廣的，第四軍醫大學西京醫院研製並生產的西京-87型氧合器，其主要部件性能達國際水平，為國內各醫院歡迎；③膜式，用高分子滲透膜製成，血液和氣體通過半透膜進行氣體交換，血、氣互相不直接接觸，血液有形成分破壞少，其外形有平膜式和中空纖維式。

變溫器：是調節體外循環中血液溫度的裝置，可作單獨部件存在，但多與氧合器組成一體。變溫器的水溫與血溫差應小於10～15℃，水溫最高不得超過42℃。

貯血室：是一容器，內含濾過網和去泡裝置，用作貯存預充液，心內回血等。

濾過器：濾過體外循環過程中可能產生的氣泡、血小板凝塊、纖維素，脂肪粒，矽油栓以及病人體內脫落的微小組織塊等，不同部位應用濾過器的網眼各異。

體外循環心內直視手術，一般採用縱劈胸骨入路，縱行切開心包顯露心臟，從心內注射肝素2～3mg/kg，經檢測血液不凝後，順序插升主動脈灌注管和下腔靜脈，上腔靜脈引流管，分別與已預充好的人工心肺機相應管道連接，即可開始外循環轉流。體外循環預充，現在常規採用血液稀釋法，預充液應考慮滲透壓、電解質含量和血液稀釋度三方面。血液稀釋程度，各家掌握不一，血紅蛋白5～10g%之間，血球壓積10～30%不等。預充用的晶體液通常有乳酸林格氏液，生理鹽水，50%葡萄糖液等，膠體液可選用ACD血、血漿，白蛋白等，還需加入鉀、鎂、碳酸氫鈉以及抗菌素等。

體外循環方法，根據手術需要，可分為①常溫體外循環，用於心內操作簡單，時間短者。要求體外循環氧合性能好，能滿足高流量灌注需要；②淺低溫體外循環：採用體外循環血流降溫，心內操作期間鼻咽溫維持在28℃左右。心內操作即將結束時開始血液復溫，鼻咽溫至35～36℃時停止復溫；③深低溫微流量體外循環：多在心功能差，心內畸形複雜，側技循環豐富的患者應用。鼻咽溫降至20℃左右，心內操作關鍵步驟可將灌注流量降低，最低可達5～10ml/kg/分。既保持手術野清晰又防止空氣進入體循環發生氣栓。微量灌注實際上對機體是停止循環，要盡量縮短時間；④深低溫停循環，主要用於嬰幼兒心內直視手術和成人主動脈瘤手術。術中將體溫降至20℃以下，停止血液循環，可提供良好的手術野，但需具備良好條件和熟練的灌注技術。

心內手術期間，為了便於精細操作，獲得無血手術野，必須將升主動脈鉗閉，阻斷冠狀動脈血液循環，這就使心肌處於缺血缺氧狀態。早期手術死亡率高的主要原因之一就是心肌缺血壞死。為此，多年來許多學者致力於心肌保護的研究，以期在獲得無血手術野的同時，又能使心肌得到妥善保護，術後恢復良好功能，目前應用最廣的是全身中度低溫，心臟局部深低溫，主動脈內灌注冷停跳液法，全身溫度維持在28℃左右。心肌溫度維持在15～20℃，其方法是升主動脈阻閉後，由主動脈根部灌注配好的4℃冷停跳液，使心肌迅速停止活動，減少能量消耗，並每20分鐘灌注一次，同時心包內以冰泥包裹，或4℃生理鹽水循環灌注。因心內膜溫度偏高，必要時行心腔內降溫。

心內操作結束後，心臟復甦，停止體外循環，待循環穩定後，拔除心內插管，用魚精蛋白中和肝素。