胸外科学/体外循环的基本概念

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[[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。

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（图6-20）。

{{图片|gumvs3kt.jpg|体外循环装置示意图}}

图5-20 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。根据排血方式分为无搏动泵和搏动泵两种。目前仍以无搏动泵应用较广泛，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。搏动泵排出血液为搏动性可分为与心脏同步和非同步两种。

氧合器：即人工肺。代替肺脏使静脉血氧合并排出二氧化碳。目前使用的有三种类型：①[[血膜]]式，血液散布在平面上形成血液薄膜，与氧气接触并进[[行气]]体交换，转碟式为其代表，可重复使用，但费时费力，目前国内已极少应用；②鼓泡式，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，是目前应用最广的，[[第四军医大学]][[西京医院]]研制并生产的西京-87型氧合器，其主要部件性能达国际水平，为国内各[[医院]]欢迎；③膜式，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。

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℃，水温最高不得超过42℃。

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。

滤过器：滤过体外循环过程中可能产生的气泡、[[血小板]]凝块、纤维素，脂肪粒，[[硅油]]栓以及病人体内脱落的微小组织块等，不同部位应用滤过器的网眼各异。

体外循环心内直视手术，一般采用纵劈胸骨入路，纵行切开[[心包]]显露心脏，从[[心内注射]][[肝素]]2～3mg/kg，经检测血液不凝后，顺序插[[升主动脉]]灌注管和下腔静脉，[[上腔静脉]][[引流]]管，分别与已预充好的人工[[心肺机]]相应管道连接，即可开始外循环转流。体外循环预充，现在常规采用[[血液稀释]]法，预充液应考虑[[渗透压]]、电解质含量和血液稀释度三方面。血液稀释程度，各家掌握不一，[[血红蛋白]]5～10g%之间，血球压积10～30%不等。预充用的[[晶体]]液通常有[[乳酸]]林格氏液，[[生理盐水]]，50%[[葡萄糖]]液等，[[胶体]]液可选用ACD血、[[血浆]]，[[白蛋白]]等，还需加入钾、镁、[[碳酸氢钠]]以及[[抗菌素]]等。

体外循环方法，根据手术需要，可分为①常温体外循环，用于心内操作简单，时间短者。要求体外循环氧合性能好，能满足高流量灌注需要；②浅[[低温]]体外循环：采用体外循环血流降温，心内操作期间[[鼻咽]]温维持在28℃左右。心内操作即将结束时开始血液复温，鼻咽温至35～36℃时停止复温；③[[深低温]]微流量体外循环：多在心功能差，心内[[畸形]]复杂，侧技循环丰富的患者应用。鼻咽温降至20℃左右，心内操作关键步骤可将灌注流量降低，最低可达5～10ml/kg/分。既保持手术野清晰又防止空气进入[[体循环]]发生气栓。微量灌注实际上对机体是停止循环，要尽量缩短时间；④深低温停循环，主要用于婴幼儿心内直视手术和成人主[[动脉瘤]]手术。术中将[[体温]]降至20℃以下，停止血液循环，可提供良好的手术野，但需具备良好条件和熟练的灌注技术。

心内手术期间，为了便于精细操作，获得无血手术野，必须将升主动脉钳闭，阻断[[冠状动脉]]血液循环，这就使[[心肌]]处于[[缺血]]缺氧状态。早期手术[[死亡率]]高的主要原因之一就是[[心肌缺血]][[坏死]]。为此，多年来许多学者致力于[[心肌保护]]的研究，以期在获得无血手术野的同时，又能使心肌得到妥善保护，术后恢复良好功能，目前应用最广的是全身中度低温，心脏局部深低温，[[主动脉]]内灌注冷停跳液法，全身温度维持在28℃左右。心肌温度维持在15～20℃，其方法是升主动脉阻闭后，由主动脉根部灌注配好的4℃冷停跳液，使心肌迅速停止活动，减少能量消耗，并每20分钟灌注一次，同时心包内以冰泥包裹，或4℃生理盐水循环灌注。因[[心内膜]]温度偏高，必要时行心腔内降温。

心内操作结束后，心脏[[复苏]]，停止体外循环，待循环稳定后，拔除心内插管，用[[鱼精蛋白]]中和肝素。
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