體外循環(huán)技術的新進展
日期：2013-08-29
自從1953年Gibbon在世界上首次使用體外循環(huán)技術成功 地完成一例心臟直視手術,，至今已經近五十年了,，隨著國民經濟的發(fā)展和醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的進步,，我國心血管外科得到迅速發(fā)展,，全國各省市直至縣區(qū)能開展體外循環(huán)心臟手術的醫(yī)院，從二十年前的34所增加到今天近800所,，每年完成的心臟直視手術從1700例增加到30000例左右,，而廣東省就有近40家醫(yī)院開展了體外循環(huán)心臟手術。心臟外科與體外循環(huán)是不可分割的一個整體,，心臟外科的發(fā)展無疑也促進了體外循環(huán)技術的發(fā)展,。近年來，體外循環(huán)無論從理論還是從設備的先進性,、技術的革新上都取得了令人矚目的進展,，這些進步又促進了心血管外科以及其他學科的發(fā)展,。
一、體外循環(huán)概念的更新
體外循環(huán)從一開始就與心臟手術緊緊地聯(lián)系在一起,，四十多年來,，隨著醫(yī)學科學日新月異的發(fā)展，儀器設備的更新?lián)Q代,，體外循環(huán)的原理不變,，概念卻在不斷更新，其含義已遠遠超出了心臟手術這一固定的內涵,，體外循環(huán)已不再是心臟手術的專有名詞,，凡是需要心肺支持、血液暫時的旁路循環(huán),，都可使用體外循環(huán)技術。體外循環(huán)臨床應用的范圍已涉及許多領域,。目前,，體外循環(huán)除了應用于日益增多的心內直視手術外，心,、肺移植術,，大血管(胸/腹 主動脈瘤)手術，腎癌切除及下腔靜脈癌栓摘除術,，肝移植(靜脈-靜脈轉流)手術,，氣管手術，纖支鏡下肺灌洗(肺蛋白沉著癥)術等都使用了體外循環(huán)技術;在體外生命支持(extracorp oreal life support)這一新的領域里,，如心臟術后嚴重低心排綜合征,、左心/右心/全心衰 的輔助循環(huán)，急性呼吸功能衰竭(ARDS)的體外膜肺支持療法(ECMO),，有機磷中毒的超濾排毒以及在緊急心肺復蘇中發(fā)揮著越來越重要的作用,。同時，一些更新的領域正在不斷開發(fā),，如利用高溫體外循環(huán)的方法殺傷體內的艾滋病病毒;利用體外循環(huán)超濾的方法進行戒毒等,。
二、體外循環(huán)設備的發(fā)展
體外循環(huán)設備的發(fā)展是促進體外循環(huán)技術發(fā)展的動力,。
(一)新型人工心肺機(體外循環(huán)機)
體外循環(huán)機的三大主要系統(tǒng)是血泵,、監(jiān)測和變溫系統(tǒng)。
1.血泵 血泵是體外循環(huán)的心臟,，是血液循環(huán)的動力,，目前臨床上常用的血泵只有滾壓泵( roller pump)和離心泵(centrifugal pump)。滾壓泵由泵管和泵頭組成,，泵頭對泵管擠壓,，推動管內液體流動,，滾壓泵的主要缺點是滾壓時泵管易產生微栓脫落(硅膠管)，彈性差(塑料管),，長時間轉流血液破壞明顯增加,，并有泵管破裂的危險。盡管如此,，由于操作簡單,，費用低，滾壓泵仍然是國內外使用最廣泛的血泵,。
目前國內使用較多的進口體外循環(huán)機有德國產的Stockert,、Jostra體外循環(huán)機，美國產的Sa rns,、Cob e體外循環(huán)機,，較新的型號是StockertⅢ型、SC型,，Sarns 8000型,、9000型，Jostra HL-20 型,，泵頭運轉的穩(wěn)定性,、對泵管擠壓的精確度是衡量血泵質量的一個主要標準，美國的血泵都有產生搏動血液灌注的功能,，德國的血泵設計了特殊的雙頭泵,，可用于嬰幼兒或低流量灌注，也可作為停跳液灌注泵,、左右心吸引泵以及改良超濾泵,。
離心泵是一種較新型的血泵，近年來使用越來越多,。離心泵是根據(jù)液體在作同心圓高速運轉時產生離心力的原理而設計的,，它由驅動部分和控制部分組成，使用一次性的泵頭,。目前主要有四種離心泵—Sarns,、Lifestream、Bio-Medicus和Jostra,。與滾壓式血泵比較,，離心泵的主要優(yōu)點是：血液損傷小，壓力緩沖大,，安全性高,，有的可產生搏動性血液。由于離心泵 體積小,，便于移動,，除用于常規(guī)體外循環(huán)心臟手術外,，更適合用于長時間灌注，如術后不能脫機的左心,、右心,、全心輔助循環(huán)，心臟移植前的過渡,，呼吸功能衰竭的ECMO,，主動脈手術的 CPB或左心轉流，肝移植的靜脈-靜脈轉流等,。
2.監(jiān)測系統(tǒng)
體外循環(huán)技術的提高和質量的保證,，對心臟手術的成功起很重要的作用，而體外循環(huán)的效果 和安全性與監(jiān)測系統(tǒng)的完善密不可分?，F(xiàn)代電腦化的體外循環(huán)機使灌注師通過機器上配備的各種監(jiān)測裝置就能隨時了解轉流中各種數(shù)據(jù)的變化,，能夠及時、準確地進行管理和處理,。這些監(jiān)測系統(tǒng)包括壓力(動脈灌注壓,、停跳液灌注壓)監(jiān)測，溫度(鼻咽溫,、肛溫,、動脈/靜脈血溫,、水溫,、心肌溫、停跳液溫)監(jiān)測,，氧合器血平面監(jiān)測,，動脈灌注血氣泡監(jiān)測，多個時間顯示,，氣體流量,、氧濃度監(jiān)測，動脈/靜脈血SAT/HCT(HB)連續(xù)監(jiān)測,，血氣連續(xù)監(jiān)測,，血K+連續(xù)監(jiān)測(CDI500)，ACT監(jiān)測,。這些監(jiān)測不但可以報警,，有的還會自動停機。盡管以上的監(jiān)測系統(tǒng)增加了操作的工作量,，但卻顯著地增加了體外循環(huán)的安全性,，這也是提高心臟手術成功率的一個重 要因素。
3.變溫系統(tǒng)
電腦化的冷熱水循環(huán)水箱(變溫水箱)使灌注師操作更方便,、更簡單,，無須天天加水,、放水、加冰,，只要設定水溫,，按動開關，水箱就會按你的要求自動降溫,、升溫,。
(二)膜肺
作為體外循環(huán)中進行氣體交換的裝置——氧合器，已經從最早期的轉碟式(rotating disc o xygenator)發(fā)展到鼓泡式(bubble oxygenator),，從鼓泡式又發(fā)展到膜式(membrane oxygena to r),，膜式氧合器的發(fā)展使其具有更多的功能和更多的類型。膜肺的制作材料主要有兩大類,，即硅膠膜類和中空纖維類,，中空纖維又從管內走血發(fā)展到管外走血，從泵后型發(fā)展到泵前型,。90年代初,，又成功地研制出肝素涂抹膜肺。氧合器的發(fā)展旨在不斷提高氣體交換能力,，更好的保護血液,，減少栓塞的發(fā)生，改善臟器的功能,。進口膜肺的種類較多,，主要有Medtroni c、Affinity,、Terumo,、Baxter、Jostra,、Dideco,、Minntech等。我國直到80年代,，上海復旦大學研制出第一個國產膜肺,，近幾年，西京,、西安,、新會膜肺也先后進入市場。
膜肺與鼓泡肺的最大區(qū)別在于血液在氧合過程中,，氣血不直接接觸,，氧和二氧化碳不是通過鼓泡而是通過膜的彌散作用進行氣體交換。因此,，膜肺具有更良好的氣體交換能力和變溫性能,，對血液有較好的保護作用,，血液破壞少，生物相容性好,，補體,、白細胞、血小板激活程度輕,，微栓尤其是氣栓發(fā)生率減少,，微循環(huán)灌注得到改善，提高了組織的氧供,。膜肺的安全性和穩(wěn)定性較高,，在長時間轉流中，膜肺的優(yōu)勢可充分體現(xiàn)出來,，膜肺還適用于ECMO等長時間的轉流,。目前，歐美等國膜肺的應用已基本取代了鼓泡肺,，在我國,，由于國情不同，現(xiàn)仍 以鼓泡肺應用為主,，但膜肺取代鼓泡肺是歷史發(fā)展的必然趨勢,。
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