體外循環(huán)（extracorporeal circulation，ECC），又稱心肺轉(zhuǎn)流（cardiopulmonary bypass，CPB），是用一種稱為人工心肺機或者體外循環(huán)機的特殊裝置，可暫時代替心臟和肺工作，進行血液循環(huán)及氣體交換。體外循環(huán)的目的是在實施心臟直視手術(shù)時，維持全身組織器官的血液供應(yīng)。隨著臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種心血管手術(shù)、心肺移植、介入支持治療、中毒搶救等方面，并在腫瘤治療、心肺功能衰竭的患者生命支持方面取得了顯著成績。
1953年，Gibbon教授利用第二代臨床心肺機成功實施了世界上第一例體外循環(huán)下的房間隔缺損修補術(shù)。1958年6月，蘇鴻熙教授運用人工心肺機首次成功完成了中國首例心臟手術(shù)。體外循環(huán)的基本原理是將人體靜脈血經(jīng)上腔靜脈、下腔靜脈引出體外，經(jīng)人工肺氧合并排出二氧化碳，再將氧合后的血液經(jīng)人工心臟泵入人體動脈系統(tǒng)，維持全身重要器官的血液灌注和氧供。基本方法有淺低溫體外循環(huán)、深低溫停循環(huán)或深低溫低流量體外循環(huán)、常溫體外循環(huán)、左心轉(zhuǎn)流。基本裝置有血泵、氧合器、過濾器、體外循環(huán)管道和插管、體外循環(huán)輔助裝置。常規(guī)管理包括體外循環(huán)前準(zhǔn)備、體外循環(huán)建立、前并行、心臟停搏與完全心肺轉(zhuǎn)流、心臟復(fù)跳與后并行、停止體外循環(huán)。
體外循環(huán)中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測灌注流量，灌注壓力與動脈壓力、中心靜脈壓力、鼻咽溫度與直腸溫度、尿量、血液平面、動脈血氣、電解質(zhì)及酸堿平衡、膠體滲透壓、肝素抗凝等。可能出現(xiàn)的并發(fā)癥有中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷、肺損傷、腎損傷等。
歷史發(fā)展
技術(shù)由來
1930年10月，出身醫(yī)學(xué)世家的Gibbon教授在哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院師從于Churchill教授期間，一位女性患者在膽囊切除術(shù)后突發(fā)了急性肺動脈栓塞，雖然Churchill教授為她進行了栓子取除術(shù)，但仍然未能改善患者的病情。Gibbon教授在照顧患者的時候，看著她的血液越來越黑卻無能為力。于是一個念頭由此產(chǎn)生了，如果有一種機器設(shè)備能持續(xù)將患者的血液引流出來，進行氧合并排出二氧化碳后，再將富含氧的動脈血注入到患者體內(nèi)，那么患者將可能得救。
為了實現(xiàn)這個目的，Gibbon教授與其妻子在接下來的20年里潛心研究，經(jīng)過反復(fù)的試驗。終于在1949年由IBM實驗室設(shè)計并制作了第一代人工心肺機（體外循環(huán)機），該機器在幼犬試驗中僅有10%的死亡率。1951年又開發(fā)了第二代臨床心肺機，1953年Gibbon教授利用該機器成功實施了世界上第一例體外循環(huán)下的房間隔缺損修補術(shù)。自此，心臟外科的發(fā)展翻開了新的一頁。然而，事情的發(fā)展并非想象中的順利，Gibbon教授在后來進行的4例心臟手術(shù)都失敗了，因此倍受打擊，從而放棄了該項目。后來Kirklin教授使用改良的二代心肺機重啟了該項目，對8例患者實施了了心臟手術(shù)，4例獲得成功，這進一步推動了體外循環(huán)技術(shù)的發(fā)展。體外循環(huán)機器不斷改進，體外循環(huán)技術(shù)不斷進步，日趨成熟。
氧合器的誕生
氧合器是體外循環(huán)的核心組成部分之一，其發(fā)現(xiàn)和發(fā)展過程就如同托馬斯·愛迪生發(fā)現(xiàn)燈絲一般傳奇。從20世紀(jì)50年代起，Campbell、Mustard等先后以狗肺、猴肺作為氧合器用于人心臟手術(shù)，但因操作復(fù)雜，最終被廢棄了。之后明尼蘇達大學(xué)的Lillihei用了“控制性交叉循環(huán)”技術(shù)，即將成人的循環(huán)與兒童的循環(huán)相連，成人作為“氧合器”，并使用泵來精確控制流量。從理論上講，此操作的死亡率是200%，然而，實施手術(shù)的45例患者無一例供者死亡，28例患者康復(fù)出院，甚至有患者成活時間超過30年。但此操作的臨床應(yīng)用依然明顯受限。
Lillihei與Dewall經(jīng)過不懈努力與不斷嘗試后，終于研制出第一個人工氧合器——鼓泡式氧合器。將氧氣直接與血液混合，并用祛泡裝置除去血液中在氧合過程產(chǎn)生的氣泡。該氧合器于1955年5月13日首次用于臨床，成功為一名3歲小孩完成了室間隔缺損的修補手術(shù)。但由于氧合面積小，氧合效率不佳，因此僅能用于兒童手術(shù)。隨后，更小巧，氧合面積更大的成人鼓泡式氧合器被成功研制，自此，通往心內(nèi)直視手術(shù)的道路敞開了。20世紀(jì)60年代，受到血液透析的超濾器的啟發(fā)，Bodell等提出采用管狀毛細血管膜作為氧合器，此想法導(dǎo)致了后來中空纖維膜氧合器的發(fā)明。1967年，Lillihei等終于將第一個密閉的、便攜的和商業(yè)化的膜式氧合器用于臨床，也就是目前主流的膜式氧合器。經(jīng)過數(shù)十載，幾代人的努力以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，如今我們已經(jīng)用上了小巧、高效的氧合器，可以連續(xù)使用數(shù)天甚至數(shù)周。
血泵的發(fā)展
作為驅(qū)動裝置的血泵是體外循環(huán)的關(guān)鍵組件。經(jīng)歷了最早的帶瓣膜的泵及Sigma泵等，最終研制出了現(xiàn)在使用的可以提供250r/min的高效、低破壞性的滾壓泵及離心泵。滾壓泵通常用于常規(guī)的體外循環(huán)，而離心泵則多用于體外膜肺氧合（ECMO）技術(shù)。
后來的臨床研究中逐漸建立了血液稀釋和低溫技術(shù)的概念。適當(dāng)?shù)难合♂屇茉隗w外循環(huán)過程中減少血液的破壞，并能降低低溫狀態(tài)下血液的黏稠度，從而改善微循環(huán)的灌注。而低溫技術(shù)則可以降低機體在手術(shù)過程中的代謝率，從而降低氧耗，因此增加了組織器官對缺氧的耐受性。理論上，體溫每降低7℃，機體代謝率降低50%。
中國體外循環(huán)發(fā)展歷程
1949年，畢業(yè)于前國立南京中央大學(xué)醫(yī)學(xué)院的蘇鴻熙教授，奔赴芝加哥西北大學(xué)附屬醫(yī)院及依里諾依大學(xué)研究醫(yī)院進修麻醉、胸心血管外科等專業(yè)。當(dāng)時美國的發(fā)展如日中天，而中國則百廢待興。1957年，蘇鴻熙教授回國前，自費購買了兩臺心肺機，但在當(dāng)時因中美關(guān)系問題，機器被列為禁運品，甚至連他本人都被美國FBI扣留。于是，他讓其美國妻子以旅游的名義取道加拿大、倫敦，而他本人則在迷霧中登上了一艘開往倫敦的客船，輾轉(zhuǎn)了六個國家，耗時52天，行程近10萬里，終于在1957年2月23日帶著妻子及機器回到了祖國的懷抱。
蘇鴻熙教授回國后被黨中央安排就職于解放軍西京醫(yī)院，任胸心外科主任。于1958年6月26日運用人工心肺機首次成功完成了中國的第一例心臟手術(shù)（室間隔缺損修補術(shù)），同時對心內(nèi)直視手術(shù)的心肌保護方面進行了系列的研究，逐漸形成了心肌保護概念的全面觀點及系列方法。
基本原理
體外循環(huán)的基本原理是將人體靜脈血經(jīng)上腔靜脈、下腔靜脈引出體外，經(jīng)人工肺氧合并排出二氧化碳，再將氧合后的血液經(jīng)人工心臟泵入人體動脈系統(tǒng)，維持全身重要器官的血液灌注和氧供。體外循環(huán)的應(yīng)用既保證了心臟手術(shù)時清晰的手術(shù)視野，又保證了心臟重要器官的供血，是心臟大血管外科手術(shù)順利進行的重要保證措施。體外循環(huán)雖然主要應(yīng)用于心內(nèi)直視手術(shù)，但其臨床應(yīng)用的范圍已經(jīng)涉及許多領(lǐng)域。凡是進行心肺支持、血流暫停的旁路循環(huán)，都可稱為廣義的體外循環(huán)。
基本裝置
血泵
血泵又稱為人工心，是體外循環(huán)機的核心組成部分，主要作用是替代人體心臟的射血功能，同時也可通過其回收、利用術(shù)中失血及灌注心臟停搏液。主泵主要有兩種類型：滾壓泵和離心泵。滾壓泵是臨床上最常用的配置，然而對于大體重、預(yù)計手術(shù)時間長者，常使用離心泵作為主泵，其可以明顯減少血細胞破壞。離心泵多用于心室輔助，肝移植時的靜脈轉(zhuǎn)流、左心轉(zhuǎn)流、體外膜肺氧合等體外循環(huán)輔助和支持技術(shù)方面。
1.滾壓泵
滾壓泵由泵頭、泵管、控制面板、電器傳送裝置及手動裝置等組成。泵頭分為兩部分，即滾壓軸和泵槽。其工作原理：將泵管置于泵槽中，電機旋轉(zhuǎn)運動通過傳動裝置傳入泵的中心軸，帶動與中心軸相連接的滾壓軸自行運轉(zhuǎn)，在泵槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)運動，對泵管外壁單方向滾動擠壓，推動泵管內(nèi)血液流動。滾壓泵流量則由機內(nèi)電腦通過計算滾軸轉(zhuǎn)速與泵管內(nèi)容量的乘積而間接得到。滾壓泵頭一般為2個，可自身旋轉(zhuǎn)，能減少滾壓中的摩擦。滾壓泵有單頭泵和雙頭泵兩種類型。
2.離心泵
離心泵由泵頭、傳感器、控制裝置及手動裝置等組成。離心泵根據(jù)物體做同心圓運動時產(chǎn)生的向外力（離心力）大小與轉(zhuǎn)速和質(zhì)量成正比的原理而設(shè)計。其工作原理：泵頭的磁性后室與帶有磁性裝置的驅(qū)動馬達相互磁性連接，當(dāng)驅(qū)動馬達高速旋轉(zhuǎn)時，帶動泵內(nèi)結(jié)構(gòu)高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生渦流和離心力，推動血液前進。離心泵的流量傳感器可以探測流量，傳感方式有超聲和電磁兩種。通常離心泵為平流灌注，為了使灌注更接近生理，靠微機處理機控制電機高速和低速交替運轉(zhuǎn)而使血流形成脈沖，使離心泵可進行搏動灌注。
氧合器
氧合器又稱人工肺，主要功能是代替肺進行氣體交換，將靜脈血氧合成動脈血，同時排出二氧化碳。現(xiàn)代氧合器除了配有氣體交換部分，還配有儲血室、熱交換器、濾過裝置等。它除無內(nèi)分泌功能外，在短時間內(nèi)已基本代替了肺功能。氧合器經(jīng)歷了血膜式氧合、鼓泡式氧合及膜式氧合三個發(fā)展階段。
1.血膜式氧合器
血膜式氧合器原理是使血液鋪成很薄的血膜，與氣體直接接觸完成氣體交換，氣體與血液直接接觸但不產(chǎn)生泡沫。氧氣的分壓差、擴散面積和擴散距離（血膜的厚度）是影響血膜式氧合器氧合效果的主要因素。血膜式氧合器在20世紀(jì)五六十年代盛行，由于氧合面積有限、血流量低、預(yù)充量大等缺點，于20世紀(jì)60年代為鼓泡式氧合器所取代。
2.鼓泡式氧合器
鼓泡式氧合器主要由氧合室、變溫裝置、祛泡室、過濾網(wǎng)和儲血室五部分組成。原理是氧氣經(jīng)過氧合室的發(fā)泡裝置后，在氧合室與靜脈血混合，形成無數(shù)個微氣泡，同時進行血液變溫，再經(jīng)祛泡后形成氧合的動脈血。優(yōu)點是構(gòu)造簡單，成本低，氧合性能好，消毒可靠，操作方便；缺點是氧與血非生理性接觸，一般轉(zhuǎn)流時間不能過久。鼓泡式氧合室通過氣血直接接觸來完成血液的氧合，其氧合效能受以下因素的影響：①氣泡形成的大小和數(shù)量；②氧合室的容積大小和長度；③氧氣在血液中的攪動能力；④氧合室的擴散能力。鼓泡式氧合器由于氣、血直接接觸，存在血液破壞、補體激活、炎癥反應(yīng)、微栓形成及腦損傷等問題，臨床上已逐漸被膜式氧合器替代。
3.膜式氧合器
膜式氧合器（膜肺）是當(dāng)前最符合人體生理的人工氧合器。其作用原理與人體氣體交換過程相似，血液與氣體不直接接觸，而是通過一層極薄的膜把血液和氣體隔開，這層膜類似于肺中的氣血屏障，允許氣體自由通過，而液體不能滲透。常用的兩種膜材料是聚丙烯和硅橡膠。硅橡膠是無孔的膜，而聚丙烯是帶有很多微孔、不溶于水的膜。根據(jù)膜的基本結(jié)構(gòu)，膜肺分為微孔型膜肺和無孔型膜肺。
（1）微孔型膜肺：是臨床上應(yīng)用最廣泛的膜肺，有微孔的薄膜具有近似人體的氣體通透性，血液與微孔膜接觸時，立即產(chǎn)生血漿的輕微變化和血小板黏著，使微孔膜涂上一層極薄的蛋白膜，這層膜使血液自由流動，氣體易于擴散，但不直接接觸微孔膜，微孔型膜肺組織相容性好，氣體交換能力強，可有效排除二氧化碳，減少血漿蛋白的變性和血小板黏著。但是隨著轉(zhuǎn)流時間延長，微孔膜表面的蛋白沉淀會增加，使膜的厚度增加，氣體彌散能力下降，進而氧合性能下降；當(dāng)氣相壓力高于液相時，有產(chǎn)生氣栓的危險。微孔型膜肺還可能存在血漿滲漏、液體蒸發(fā)等問題。
（2）無孔型膜肺：主要由硅膠膜組成，氣體與血液完全隔離，是真正意義上的膜肺，維持幾周而不影響氣體交換的性能，可有效防止氣栓形成和血漿滲漏，適用于長時間轉(zhuǎn)流或輔助循環(huán)，是用于體外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）的常用膜式氧合器。無孔型膜肺的缺點是制作工藝復(fù)雜、制造成本高、價格昂貴。
過濾器
體外熱力學(xué)循環(huán)中會產(chǎn)生一定的固體栓子和氣體栓子。固體栓子的來源：庫血中變性的白細胞和血小板栓子，管道和接頭凈化不足而殘存的微栓，泵管在滾壓摩擦中脫落的微栓，硅油固化不佳脫落，手術(shù)過程中產(chǎn)生的組織碎片、紗布、小線頭、心內(nèi)贅生物等，血液與非生物管道接觸導(dǎo)致一定的血液變性而產(chǎn)生的微栓等。氣體栓子的來源：鼓泡式氧合器產(chǎn)生的微氣泡（尤其存在硅油祛泡不良時），體外循環(huán)溫度變化導(dǎo)致氣體在血液中溶解度變化而在復(fù)溫階段產(chǎn)生微氣栓，體外循環(huán)中產(chǎn)生的湍流會增加微氣栓的產(chǎn)生（湍流多發(fā)生于體外循環(huán)管道細、灌注流量大、管道接頭多、搏動灌注等）。體外循環(huán)微栓直接堵塞血管，損傷組織器官，尤其是腦和肺。有數(shù)據(jù)顯示，心內(nèi)直視手術(shù)后有1/3的患者出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能不全的征象，如情感變化、定向力障礙、譫妄、失眠、興奮、抑郁、多夢甚至昏迷等。體外循環(huán)過程中，使用微栓過濾器能夠有效減少微血管栓塞和重要器官損傷。
1.血液過濾器
（1）動脈微栓過濾器：是體外循環(huán)血液進入體內(nèi)的最后一道關(guān)口，意義重大。動脈微栓過濾器多為濾網(wǎng)式，孔徑為20~40μm.其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)易儲存氣體，為便于排氣，可在預(yù)充前吹入二氧化碳，將過濾器內(nèi)的空氣用二氧化碳置換，即使二氧化碳有少量殘留，也可以溶解儲存于血液中。臨床使用時，應(yīng)該根據(jù)患者體重選用適當(dāng)?shù)男吞枺R床使用的動脈微栓過濾器依其單位時間過濾流量的大小分為成人型、兒童型、嬰兒型和新生兒型。
（2）心臟切開血液回收儲血過濾器：簡稱儲血過濾器，是體外循環(huán)中微栓的主要濾除裝置，可濾除來自心腔及手術(shù)野吸出的組織碎片、贅生物及小線頭等微栓。儲血過濾器一般為滲透式，最外層有孔徑為60~80μm的濾網(wǎng)，血液經(jīng)混合方式過濾后，直徑25μm以上的微栓可清除90%。臨床使用時應(yīng)注意，血液未經(jīng)肝素化不能將其吸引到過濾器內(nèi)，否則發(fā)生凝血阻塞濾網(wǎng)。
（3）其他：如白細胞過濾器、含血心臟停搏液去白細胞過濾器、去除白細胞輸血過濾器、晶體預(yù)充液過濾器等。
2.氣體過濾器
氣體過濾器是混合式微栓過濾器，可用于二氧化碳、氮氣和氧氣等醫(yī)用氣體的過濾，體外循環(huán)中，將其連接于氧合器的氧氣供應(yīng)管上，濾網(wǎng)孔徑為0.2~0.5μm，可濾除微栓和病原體。臨床使用時應(yīng)避免進水。
體外循環(huán)管道和插管
1.體外循環(huán)管道
體外循環(huán)需要將各種規(guī)格、類型的管道插管與人工心肺相互連接，建立體外循環(huán)環(huán)路，進行體外循環(huán)心臟手術(shù)，包括動脈灌注管、靜脈引流管、主泵管、自體循環(huán)排氣管、人工肺氧合器供氧管、右心吸引管、左心吸引管、連接管、心臟停搏液灌注管、測壓管等。體外循環(huán)管道和插管多選用硅橡膠、聚氯乙烯、聚氨酯等高分子材料，要求無毒無味、光潔透明、不易扭曲變形、物理性能穩(wěn)定、彈性及韌性適中及具有良好的生物相容性。其中，泵管的材料要求能長時間耐受機械泵擠壓而不發(fā)生管道變形和破裂，以免發(fā)生管道內(nèi)壁微顆粒脫落。
國內(nèi)外生產(chǎn)的各種型號規(guī)格的管道，均采用國際統(tǒng)一標(biāo)號，即管道內(nèi)徑標(biāo)號（ID）。為了方便臨床使用，往往將上述管道按照臨床患者的不同需要，分為成人型、兒童型、嬰兒型及小嬰兒型。
體外循環(huán)管道管徑的選擇應(yīng)該依據(jù)患者的體重、體表面積及灌注流量和手術(shù)種類而定。原則上，在既能保證足夠的動脈灌注量，又不影響靜脈血液引流的前提下，盡可能縮短管道長度并選用較細管徑，這樣可以減少預(yù)充量，減少血液與非生物管道的接觸面積。對于體重較輕的嬰幼兒，如果選用管徑較粗、管道過長的管道，可增加預(yù)充量，對嬰幼兒機體內(nèi)環(huán)境擾亂較明顯。
臨床上根據(jù)體外循環(huán)管道中各管道用處的不同，在管道端粘貼不同顏色的標(biāo)志，以方便臨床手術(shù)醫(yī)師、體外循環(huán)醫(yī)師、器械護士識別，防止在臨床應(yīng)用時，手術(shù)臺上和臺下發(fā)生錯誤。一般動脈灌注管兩端設(shè)紅色標(biāo)記，靜脈引流管兩端設(shè)藍色標(biāo)記。
2.體外循環(huán)插管
體外循環(huán)插管是體外循環(huán)系統(tǒng)與自身循環(huán)系統(tǒng)之間的橋梁。通過靜脈插管和其他各種引流管，將患者身體內(nèi)的血液引入體外循環(huán)裝置；動脈泵再將經(jīng)過氣體交換的動脈血通過動脈插管泵入患者動脈系統(tǒng)。
（1）動脈、靜脈插管規(guī)格國際標(biāo)準(zhǔn)化：國內(nèi)外均采用國際標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一編號體外循環(huán)動脈、靜脈插管規(guī)格型號，常用插管的外周徑法制標(biāo)號（Fr），F(xiàn)r=插管外徑（OD）×3.14。
（2）插管部位：體外循環(huán)心臟手術(shù)常用的動脈插管部位有升主動脈、股動脈和右腋動脈，以升主動脈最為常用。常用的靜脈插管部位有上腔靜脈、下腔靜脈和股靜脈，其中經(jīng)右心耳和右心房壁進行上腔靜脈插管和下腔靜脈插管是臨床上最常用的方法。對于主動脈瓣置換或冠狀動脈旁路移植術(shù)等無須切開右心系統(tǒng)的手術(shù)，往往插入單根、腔房雙級靜脈插管（以下簡稱腔房靜脈插管），插管的頭端可引流下腔靜脈血液，插管的體部有側(cè)孔可引流右心房血液。另外，還有雙腔股靜脈插管，插管從股靜脈插入，頭端到達上腔靜脈處引流上腔靜脈血液，插管體部可引流下腔靜脈血液，避免多處插管增加患者損傷。
體外循環(huán)輔助裝置
體外循環(huán)輔助裝置包括血液變溫器、變溫水箱、空氧混合器和各種體外循環(huán)監(jiān)測系統(tǒng)等。
基本方法
體外循環(huán)一般根據(jù)手術(shù)部位、手術(shù)種類采用相應(yīng)的體外循環(huán)方法，包括完全體外循環(huán)與部分體外循環(huán)。完全體外循環(huán)指患者的心臟及肺完全停止工作，患者完全依靠體外循環(huán)提供氣體交換與血液循環(huán)灌注，包括淺低溫體外循環(huán)，深低溫停循環(huán)或深低溫低流量體外循環(huán)以及常溫體外循環(huán)。部分體外循環(huán)指在體外循環(huán)輔助下，維持患者自主心跳，維持自主循環(huán)，患者的自主循環(huán)與體外循環(huán)同時并存的一種狀態(tài)。常見于體外循環(huán)主動脈阻斷前、主動脈開放后至停機前的一段時間，稱為并行循環(huán)，也可在體外循環(huán)不阻斷主動脈維持心臟自主跳動下進行房間隔缺損修補，動脈導(dǎo)管未閉結(jié)扎等手術(shù)。部分體外循環(huán)還包括左心轉(zhuǎn)流等。
淺低溫體外循環(huán)
為最常用的體外循環(huán)方式，體外循環(huán)中鼻咽溫維持在32~28℃，適用于大多數(shù)心血管手術(shù)。成人灌注流量50~80mL/（千克min），維持動脈壓力50~80mmHg，血色素稀釋至60~80g/L，兒童10~15kg灌注流量一般為125mL/（kg·min），15~30kg為100mL/（kg·min），35~50kg為75~80mL/（kg·min），小兒灌注壓力可稍低于成人，HCT維持25%左右，停機時HCT達到30%左右。體外循環(huán)中一般使用α穩(wěn)態(tài)管理，不必向體外循環(huán)中吹入CO?，即pH穩(wěn)態(tài)管理。心臟停搏液采用晶體停搏液或含血停搏液，根據(jù)手術(shù)種類以及醫(yī)院習(xí)慣具體使用。
深低溫停循環(huán)或深低溫低流量體外循環(huán)
許多手術(shù)需要在無血流條件下進行，則需要深低溫停循環(huán)，一般包括新生兒、嬰幼兒復(fù)雜心內(nèi)畸形、成人主動脈弓部手術(shù)以及胸主動脈手術(shù)。體外循環(huán)中一般將鼻咽溫慢慢降至20~22℃，然后停止體外循環(huán)。應(yīng)注意停循環(huán)期間重要臟器如腦，脊髓、腎臟功能保護，如頭部重點低溫，放置冰帽，脊髓蛛網(wǎng)膜下隙穿刺腦脊液引流，靜脈注射甲潑尼龍15mg/kg，降溫，復(fù)溫均勻等。深低溫停循環(huán)時間小兒一般不超過60min，成人不超過45min。為縮短停循環(huán)時間，減少術(shù)中重要臟器損傷，在深低溫停循環(huán)時，成人常同時采用右鎖骨下動脈或腋動脈插管低流量選擇性腦灌注，下半身通過股動脈插管分別灌注的方法。
常溫體外循環(huán)
常溫體外循環(huán)時需維持患者體溫接近正常。由于沒有低溫保護作用，常溫體外循環(huán)需要維持較高的灌注流量與灌注壓力，以滿足機體代謝需要。其主要優(yōu)點是減少低溫對凝血系統(tǒng)的影響，減少機體缺血再灌注損傷等。
左心轉(zhuǎn)流
適合于胸主動脈瘤手術(shù)，或左心功能不全時行左室輔助左心減壓病等。維持患者自主心跳，上半身血流由患者自主循環(huán)供應(yīng)，下半身血流由體外循環(huán)供應(yīng)，經(jīng)左房插管→回流室→動脈泵→變溫器→動脈濾器→股動脈。由于左房血為氧合血，故一般不用氧合器。肝素用量為3mg/kg。
預(yù)充
概念
體外循環(huán)轉(zhuǎn)流前，所有的體外循環(huán)管道、氧合器、血液過濾器等都必須要用液體充盈，以排出其中的氣體，此過程稱為體外循環(huán)預(yù)充。所需要的液體量稱為預(yù)充量。
血液稀釋是指大量的外源性液體較快速地輸入血管內(nèi)，或某種原因（如失血性休克）引起大量的組織間液體經(jīng)毛細血管進入血液循環(huán)內(nèi)，使血液的黏滯度、血細胞比容下降，是體外循環(huán)的必須程序。在失血后，由于機體自身代償作用，組織間液體通過毛細血管進入血液循環(huán)而形成的血液稀釋稱為自發(fā)性血液稀釋；而體外循環(huán)中大量液體預(yù)充稱為人為性血液稀釋或控制性血液稀釋。
血液稀釋
1.血液稀釋的基本原則
血液稀釋是體外循環(huán)的一項常規(guī)方法，其基本原則是消除低溫引起的血液黏度增加，減少血液破壞，避免低溫引起的動靜脈短路；改善微循環(huán)，增加組織器官的灌注；保證有效的腦灌注，減少微血管栓塞；減少異體血液的使用，防止輸血源性疾病的傳播；維持適當(dāng)?shù)哪z體滲透壓，減輕組織水腫。在保證足夠的血液攜氧能力、保水能力和凝血功能的情況下，盡可能減少血制品的使用，以保證患者安全和手術(shù)順利進行。
2.血液稀釋的安全范圍
（1）血液稀釋對機體的影響：血液稀釋時單位血容量中的血色素下降，影響了單位血容量的攜氧能力，此時機體將通過降低血液黏度、外周血管阻力，增加組織灌注量，增加靜脈回流，使心排血量增加，氧轉(zhuǎn)運能力提高。血液稀釋還會導(dǎo)致血漿膠體滲透壓下降、凝血功能變?nèi)酢⒅匾鞴傺髁繙p少，所以體外循環(huán)血液稀釋不能無限度地進行，而要掌握其安全范圍。
（2）血液稀釋的安全范圍：血液稀釋是有限度的，在極度血液稀釋的情況下，紅細胞釋放氧的能力下降，增加血流量和氧攝取并不足以代償血液中氧含量的減少。由于氧運輸?shù)乃俣群土颗c血細胞比容（HCT）成正相關(guān)，與血液黏度（μ）成負相關(guān)。在血流量不變的情況下，以HCT/μ達到最大值為標(biāo)準(zhǔn)來考慮最適血細胞比容，常溫正常血流量下，最適血細胞比容為0.42.體外循環(huán)中，由于低溫等諸多因素，最適血細胞比容會下降，并且存在個體差異。最適的含義是保證足夠的氧運輸，PO?維持在250mmHg，線粒體PO?維持在0.5~1mmHg，細胞內(nèi)平均PO?維持在5mmHg，混合靜脈血PO?維持在40mmHg，混合靜脈血氧飽和度75%。從血液流變學(xué)和氧運輸角度，對于非發(fā)紺成人患者，常溫體外循環(huán)患者HCT為0.32~0.35，淺低溫時為0.30~0.33，中低溫時為0.25~0.3，深低溫時為0.2~0.25，是所能接受的范圍；而體外循環(huán)復(fù)溫時HCT則都要求在0.3以上。小兒代謝較旺盛，老年人紅細胞攜氧能力降低，體外循環(huán)中HCT應(yīng)適當(dāng)提高。
3.預(yù)充及血液稀釋的理論計算
體外循環(huán)中需要的各成分及庫血量是可以計算的，對于某些大體重或者基礎(chǔ)HCT高的患者，甚至還需要放血。預(yù)充和血液稀釋的理論計算是在不考慮微血管通透性、膠滲壓變化對血容量影響的前提條件下，忽略手術(shù)野中的失血和失液，將人體所有血管視為一個相通的封閉型容量系統(tǒng)，認為所有膠體溶液所提供的膠體滲透壓都與血漿相等（白蛋白應(yīng)折合為5%濃度計算），推算出理論計算公式。
（1）預(yù)充總?cè)萘浚o態(tài)）=體外管路+氧合器+濾器+儲血室的安全液面。
（2）預(yù)計庫血量=[預(yù)計HCT×（血容量+預(yù)充總?cè)萘浚?轉(zhuǎn)前HCT×血容量]/庫血HCT。
（3）放血量=血容量×[術(shù)前HCT-（血容量+預(yù)充總?cè)萘?心肌保護液）]×預(yù)計HCT/術(shù)前HCT。
體外循環(huán)預(yù)充液
體外循環(huán)中，預(yù)充液與血液混合成為血液的一部分，因此預(yù)充液成分應(yīng)盡可能與血液成分接近。較常用的預(yù)充液有乳酸林格氏液、復(fù)方電解質(zhì)注射液及乙酸林格氏液，膠體液可選用各種血漿代用品、血漿或白蛋白，還需要加入碳酸氫鈉、肝素（肝素鈉）及抗生素等。人工膠體溶液主要有羥乙基淀粉、明膠類羧甲淀粉等，天然膠體溶液包括白蛋白、血漿。對于嬰兒，一般不使用羧甲淀粉預(yù)充，最好用20%的白蛋白提高膠體滲透壓，可以1:4抵充血漿，發(fā)紺型先天性心臟病患兒由于血漿成分少，血液稀釋后凝血因子過度稀釋，因此預(yù)充液應(yīng)該注意新鮮冰凍血漿的使用，這樣既可以提高膠體滲透壓，又可以補充凝血因子。由于新生兒及嬰兒肝功能不健全，肝功能在體外循環(huán)中被抑制，對DL-乳酸鹽的代謝能力有限，快速大量輸注乳酸林格氏液會導(dǎo)致醫(yī)源性高乳酸血癥，因此在兒童體外循環(huán)轉(zhuǎn)流中建議使用不含乳酸鹽的液體進行預(yù)充，臨床常用復(fù)方電解質(zhì)注射液，不需要經(jīng)肝代謝分解，鉀濃度、鈉濃度、氯濃度、鎂濃度、酸堿度、滲透壓均接近血漿水平且不含鈣離子，通常作為預(yù)充基礎(chǔ)液。
操作步驟
體外循環(huán)前準(zhǔn)備
體外循環(huán)心臟大血管手術(shù)創(chuàng)傷大，對心臟、腦等重要器官生理功能影響大，對于病情復(fù)雜、心臟功能差、合并癥多的患者，危險性更大。圍手術(shù)期各環(huán)節(jié)充分的準(zhǔn)備工作對手術(shù)成功至關(guān)重要。
（1）全身情況評估：充分了解患者病史，進行體格檢查，通過實驗室檢查、輔助檢查等評估患者心肺功能、肝腎功能、凝血功能及合并癥，進行術(shù)前訪視，使患者及家屬對體外循環(huán)有基本認識，解除其不必要的精神負擔(dān)。
（2）心血管疾病評估：充分認識患者心臟、大血管疾病的病理、生理改變，病變的性質(zhì)及程度，心肌和心臟功能受損害的程度，以及肺血管受累的情況等。
（3）制訂體外循環(huán)計劃：根據(jù)患者病情、心血管手術(shù)方式制訂體外循環(huán)計劃，包括選擇何種氧合器、體外循環(huán)管道及插管、預(yù)充方案、庫血的使用、體外循環(huán)方法等。
（4）體外循環(huán)儀器及物品的準(zhǔn)備：按照已經(jīng)制定的體外循環(huán)計劃，準(zhǔn)備需要的儀器和物品，包括體外循環(huán)機及水箱設(shè)置、ACT檢測儀調(diào)試；適合患者型號及手術(shù)要求的氧合器、體外循環(huán)管道、插管、過濾器；預(yù)充液體的種類及量，確認是否需要庫存血液及血液制品，是否需要使用超過濾等；藥品，如肝素、魚精蛋白、血管活性藥物、碳酸氫鈉、甘露醇、抗生素、激素、電解質(zhì)等。
（5）體外循環(huán)系統(tǒng)連接、預(yù)充排氣：在心臟手術(shù)開始前，需要完成體外循環(huán)管道的連接及預(yù)充排氣，對于再次手術(shù)及存在缺氧發(fā)作風(fēng)險的患者（如復(fù)雜發(fā)紺型先天性心臟病患者），應(yīng)該在麻醉誘導(dǎo)前完成預(yù)充排氣。
（6）轉(zhuǎn)流前檢查。
麻醉處理
體外循環(huán)中應(yīng)維持患者全身灌注滿意，維持血氣，酸堿、電解質(zhì)及滲透平衡。一般在心包切開后靜脈注射肝素3mg/kg，使ACT達到480s以上才能開始轉(zhuǎn)機。由于體外循環(huán)預(yù)充液對麻醉藥物濃度具有稀釋作用，體外循環(huán)開始前應(yīng)加深麻醉，一般在轉(zhuǎn)機前給予地西泮0.2mg/kg或咪達唑侖0.1mg/kg，芬太尼10~20μg/kg，非去極化肌松藥如維庫溴銨0.2mg/kg等。
體外循環(huán)中可以經(jīng)體外循環(huán)回路給予吸入麻醉藥維持麻醉。轉(zhuǎn)中一般維持MAP50~80mmHg，高齡、高血壓、糖尿病、頸動脈狹窄等患者應(yīng)維持較高的動脈壓力，嬰幼兒及兒童一般維持MAP30~60mmHg。轉(zhuǎn)機中動脈壓力過高可加重溶血性貧血或腦出血，可采用加深麻醉，擴張外周血管等方法處理，動脈壓力過低可增加灌注流量，停用擴血管藥，或使用縮血管藥物如去氧鹽酸腎上腺素處理。
心臟復(fù)跳后輔助循環(huán)時間一般為主動脈阻斷時間的1/5~1/3。輔助足夠時間后，待動脈灌注流量減至15~20mL/（千克min），心臟前負荷適度，心肌收縮有力，ECG基本恢復(fù)正常或術(shù)前狀態(tài)，鼻咽溫度37℃，直腸溫度36℃，末梢溫暖，血色素濃度>80g/L，血氣酸堿電解質(zhì)正常，即可緩慢停機。當(dāng)自主循環(huán)滿意，拔除上下腔插管或右房管、左心引流管，術(shù)野無明顯出血后，使用1.0~1.5倍肝素量的魚精蛋白中和肝素，拔除主動脈插管。
體外循環(huán)建立
動脈插管是保證血流注入人體內(nèi)的重要管道，有直角形、金屬絲加強形、延伸形等各種形狀，以滿足不同的臨床需要，常見的插管部位有升主動脈根部、股動脈和腋動脈。可根據(jù)流量需要、主動脈根部的實際大小選擇合適的動脈插管。股動脈和腋動脈插管主要用于大血管手術(shù)、再次手術(shù)粘連嚴(yán)重、ECMO支持等。
靜脈插管是保證靜脈血充分引流至體外循環(huán)的管道，插管應(yīng)滿足引流充分、不影響手術(shù)野、創(chuàng)傷小等條件。靜脈插管多有鋼絲加強，以防止其扭曲，導(dǎo)致引流不暢。根據(jù)手術(shù)方式和患者體重選擇不同種類和型號的插管。常見的靜脈插管部位有上腔靜脈、下腔靜脈、右心房和股靜脈等。上腔靜脈、下腔靜脈插管適合需要切開右心房的各種心臟手術(shù)，右心房插管只適用于無須進行右心房切口的手術(shù)（如主動脈瓣手術(shù)、冠狀動脈搭橋、主動脈手術(shù)等），股靜脈插管主要用于無須開胸或者開胸前緊急心肺支持、胸部小切口手術(shù)或一些大血管手術(shù)、ECMO等。
前并行
前并行指體外循環(huán)開始到主動脈阻斷（冠狀動脈循環(huán)阻斷）前這一階段，主要目的是實現(xiàn)患者自身呼吸循環(huán)到完全人工心肺機支持階段的過渡，并進行適當(dāng)降溫，為心臟停搏做準(zhǔn)備。前并行中心臟繼續(xù)做功，由患者心肺和人工心肺機共同維持呼吸和循環(huán)功能，循環(huán)呼吸功能由生理狀態(tài)過渡到非生理狀態(tài)。機體在前并行中逐漸適應(yīng)生理-非生理灌注的變化，因此保證平穩(wěn)過渡至關(guān)重要。
前并行管理要點如下。①維持動靜脈出入平衡：緩慢啟動動脈泵，逐漸松開靜脈控制鉗，根據(jù)動靜脈壓力、儲血室液面及心臟充溢度來調(diào)整合適的流量，維持動靜脈出入平衡。②確保體外循環(huán)安全：觀察泵壓、氧合器氧合情況，確保體外循環(huán)插管安全、氧合良好。③維持血流動力學(xué)穩(wěn)定，必要時可以使用血管收縮藥物。④進行血液降溫，降溫溫差<9℃，避免降溫過快導(dǎo)致心室顫動和全身降溫不均勻。⑤準(zhǔn)備好稀釋血心臟停搏液，為心臟停搏做準(zhǔn)備。
心臟停搏與完全心肺轉(zhuǎn)流
（1）心臟停搏：當(dāng)前并行溫度降到預(yù)定值時，術(shù)者可阻斷上腔靜脈、下腔靜脈和升主動脈，一般阻斷順序為下腔靜脈、上腔靜脈、升主動脈。主動脈阻斷后應(yīng)該立即灌注心臟停搏液，使心臟迅速停搏，減少心肌熱缺血時間，降低心肌代謝。
（2）完全心肺轉(zhuǎn)流：完全心肺轉(zhuǎn)流指從上腔靜脈、下腔靜脈和升主動脈阻斷開始到患者升主動脈開放、心臟復(fù)跳這一時間段。此階段的呼吸循環(huán)功能完全由人工心肺機取代，在體外循環(huán)全過程中持續(xù)時間最長，是灌注的最重要階段。此過程中，體外循環(huán)醫(yī)師應(yīng)該密切監(jiān)測重要灌注指標(biāo)和生命體征，維持相應(yīng)溫度下水、電解質(zhì)、酸堿平衡，維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，保證組織灌注。體外循環(huán)中灌注壓維持在成人50~80mmHg，兒童40~50mmHg，嬰幼兒30~40mmHg；然而對于存在腦血管病史、高齡、高血壓、糖尿病、頸動脈狹窄者，灌注壓應(yīng)該維持在相對較高的水平，維持在60~90mmHg，保證重要器官的灌注。
（3）溫度與流量：各種體外循環(huán)心臟手術(shù)，患者都要經(jīng)歷降溫、復(fù)溫的溫度變化。低溫可以降低全身代謝率，減少氧耗量，從而允許在一個相對安全的時間內(nèi)阻斷心臟血液循環(huán)，降低全身血流量以矯治心臟病變，滿足手術(shù)操作的需要；同時大腦及全身重要器官可避免缺血、缺氧性損害。理論上，溫度每下降1℃，腦組織氧耗下降約7%；30℃時，代謝率為正常的60%~70%；28℃時，氧耗量下降約50%；20℃時，代謝率僅為正常的25%。
根據(jù)降溫的程度，臨床上按照國際標(biāo)準(zhǔn)可將體外循環(huán)分為：①常溫體外循環(huán)，36~37℃，用于操作簡單、時間短的心內(nèi)手術(shù)，HCT維持在32%~35%，要求氧合器性能好，能滿足高流量灌注需要，成人流量大于2.4L/（㎡·min）為高流量，兒童流量的高流量與年齡、體重有關(guān)，患兒體重<10kg，高流量指150mL/（千克min）[或者3.2L/（㎡·min）]，體重<5kg則為200mL/（kg·min）[或者3.2L/（㎡·min）以上]。監(jiān)測灌注流量是否充分可參照混合靜脈血氧飽和度、尿量及堿剩余（BE）。②淺低溫體外循環(huán)，33~35℃，用于大部分心臟體外循環(huán)手術(shù)，HCT維持在30%~33%，維持全流量灌注，成人2~2.4L/（㎡·min），兒童2.8~3.2L/（㎡·min），采用穩(wěn)態(tài)血氣管理。左、右心內(nèi)操作即將結(jié)束時開始復(fù)溫，心臟復(fù)蘇時血溫維持在36~37℃。③中低溫體外循環(huán)，28~32℃，適用于病情重、心臟功能差的患者，如復(fù)雜心內(nèi)畸形、重癥瓣膜置換手術(shù)及部分大血管手術(shù)患者，HCT維持在20%~25%，術(shù)中根據(jù)溫度調(diào)整灌注流量，成人最低可到1.6L/（㎡·min），兒童最低可到2.2L/（㎡·min）。對高血壓和側(cè)支循環(huán)豐富的患者，灌注流量要適當(dāng)增加，以保證組織灌注充分。④深低溫體外循環(huán)，17~27℃，主要適用于需要在停循環(huán)或者低流量下才能完成的心血管手術(shù)。
心臟復(fù)跳與后并行
（1）心臟復(fù)跳：心內(nèi)操作完畢，即可開放主動脈阻斷鉗，恢復(fù)冠狀動脈循環(huán)，心臟得到供血，心臟復(fù)跳。心臟復(fù)跳有賴于以下因素：心臟畸形得到糾正、溫度復(fù)溫到33~35℃、血氣及電解質(zhì)正常。
（2）后并行：后并行指升主動脈開放、心臟復(fù)跳到體外循環(huán)停止這一階段，此時患者心肺和人工心肺機共同維持呼吸循環(huán)，由完全心肺機支持逐漸向患者自身獨立的循環(huán)呼吸過渡，即呼吸循環(huán)功能由非生理狀態(tài)逐漸向生理狀態(tài)過渡。同樣，機體在這一階段也是逐漸適應(yīng)的過程，因此保證過渡的平穩(wěn)是后并行管理的關(guān)鍵。
其間主要的任務(wù)是：①手術(shù)后的心臟逐漸恢復(fù)功能，從體外循環(huán)過渡到自身循環(huán)；②調(diào)整電解質(zhì)和血氣；③繼續(xù)進行體表和血液復(fù)溫；④調(diào)整體內(nèi)血容量，在心臟功能允許的情況下盡量補充體內(nèi)血容量；⑤調(diào)整血紅蛋白濃度，如血細胞比容過低，可使用利尿劑和超濾器；⑥治療心律失常，必要時安裝臨時起搏器；⑦為停止體外循環(huán)做準(zhǔn)備。
停止體外循環(huán)
停止體外循環(huán)的條件是：①心率、心律調(diào)整到滿意程度，心電圖基本正常或者無明顯變化；②平均動脈壓力60~80mmHg，脈動脈壓≥30mmHg；③心肌收縮有力，并能維持有效循環(huán)，心臟充盈適度；④中心靜脈壓基本接近轉(zhuǎn)流前水平，維持在10~15mmHg，無心房膨脹，左心房壓維持在10~18mmHg；⑤血紅蛋白濃度成人達到80g/L，兒童達到90g/L，嬰幼兒達到100g/L；⑥咽溫36~37℃，直腸溫35~36℃；⑦充分吸痰，呼吸機參數(shù)調(diào)整，患者自身肺氣體交換正常；⑧還血時血壓上升；⑨外周組織灌注充分，SaO2＞65%；⑩血氣、電解質(zhì)在正常范圍。
環(huán)路監(jiān)測
體外循環(huán)中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測灌注流量，灌注壓力與動脈壓力、中心靜脈壓力、鼻咽溫度與直腸溫度、尿量、血液平面、動脈血氣、電解質(zhì)及酸堿平衡、膠體滲透壓、肝素抗凝等。
生理指標(biāo)的監(jiān)測
1.動脈壓力
動脈壓力是反映血容量、有效灌注流量和血管阻力三者關(guān)系的一個指標(biāo)，與組織灌注密切關(guān)系。體外循環(huán)一般維持MAP6.7~12.0kPa（50~80mmHg），高齡、高血壓，糖尿病，頸動脈狹窄等患者應(yīng)維持較高的動脈壓力，嬰幼兒及兒童一般維持在4.0~9.3kPa（30~70mmHg）。轉(zhuǎn)機中動脈壓力過高可加重溶血性貧血或腦出血，可采用加深麻醉、擴張外周血管等處理，動脈壓力過低時應(yīng)增加灌注流量，停用擴血管藥，或使用縮血管藥物如去氧鹽酸腎上腺素處理。
2.中心靜脈壓
體外循環(huán)中由于落差虹吸效應(yīng)，靜脈引流通暢時，CVP一般為零或負值。如果CVP增加，如上腔靜脈插管過深可以導(dǎo)致腦靜脈回流不暢致腦水腫，下腔靜脈插管過深，可致肝靜脈或下半身靜脈回流不暢，致腹腔臟器水腫。
3.溫度
一般監(jiān)測鼻咽溫度與直腸溫度，也可監(jiān)測鼓膜、膀胱等部位溫度。鼻咽溫近似腦溫，直腸溫近似中心溫度。體外循環(huán)一般需要將機體降至適當(dāng)溫度，以降低組織代謝率。機體代謝與體溫直接相關(guān)，體溫每下降7℃，組織代謝率下降50%。臨床一般將低溫分為淺低溫28~30℃，深低溫20~27℃，超深低溫11~20℃。
4.尿量
體外循環(huán)中要求尿量一般>1mL/（千克h）。轉(zhuǎn)機時間過長，血細胞溶解破壞可致血色素尿，尿液呈淡紅色至棕褐色，需要用碳酸氫鈉堿化尿液，以防止腎小管堵塞。
灌注指標(biāo)的監(jiān)測
1.灌注流量
灌注流量即人工心排出量，成人高流量為?2.4L/（min·m2），中流量為1.8~2.4L/（min·m2），低流量為<1.8L/（min·m2）。也可按體重計算，<50mL/（kg·min）為低流量，>80mL/（kg·min）為高流量。嬰幼兒高流量可達3.5L（min·m2）或150~200mL/（kg·min），而成人很少超過2.8~3.0L/（min·m2）。
2.泵壓
泵壓指動脈供血管路的壓力，一般主泵壓應(yīng)<200mmHg為宜，停搏液灌注管路壓力成人240mmHg左右，兒童150mmHg左右。應(yīng)注意轉(zhuǎn)中泵壓突然增加，一般與主動脈插管位置不當(dāng)，或插入主動脈夾層、動脈管路扭曲有關(guān)，應(yīng)及時處理，避免泵管破裂危險。
3.氧合器血平面
氧合器血平面反映體內(nèi)容量平衡，應(yīng)特別注意氧合器血平面排空致空氣栓塞。
4.肝素抗凝與魚精蛋白拮抗
體外循環(huán)一般需要使用肝素3mg/kg靜脈注射抗凝，使ACT>480s以上。轉(zhuǎn)中由于肝素代謝，應(yīng)定時檢測ACT，維持ACT>480s以上。體外循環(huán)結(jié)束后應(yīng)使用魚精蛋白中和肝素，用量一般為肝素總量的1.0~1.5倍，使ACT回復(fù)至基礎(chǔ)值水平。體外循環(huán)后將氧合器和管道內(nèi)剩余血回輸時也需用魚精蛋白3~5mg/100mL拮抗。
5.血氣酸堿電解質(zhì)分析
體外循環(huán)中應(yīng)維持血氣酸堿電解質(zhì)均在正常范圍，避免缺氧，代謝性酸中毒，高鉀血癥或低鉀血癥、低鈣與低鎂等。注意血糖，乳酸水平的變化，如果乳酸持續(xù)增高，說明體外循環(huán)中組織灌注不充分，應(yīng)積極調(diào)整。靜脈氧飽和度（SvO?）應(yīng)維持在70%~80%為宜。
術(shù)中處理
腦保護
單純深低溫停循環(huán)術(shù)后并發(fā)癥和病死率高，應(yīng)當(dāng)在進行深低溫停循環(huán)時積極采取腦保護措施，選擇性腦灌注就是一種有效的腦保護措施。其包括順行性腦灌注和逆行性腦灌注，可以有效降低腦溫和防止停循環(huán)的腦溫反跳，支持停循環(huán)期間的氧代謝，沖洗代謝產(chǎn)物，延長停循環(huán)時限，以提高保護效果。臨床上最常采用經(jīng)右無名動脈插管的順行性腦灌注，在溫度降低到上述要求時，阻斷升主動脈、無名動脈、左頸總動脈，灌注流量降至5~10mL/（kg·min），灌注血流即從右鎖骨下動脈經(jīng)無名動脈進入右頸總動脈后入腦，這種全身停循環(huán)而保持腦的低流量灌注即是順行性選擇性腦灌注。主動脈修復(fù)完畢，即可開放總動脈阻斷鉗，恢復(fù)全流量灌注。選擇性腦灌注還包括上腔靜脈逆行性腦灌法、頭臂動脈插管灌注法，但其具有插管及體外循環(huán)管理較復(fù)雜、手術(shù)野擁擠等不足，相比之下，經(jīng)鎖骨下動脈插管順行性腦灌注簡單而有效。
①糖皮質(zhì)激素以甲潑尼龍為主，可以降低毛細血管通透性，穩(wěn)定膜結(jié)構(gòu)，減少炎性滲出及減輕腦水腫。甲潑尼龍藥效快、持續(xù)時間中等，使用劑量為30mg/kg，在轉(zhuǎn)流前和復(fù)溫時各用一半。②甘露醇有很強的滲透性利尿作用，可降低血液黏度，改善腎皮質(zhì)血流，預(yù)防腦水腫。體外循環(huán)中常用劑量：成人為1g/kg，兒童及嬰幼兒為0.5g/kg。③巴比妥類藥物主要作用是降低腦細胞代謝，降低腦氧耗，降低腦復(fù)溫后的高代謝反應(yīng)，改善腦氧合；防止和糾正局部血流異常分布狀態(tài)的持續(xù)和發(fā)展；減少鈣內(nèi)流，抑制或清除自由基及興奮性氨基酸。常用劑量為7~15mg/kg。
使用冰帽在臨床上是一種常見的物理降溫方法。物理降溫（冷療法）包括局部冷療法和全身冷療法。冷療法是用低于人體溫度的物質(zhì)，作用于機體的局部和全身，以達到止血、止痛、消炎和退熱目的的治療方法。在心臟大血管手術(shù)中，冰帽用于機體的腦部降溫。
（1）使用目的：頭部降溫，降低腦組織代謝，減少腦部耗氧量，減輕腦細胞損害，預(yù)防腦水腫。
（2）使用評估：①全身情況，年齡、病情、意識、體溫、手術(shù)方式等情況；②患者頭部狀況；③患者意識狀況。
（3）使用準(zhǔn)備：①用物包括冰帽、冰塊適量、干毛巾、盆、小橡膠單、壓瘡貼，必要時準(zhǔn)備眼膏、紗布；②患者準(zhǔn)備，患者處于麻醉狀態(tài)，與手術(shù)醫(yī)生確認后，遵醫(yī)囑給手術(shù)患者戴冰帽；③環(huán)境準(zhǔn)備，手術(shù)間內(nèi)安靜，層流溫度處于降溫狀態(tài)。
（4）實施：①將準(zhǔn)備好的小冰塊倒入盆內(nèi)，用水沖去冰塊的棱角，防止刮破冰帽，冰塊放置入冰帽內(nèi)1/2或2/3滿，并將蓋子蓋上，檢查有無漏水；②備齊用物至手術(shù)間，床頭墊小橡膠單和中單，避免床單潮濕，冰帽內(nèi)貼入壓瘡貼或者用干毛巾包裹患者頭部和頸部，保護雙耳，防止凍傷和不良反應(yīng)；③遵醫(yī)囑，深低溫停循環(huán)之前在麻醉師的協(xié)助下，由麻醉師托起頸部和頭部，置入冰帽，注意保護頸椎，雙眼不能閉合者，涂眼膏后用紗布覆蓋眼睛以保護眼角膜，手術(shù)過程中注意觀察，記錄時間。
（5）評價：①注意觀察頭部皮膚變化，每30min查看1次局部皮膚的顏色，尤其注意患者耳郭部位有無發(fā)紫及凍傷發(fā)生；②定時進行頭皮按摩，以促進血液循環(huán)，防止頭部壓力性損傷發(fā)生。
（6）使用時機：在心臟大血管外科手術(shù)中，冰帽主要用于主動脈夾層動脈瘤手術(shù)中。建立體外循環(huán)后，全身降溫至鼻咽溫28℃時阻斷并切開升主動脈，左、右冠狀動脈開口灌注心臟停搏液15~20mL/kg，完成主動脈近心端的處理；深低溫停循環(huán)前，頭部戴冰帽，取20°~30°頭低位，鼻咽溫達到34℃取下冰帽。
（7）注意事項：①手術(shù)患者處于麻醉狀態(tài)，放置于頸部側(cè)的冰塊不宜過重，以免影響呼吸和頸靜脈回流；②隨時注意掌握冰塊融化時間與室內(nèi)溫度，手術(shù)間內(nèi)溫度為22~24℃，冰塊一般6~8h完全融化，一般每2h放水和加冰1次；③注意觀察鼻溫和肛溫，并隨時提醒醫(yī)生冰帽的使用時間，當(dāng)鼻咽溫達到34℃時，取下冰帽。
①手術(shù)室溫度：將房間溫度降低到20℃以下；②頭部戴冰帽：深低溫體外循環(huán)，在降溫過程中頭部戴冰帽；③頭低位：停循環(huán)前將手術(shù)床調(diào)整到頭低位30°，避免氣栓；④血氣管理：深低溫體外循環(huán)在降溫時采用pH穩(wěn)態(tài)血氣管理，而復(fù)溫時采用平衡血氣管理。
心肌保護
體外循環(huán)廣義的心肌保護概念包括心臟血流阻斷前、阻斷期間及心臟再灌注后的所有有關(guān)心肌保護的措施。體外循環(huán)心肌保護的核心是維持心肌能量代謝平衡。低溫可以降低心肌基礎(chǔ)代謝及氧耗，但是僅用低溫則不能滿足保護心臟功能的要求。體外循環(huán)中心肌保護應(yīng)該采取綜合措施，如在并行階段避免心室顫動，保證心肌的充分灌注；保證左心引流通暢及左心減壓病，防止心臟過度膨脹損傷心肌。最核心的心肌保護措施是停搏液的使用。
臨床使用的心肌停搏液主要包括Celsior液、威斯康星大學(xué)保存液（University of Wisconsin solution，UW液）、HTK液。UW液為細胞內(nèi)液型保存液，最大的優(yōu)點在于K?含量高，可以使心臟快速停搏。HTK液屬于細胞外液型保存液，與UW液相比，最大的優(yōu)勢在于黏度低，可迅速彌散至組織間隙，器官再灌注前不需要預(yù)先預(yù)充。Celsior液屬于細胞外液型保存液，使用Celsior液保存供體心臟的移植患者最顯著的特征是術(shù)后血管病變和慢性排斥反應(yīng)的發(fā)病率低。除了上述心臟停搏液，臨床對心臟停搏液進行了諸多配置改良，改良后的心肌停搏液主要包括St.Thomas液、St.Thomas稀釋血停搏液。St.Thomas液主要成分為高鉀、普魯卡因、碳酸氫鈉。St.Thomas稀釋血停搏液在St.Thomas液的基礎(chǔ)上混以冷血使用，是使用最多的改良心臟停搏液。
以下心肌保護方法常常聯(lián)合使用。
與晶體停搏液相比，冷氧合血心肌停搏液灌注的優(yōu)點在于：①為缺血心肌提供氧供、維持一定的膠體滲透壓；②血色素可以緩沖心肌細胞的酸性代謝產(chǎn)物；③得到血液灌注的心肌組織微循環(huán)開放；④大大降低了灌注液的回收量。晶體與氧合血比例多為1:4，首次灌注15~20mL/kg，其后每隔20~30min重復(fù)灌注10mL/kg。
溫血灌注誘導(dǎo)的目的是防止冷血對病變心臟的不利刺激，冠狀動脈開始灌注時保護液無須降溫處理，氧合器血液經(jīng)泵與晶體液混合后直接行根部灌注，單純利用高鉀停搏作用使心臟停搏。由于常溫心肌細胞氧耗過大，需輔以冷停搏液維持。溫血灌注誘導(dǎo)適用于心室肥厚、心臟功能不全、嬰幼兒及老年患者。
在開放升主動脈前5min用常溫氧合血半鉀停搏液行心臟灌注，目的是沖走心肌代謝產(chǎn)物，提供能量物質(zhì)，提高復(fù)跳率及促進術(shù)后心臟功能的恢復(fù)。其主要應(yīng)用于術(shù)中心肌保護欠佳及心功能較差的患者。
冠狀靜脈竇逆行灌注適用于冠狀動脈狹窄或阻塞的患者，可分為右心房逆行灌注和冠狀靜脈竇逆行灌注，多采用冠狀靜脈竇逆行灌注管通過右心房盲插入冠狀靜脈竇固定。對于冠狀動脈病變嚴(yán)重、累及多支血管的患者，提倡順行、逆行灌注結(jié)合的方法，以實現(xiàn)更好的心肌保護效果。
血管橋灌注簡稱“橋灌”，當(dāng)心臟冠狀血管橋遠端和堵塞冠狀動脈遠端吻合后，即從血管橋的近端向局部心肌灌注心肌保護液50~100mL，以期實現(xiàn)最佳的心肌保護效果，要求血管橋灌注壓不超過50mmHg，過高有撕裂吻合血管的可能。橋灌還可以檢驗血管橋的通暢程度和吻合口的縫合效果。
并發(fā)癥
包括腦梗死、腦缺氧、術(shù)后認知障礙，缺血性脊髓血管病致截癱、偏癱等，與體外循環(huán)中栓子，腦灌注壓力、流量異常，深低溫停循環(huán)脊髓缺血缺氧再灌注損傷有關(guān)。
包括體外循環(huán)后肺不張，灌注肺、膈神經(jīng)與膈肌功能受損，與體外循環(huán)中肺萎陷導(dǎo)致肺泡表面活性物質(zhì)合成減少，手術(shù)刺激壓迫肺臟，體外循環(huán)中各種炎性因子激活，膈神經(jīng)損傷及膈肌功能下降有關(guān)。
包括體外循環(huán)后急性腎功能不全或腎衰竭竭，需要透析治療等，與體外循環(huán)中灌注壓過低，術(shù)后低心排等有關(guān)。
包括應(yīng)激性潰瘍、腸出血，肝功能障礙等，與體外循環(huán)中灌注壓力過低，消化系統(tǒng)缺血缺氧有關(guān)。
與體外循環(huán)激活凝血、纖溶系統(tǒng)，導(dǎo)致紅細胞、血小板與凝血因子大量破壞消耗有關(guān)，臨床表現(xiàn)為術(shù)中術(shù)后出血增加。
參考資料 >