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体外循环目前应用
心血管外科 泌尿外科（腔静脉瘤栓） 神经外科（脑干部血管瘤） 肿瘤科（局部高温化疗） 低温复苏 肝移植
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体外循环基本装置
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人工心肺机（artificial heart-lung machine）
血泵 氧合器 变温器 滤器
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血泵
驱动体外血流，替代心脏 排血功能，故也称“人工 心”
硫酸鱼精蛋白具有强碱性基团，在体内可与强酸 性的肝素中和，形成稳定的复合物，从而使肝素 失去抗凝能力
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首次体内肝素剂量为300－400IU/kg，静注肝素5－10分钟后 抽血标本测ACT，大于480秒方可转机，不足时按全量的1/31/2追加肝素
停机拔管后，以1mg鱼精蛋白:100U肝素中和，注意防治“鱼 精蛋白反应”（低血压、肺动脉压升高、超敏反应）
体外循环原理与心肌保护
同济医院心胸外科 汪源
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心内手术VS心脏停跳？
维持心肺功能 保证手术安全
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基本概念
体外循环(extracorporeal circulation,ECC） 是利用特殊人工装置将回心静脉血引出体外，进 行气体交换、调节温度和过滤后，输回体内动脉
的生命支持技术。
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循环前阻力而改善微循环 ▲血液稀释对血液携氧能力影响
HCT在30％时，血液携氧能力最强；HCT在20％时 与45％时携氧能力相近，但全血粘度仅为45％的一半左 右。
全血粘度在HCT20％以下将不再下降，而携氧能力 却会急剧下降，故使血液稀释时应维持HCT≥18％
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根据手术病种： 一般：0.23----0.25 紫绀：0.25----0.3 DHCA: 0.2 CABG: 0.25----0.3
这一过程尽量维持血流动力学稳定，使之平稳过 渡
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动态监测
泵压 气泡 平面 静脉血氧饱和度 血压 温度 血气
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温度管理
通过降温降低代谢，减少氧耗，减少血液破坏，提供无血术野鼻咽温度间接反 应大脑温度，变化迅速；直肠温度反应腹腔脏器温度，变化缓慢
咽温 肛温、膀胱温
脑部温度 腹腔脏器温度
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滚压泵 离心泵 重力皮囊滚压泵 涡流泵
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滚压泵原理
泵头挤压管道 产生单向血流
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离心泵工作原理： – 驱动马达高速旋转，磁性连接带动泵内 轮片结构高速旋转，产生离心力驱动单 向血流。
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滚压泵与离心泵性能比较
项目 离心泵
滚压泵
流量 类型 血液破坏 微栓产生 意外排空 远端阻塞 长期灌注 机动性好 血流倒流
对血液破坏大
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膜式氧合器通过中空纤维膜（外走气内走血）进 行气体交换，氧合效果好，血液破坏小
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变温装置
变温水箱
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滤器
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体外循环管理
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体外循环的准备
病情评估 制定计划 预充与抗凝
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预充与血液稀释
库血预充 预充液：晶体预充液、胶体预充液、血液成分 合理的胶晶比、转流中HCT
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▲血液稀释对全血粘度的影响 HCT：25-30％时 ，血液粘度降至最低点 CPB中，降低全血粘度可因增加血液流速和减少微
与转速、压力非线性相关 开放、限压 较轻 不易 不会 压力升高有限不会崩管 适合 良好 可能
与转速线性正相关 闭合、限量 较重 可以 可以 崩管 不适合 较差 不会
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氧合器
“人工肺”----代替肺进行气体交换 主要为鼓泡氧合器、膜式氧合器
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鼓泡氧合器通过静脉 血和氧气混合成血气 泡进行气体交换
心肌保护的核心
– 维持心肌能量代谢平衡
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心肌保护主要方法
晶体冷停跳 氧合血冷停跳 温血持续灌注 温诱导---冷停跳---温复苏 顺灌+逆灌+桥灌
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心脏停博液的主要种类
晶体停搏液
– 仿细胞内液停搏液 – 仿细胞外液停搏液
含血停搏液 氟碳化物停搏液 超极化停搏液
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体外循环的外科操作
动静脉插管 心肌保护液
灌注插管 引流装置
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体外循环基本步骤
前平行、降温 阻断主动脉、心脏停跳全转 流、进行心内手术操作心内手术操作完成、复 温、主动脉开放心脏复跳、后平行停机、拔 管、中和
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前平行 指心肺转流开始到冠脉循环阻断前这一段时间， 此时心脏继续作功，由患者心肺和人工心肺机共 同维持循环，是实现患者呼吸循环完全由人℃ 中低温 21-28 ℃ 深低温 <20 ℃
推荐流量 2.4-3.0 L/(㎡·min） 2.0-2.4 L/(㎡·min） <2.0 L/(㎡·min）
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血气管理
酸碱平衡 氧合参数 电解质变化 血液稀释度（HCT) 渗透压(Osm) COP(mmHg)
☆ 鼻咽温37～38℃，肛温35～36℃，末梢温暖
☆ 血色素8g/dl左右，红细胞压积在24%以上
☆ 心脏复跳以后并行相当于阻断循环时间的1/4
☆ 血气、电解质检查无明显异常
☆ 外科畸形矫正满意
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心肌保护
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良好的心肌保护
– 可以减轻术中缺血再灌注损伤 – 可以降低术后低心排综合症的发生 – 可以使心脏外科手术更加平稳安全
根据患者年龄 根据转流温度 根据手术时间
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晶胶比例和胶体渗透压： ★ 转流初期总体晶体/胶体比例应为0.4～
0.65:1，后期应逐渐降低。 ★ 转流初期相对COP应不小于转流前的60％
，后期应提高。 ★ 紫绀型患者血浆量少，畸形矫正后极易
发生肺水肿。虽然Hct较高，但血液胶渗压较低，晶 体不宜过多，COP应稍高。
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肝素----可拮抗（鱼精蛋白）的抗凝剂使体外循 环成为可能
1922年 Howell 发现肝素 1955年 Hawskley 总结鱼精蛋白拮抗经验 1966年 Hottersley 发现ACT（全血活化凝血时间）
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肝素是一种由葡萄糖胺，L-艾杜糖醛苷、N-乙酰 葡萄糖胺和D-葡萄糖醛酸交替组成的黏多糖硫 酸脂,具有强酸性，并高度带负电荷
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酸碱指标 PH AB SB BE PaCO2
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氧合参数 PO2 (PaO2 PvO2) SO2 (SaO2 SvO2) PaO2/FiO2(氧合指数<200） AaDO2
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停机条件
心电图基本正常
☆ 心脏充盈适度，中心静脉压5～15cmH2O ☆ 心肌收缩有力，平均动脉压60～80mmHg