體外循環(huán)發(fā)展史

1、體外循環(huán)發(fā)展史 一、體外循環(huán)的定義體外循環(huán)（Extracorporeal circulation, ECC）是指通過特殊裝置將回心血液引流至體外，經氧合后再輸回人體，從而臨時完全或部分代替心、肺功能的一種專業(yè)技術，也稱心肺轉流（Cardiopulmonary bypass, CPB）。體外循環(huán)技術使常規(guī)條件下難以進行的心內畸形、高難大動脈疾病糾治手術得以開展，開創(chuàng)了心、血管外科學的新紀元，其也成為心臟、血管疾病外科治療的必備技術。上海仁濟醫(yī)院心胸外科薛松 二、體外循環(huán)的發(fā)展簡史 （一）組織灌注       1812

2、年，Le Gallois死亡動物的組織器官以血灌注后出現(xiàn)短暫生命恢復現(xiàn)象。建立體外模型，以保證器官的存活。       19世紀中葉，Brown-Sequard 以血液灌注死刑犯尸體，尸僵消失。       1929年，Brukhonenko和Tchetchuline以血灌注斷頭犬的頭或全身，頭及其它組織器官功能能維持數小時。血液灌注的意義：向組織器官提供氧氣及其他營養(yǎng)物質，并帶走代謝廢物，保持生命內環(huán)境的穩(wěn)定。研究證明：保持含氧血液的灌注能維持組織器官的功能。 （

3、二）醫(yī)療要求呼喚體外循環(huán)技術的誕生       先天性心臟畸形、大血管等疾病治療的需要       1930年10月，美國波士頓麻省總院外科，一女病人行膽囊切除術后兩周出現(xiàn)肺大塊栓塞死亡，促動其監(jiān)護醫(yī)師、剛畢業(yè)的Gibbon產生設想：如果將此病人的靜脈血氧合變成動脈血后再輸入其動脈內，也許能救活此病人。       1953年5月，Gibbon用其自制的體外循環(huán)裝置為一18歲患有先天性房間隔缺損女孩cecelia b

4、avolek 成功進行了世界首例于體外循環(huán)心內直視下房缺修補術。（三）進行體外循環(huán)三個基本條件：足夠的血流動力（人工心或血泵）充分的血液氣體交換（人工肺）滿意的血液抗凝（四）三個基本條件的實現(xiàn)1.血泵：注射器、活塞泵、隔膜泵、螺旋推進泵、指壓泵、單滾壓泵、多滾壓泵、錐面滾壓泵、離心泵、渦流泵、重力皮囊滾壓泵等。目前臨床體外循環(huán)中最常用的為滾壓泵和離心泵，其具有足夠的驅動力、精確控制流量、使用方便等特點。           轉子泵     

5、60;                       離心泵 2.人工肺（氧合器）：生物肺氧合：又稱交叉循環(huán)。人或動物的肺（危險性大、操作困難、供體難找）            1890年，F(xiàn)redericq用于動物實驗   

6、60;        1919年，Quimby用于動物實驗            1931年，F(xiàn)iror用于動物實驗            1953年，Mastard用猴肺對5例法四患者進行手術，全部死亡。        

7、0;   1954年，Lillehei以成人供小兒患者交叉循環(huán)進行45例心臟手術，28例存活（62%！）。血膜式氧合：靜立垂屏式、滾筒式、碟片式（血液破壞嚴重、氣血接觸面小、氣體交換效率有限）。            1885年，F(xiàn)rey 和 Gruber將血液沿轉動的圓筒內壁注入，形成薄血膜，筒內氧氣與薄血膜進行血氣交換。鼓泡式氧合：大量血氣泡增加了氣體交換面積，但仍有血液明顯破壞。      

8、      1882年，Schroder將氧氣自盛裝靜脈血的容器底部吹入來氧合血液，此為鼓泡式氧合其原型。            1950年，Clark使用硅油祛除血氣泡，使鼓泡式氧合器真正安全大量被用于臨床。使其成為20世紀60-70年代主要產品，至今在經濟落后地區(qū)仍在使用。膜式氧合：避免血氣直接接觸破壞污染，更接近人肺生理。       

9、60;  1944年，Kolff 和 Berk發(fā)現(xiàn)血液經過人工透析器時能被氧合，產生膜式氧合器。成為20世紀80年代至今主要設備。  3.血液抗凝：1916年，Jay Mclean于在心臟和肝臟勻漿中發(fā)現(xiàn)了肝素1924年，經提純的天然肝素首次用于輸血中的抗凝1936年，成功地將從牛肺和豬腸粘膜中提取到的肝素用于人體1937年，Chargaff和Olson發(fā)現(xiàn)魚精蛋白能戲劇性地中和肝素的抗凝作用 （五）其他主要技術的形成1.安全灌注流量奇靜脈現(xiàn)象1952年，Cohen、Anderson和Watson于常溫下阻斷上下腔靜脈，只保留奇靜脈回信血液，結

10、果30min內心腦功能被保持正常，證明只需8-14ml/kg/min流量即可保證重要臟器的安全灌注。此實驗意義在于排除了高流量灌注帶來的嚴重并發(fā)癥，同時，又可創(chuàng)造安靜無血的手術視野。2.低溫        低溫可降低組織代謝率，減少氧需，提高體外循環(huán)時機體的安全性。Kirklin等測定了犬在不同溫度時的氧耗。3.血液稀釋       早期，體外循環(huán)時使用全血預充，既造成血源緊張，又帶來嚴重并發(fā)癥。      

11、; 1961年，Zuhdi用5%來代替部分血液預充，稀釋血液，證明安全、省血，又利于微循環(huán)灌注。4.心肌保護      1955年，Melrose等就首次提出化學性心臟停跳，向主動脈阻斷近端注射2.5%檸檬酸鉀致心臟舒張，但產生直接心肌損傷。     1959年，Shun wa及同事們介紹了局部心臟低溫技術，但在心肌內存在溫度梯度。      20世紀60年代后期，大量文獻報道了局部低溫技術引起彌散性心肌和心內膜下壞死，實驗證明這種技術對心肌保護的不足性，

12、并導致術后心臟功能的抑制。      1973年，Gay和Ebert再次介紹了含鉀停跳液的概念，并強調低鉀能避免直接損傷心肌。這一報告使得使用含鉀停跳液致電化學停跳流行起來。       1976年，倫敦Thomas'醫(yī)院的Hearse等在«Circulation»雜志上介紹了以鈉為主要成分的細胞外液型停跳液，使心臟停跳并保持柔軟狀態(tài)。他們的這種液體逐步變得非常流行，并代表了心肌保護領域的主要進步。     

13、  20世紀70年代后期，F(xiàn)ollette等介紹了冷高鉀含血停跳液的概念，大量研究結果證明其有血液強大的緩沖作用及攜氧能力，從而被廣泛接受。       隨著研究進一步深入，揭示心肌保護在于減少氧耗，在使用停跳合并低溫降低氧耗的技術中，心肌電機械活動停止及心肌處于無張力舒張狀態(tài)所降低的氧耗占所有降低氧耗的90%，而低溫所起作用只占10%。從而導致溫血停跳液的流行。三、體外循環(huán)的建立與實施       在建立體外循環(huán)前，必須在人工管道、人工肺、微栓過濾器等與病人循環(huán)系

14、統(tǒng)連接的裝置預先充滿等滲平衡液、人工膠體或血液，并排盡氣體，此過程稱為預充。心臟手術時，通常經胸骨正中劈開切口顯露心臟，游離上、下腔靜脈并分別套繞阻斷帶。靜脈注射抗凝藥物肝素300u/Kg，測定活化全血凝固時間（Activated Coagulation Time 或Activated Clotting Time，ACT）350秒后，自升主動脈插入動脈插管并與體外裝置供血管連接；自右心房插入上、下腔靜脈插管或單根心房管與體外靜脈血引流管連接。ACT480秒后方可開始體外循環(huán)轉流，靜脈血在血泵驅動下經人工肺氣體交換后自升主動脈注入。也可經外周血管（股、動靜脈）建立體外循環(huán)。體外循環(huán)開始后，即可進

15、行血液降溫。灌注流量可按體重或體表面積計算，一般維持50-80ml/kg/min或1.8-2.4L/m2/min，低溫可降低代謝，隨溫度降低可減小流量，從而減少手術視野的回血，也可減少血成份的機械性破壞。平均動脈壓即灌注壓一般維持在50-80mmHg。小兒代謝率較高、基礎血壓較低，故其需要較高流量，而灌注壓可稍低?？赏ㄟ^監(jiān)測混合靜脈血氧飽和度（SvO2）、病人血壓、尿量、體溫變化速度、酸堿平衡及乳酸水平等來判斷組織灌注充分與否，維持SvO270%，尿量0.5ml/kg/h，酸堿平衡及乳酸水平正常。灌注不足時，可通過提高灌注流量、血紅蛋白濃度、擴張小血管等措施來改善。阻斷升主動脈后，自阻斷近段升

16、主動脈或冠狀動脈竇灌注心臟停搏液，使心臟迅速停跳以保護心肌。阻斷前，經右上肺靜脈插管作左心引流減壓也有利于心肌保護。待心內操作完畢，經心內排氣后開放阻斷鉗、恢復心臟循環(huán)和節(jié)律。當病人體溫恢復正常，血壓、血氣、電解質、酸堿平衡滿意后，逐步降低流量至停機。注射魚精蛋白中和肝素后，病人平穩(wěn)即可拔除插管。 四、體外循環(huán)在非心臟外科領域的應用      神經外科：某些顱腦病變的外科手術。       胸外科：侵及主氣管、肺門及胸部大血管的手術，或對呼吸功能不全病人進行呼吸輔助。       普外科：如布加綜合癥手術。       泌尿外科：下腔靜脈巨大癌栓摘除術等。