心脏手术时，体外循环是什么

心脏手术时，体外循环是什么

崔春涛

凉山彝族自治州第一人民医院 四川西昌 615000

众所周知，心脏停跳就意味着生命可能在瞬间消亡，但心脏这一脏器本身也会有各种病变，曾经是手术禁区。心脏相当于人体发动机，它通过推动血液流动，向器官、组织提供充足的血流量，以供应氧和各种营养物质，并带走代谢的终产物(如二氧化碳、尿素和尿酸等)，使细胞维持正常的代谢和功能。当发动机出了问题，修理工可以暂停发动机运转，修理后再重新开启，可在正常情况下，人的心脏停止跳动时间不得超过6分钟，否则将因缺氧而造成脑死亡。心脏内腔手术必须在直视条件下才能进行，要切开心脏并要暂时阻断心脏内的血流，使心脏内处于无血状态，那如何保证在人体供氧的基础上成功进行心脏手术呢？体外循环此时就有了用武之地。那么什么是体外循环呢？

1. 什么是“体外循环”
   体外循环是利用特殊的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。简单来说，就是手术中让血液不流经心脏并使心脏停止跳动，方便医生操作。在这个过程中维持全身血液循环，保证组织供血供氧的机制，就叫做体外循环。体外循环又称心肺转流，目的是阻断心脏血流，进行心内直视操作，保证手术时清晰的手术视野以及心脏以外其他脏器的供血。
   2、为什么术中要进行体外循环？
   人体的心脏是一刻不停地跳动着，而要在跳动的心脏内部进行手术操作，比如瓣膜置换、瓣膜成型术等。血液的存在和搏动的心脏，使外科医生看不清楚手术野。要进行精细的心脏畸形修补，唯一的办法是让心脏停止跳动，把心脏内的血液吸干净。但是心脏的功能是为全身血液循环提供动力，一旦心脏停止跳动，全身血液循环停止，组织缺血缺氧，几分钟就可以导致死亡，此时，体外循环就派上用场了。
   3、体外循环系统是如何构成的？
   体外循环系统又称人工心肺机，它是一套能暂时替代人的心脏和肺工作的装置。其特殊装置包括人工心、人工肺，附加装置有变温水箱、血液超滤装置、动脉微栓滤器、血液回收机、监测仪器等。
   （1）人工心脏：主体部分由4～6个泵组成，血泵是体外循环的动力，用以代替心脏的排血功能。
   （2）人工肺：目前普遍使用的是膜式氧合器，由氧合器和储血室构成，氧合器主要进行气体交换，使静脉血氧合并排出二氧化碳，储血室内含滤过网和去泡装置，用作储存预充液，心内回血。

3. 变温水箱：调节体外循环中血液温度的装置，在体外循环中，通过变温水箱主动降低患者体温，降低机体代谢率，降低氧耗，保证患者安全。
   （4）血液超滤装置：可达到血液浓缩、减轻组织器官水肿的作用。

（5）动脉微栓滤器：滤过气泡、血小板凝块、纤维素、脂肪粒以及脱落的微小组织块等。

（6）血液回收机：将患者术中失血和（或）术后引流血液，采用负压吸引的方法收集、处理的设备。
（7）监测仪器：主要观察各项生命指标的变化，如动脉血压、心率、氧饱和度、冠状动脉灌注压力以及血气电解质等。
4、小儿体外循环前后为什么要输血？
体外循环中，患者的血液要引流至体外，经过血泵、氧合器以及其他的一些必要的设备再回输到动脉。而在这个过程中血液中不能混入气体，那么这些设备以及相应的管道中就必须充满液体。一般来说，根据体重的不同，这些设备中所需要的液体从几百毫升至1000多毫升不等，称为预充量。由于小儿体重轻，自身体内的血液比较少，而且很多心脏病患儿还有不同程度的贫血，如果在预充的液体中不使用血液，就会严重稀释患儿的血液，导致术中血液携氧能力下降，所以在小儿心脏手术中和手术后大都需要输入一定量的血液制品，来保证手术的顺利进行和手术后的恢复。
5、体外循环中为什么需要降温？
心脏手术为什么要低温呢？这是因为体外循环中，由于部分血液在管路和膜肺内，体外循环带给全身的血液量达不到自身循环的要求，仅相当于自身循环血流量的70%左右。长时间血液不足必定会造成组织缺血、缺氧，导致严重的并发症。那么怎么解决这个问题呢？科学家发现，当人体的体温降低时，体内的新陈代谢也就相应降低，对氧气的消耗量也随之降低。于是医学家将低温的方法应用到心脏手术上来。早期医生将病人麻醉后放置在一个冰袋内，现在则使用变温水箱，将水管分别连接变温水箱与膜肺、变温毯，并让患者躺在变温毯上，通过变温水箱进行术中降温。在低温环境下，人体对缺氧的耐受能力大大提高，再加上体外循环辅助，外科医生就可以从容不迫地在心脏内做各种手术。近年来随着心脏手术技术的发展，对低温提出了新的要求，发展出深低温停循环技术，就是将患者的体温降到25℃左右，然后可以暂停除头部外的血液循环，使外科医生顺利完成操作，主要用于主动脉夹层的全弓置换。

6、体外循环机工作原理
1953年美国心脏外科专家John Gibbon发明了体外循环机，将体内静脉血引至体外进行氧合，然后再输回体内，如此血液可以不经过心脏和肺而进行周身循环。心脏内因无血液流动，为外科医师提供了切开心脏进行直视手术的条件，使一些复杂的心脏畸形的手术成为可能。体外循环机由血泵和人工肺构成，血泵的功能是在心脏停止跳动的时候，替代心脏的功能，能够维持血液的循环，将血从静脉引流回来进行氧合后再将血泵入动脉；人工肺是替代肺的功能，在心脏停跳时，血液不流经肺部，起到吸入氧气、排出二氧化碳、气体交换的作用，以维持机体在循环阻断时的生理功能。如此血液不经过自体的心肺进行氧合和组织灌注的过程，称为心肺转流，亦称为体外循环。