体外循环的设备和原理VIP免费

第二章体外循环的设备和原理要点：体外循环是由滚压泵（人工心脏）、氧合器（人工肺）、储血装置和管道组成，尽管传统的储血装置在逐渐消失。附加的装置还有热交换器、心肌保护装置、气体和微栓滤器。还有用于回收术野血液以及用于心脏排气作用的左右心吸引。目前使用的膜式氧合器是集储血和热交换为一体的，使用安全简单有效。与滚压泵相比，离心泵的血液破坏小而且安装简便，但其费用高一些。它可以缩短病人ICU的带管时间以及总的住院时间。大量的经验表明在体外循环期间使用肝素涂层的耗材可增加生物相容性，减少病人的全身炎性反应。灌注师可以通过持续的流量监测，灌注压监测，酸碱平衡，氧合功能，肾功能，凝血功能监测来确保机体各个脏器都能得到充分的灌注。一、体外循环的历史最初的人工循环是1812年LeGallois从兔颈动脉灌注兔脑。自1848年到1853年BrownSequard发现将黑的静脉血暴露于空气中并震荡可以变成红色的动脉血，于是进一步用它来灌注独立的大脑标本。最早的鼓泡式氧合器就是Shroder在1882年同样利用空气与血液混合的原理来制作的。而两年以后VonFrey和Gruber则发明了膜式氧合器，它避免了空气和血液在气泡的表面相接触。1900年，Howell和他的同事们发现了肝素可以抗凝的特性，于是体外循环过程中就没有了凝血的风险。最早在临床上应用体外循环是在1953年由Massachusetts医院的JohnGibbon医生进行的，他们成功的修补了一例房间隔缺损的女性病人。1955年明尼苏达大学的CWaltonLillehei医生和其他人在经历了多次失败后仍然坚持发展这项技术和设备。鼓泡式氧合器最早是在1956年被Rygg引入商业化生产。经过这些年的改进和发展早已不像最早的设备了，他们可以用完就扔掉了。整个氧合器的发展简史见表2.1。表2.1氧合器的历史非膜式氧合器1937Gibbon肺滤过氧合1951Dennis/Bjork旋转屏或碟式氧合器1955Lillehei/Dewall最早的鼓泡式氧合器1956Kay/Cross将屏式氧合器的预冲降低到4000ml1956Pygg/Kyvsgaard最早塑料的氧合器1962Cooley/Beall最早商业化的鼓泡1966Dewall/Najafe/Roden最早带热交换的鼓泡氧合器膜式氧合器1955Kolff/Balzfer采用动物膜的膜式氧合器1956Kolff卷筒膜式氧合器1958Clowes最早使用特富龙1968Lande甲基聚酯折叠式氧合器1969Pierce碳聚合体作为主要材料1969PiercePierce-GE1971Kolobow硅树脂聚合物的氧合器1972Eiseman/Spencer延展了特富龙的氧合器1975TravenolLabs以聚丙烯为材料1985J&JCardiopulmonary最早的中空纤维氧合器二、鼓泡式氧合器鼓泡式氧合器是最早被应用于商业的，使用时间超过了46年。鼓泡式氧合器是集氧合室、变温室、动脉储血室和滤器为一体的氧合器。它的原理是静脉血和氧气都通过一个多孔的圆盘变成各种大小不等的泡沫，氧气通过泡沫的表面进入血液而二氧化碳则从血液中分离出来，于是静脉血液就变成动脉血。血液再通过涂有硅酮的祛泡装置后进入病人体内。多数鼓泡式氧合器的变温装置都包含在发泡室内。早期Bentley的变温装置就在动脉储血器内。鼓泡式氧合器简单好用但是在临床上发泡和祛泡过程却导致明显的血液破坏，几个小时后会变得更加明显。鼓泡式氧合器也使微气栓和大气栓的风险更高：如祛泡不完全、不小心的储血室打空致大量的空气通过滚压泵进入病人体内。而且将空气和血液混合也认为是不安全的（因为氮气几乎不能溶于水）。当然也需要一些二氧化碳混合在空气中，否则PCO2就会很低。基于以上几种原因，如今鼓泡式氧合器逐渐退出了市场。而目前膜式氧合器占据了大部分市场。三、膜式氧合器各种各样的膜式氧合器设备在上世纪五十年代中期就被广泛应用，但是直到19年前才解决降低预充量的问题，因简单易行的使用才形成广泛的商业化。膜式氧合器是通过半透膜来实现血中的换气过程的，半透膜是由聚丙烯或硅胶制成，避免了血液与气体的直接接触，这与气血直接接触的鼓泡式不同。气体交换是依据膜两侧气和血中溶解压差的不同来进行，所以膜式氧合器的交换过程比鼓泡式氧合器的交换过程更接近于生理过程。没有了发泡和祛泡过程，只依靠PO2和PCO2所以更安全。大部分用于商业的膜式氧合器都是由硅胶或微孔的聚丙烯材料制成的，最著名...