体外循环

介绍

体外循环（CPB）的作用是接管心脏和肺的功能，并将氧气不间断地输送到重要的终末器官，以实现心肺手术的目的。

CPB 的基本功能在于其在这些过程中提供氧合、通气、循环、温度 控制和电解质 平衡的能力。所涉及的体外循环意味着体外循环可以同时起到循环支持和呼吸支持的作用。

CPB和心麻痹液（建立体外循环后使用）可提供心肌保护并使心脏减压，从而减少手术过程中发生缺血期间的能量消耗。

作者：Arifnajafov 先生，CC BY 3.0，来自维基共享资源

图 1 – 允许进行冠状动脉搭桥术 (CABG) 手术的心肺转流术

病理生理学

术中和术后期间 CPB 发生的生理变化是血液通过非内皮衬管时继发的全身炎症反应的结果。在手术过程中和体外循环期间，五个血浆蛋白系统被激活；接触系统、内在和外在凝血途径、补体系统和纤溶途径。

与非内皮衬里管的初始接触激活接触系统；因子 XI（接触系统的一部分）反过来会激活内在凝血途径，而手术期间的组织损伤本身会激活外在凝血途径。补体途径将被因子 XIIa（接触系统的另一个组成部分）激活，而内皮细胞通过产生激活纤溶途径的组织纤溶酶原激活剂来对循环凝血酶做出反应。

对系统的主要影响

虽然 CPB 有相当大的好处，但其使用仍然存在系统性副作用。

在接受 CPB 的患者中，可以观察到心肌收缩力降低和肺阻力增加（由鱼精蛋白引起的肺动脉高压）。发生的炎症反应也可能导致急性呼吸窘迫综合征。 

CPB 中的炎症通路激活（如上所述）可以使患者处于高凝状态和抗血栓状态。炎症反应的影响还意味着这些患者更容易受到感染。

体液状态的变化，特别是血管内耗竭的变化，可能会在 CPB 期间影响肾脏，导致急性肾损伤。胃肠道或神经系统缺陷不太常见。 

Pfree2014，CC BY-SA 4.0，来自维基共享资源

图 2 – 一名灌注师正在操作心肺旁路回路

赛道

血液从患者到旁路机器再返回患者的流程遵循特定的顺序，可最大限度地提高灌注并最大限度地降低风险（图 3）。

设置电路涉及的关键步骤是：

• 血液肝化，随后插入体外循环插管（最常见的途径是主动脉-心房）；将右心房的血液排入蓄水池，然后将左心室的血液也排入蓄水池（用于减压，称为心肌保护）
• 通过泵将血液从储液器推动，通过热量和气体交换器，然后通过动脉过滤器，使血液通过主动脉插管进入患者；放置主动脉十字夹，以分离全身回路和冠状回路并避免循环溶液混合
• 将富含钾的心脏停跳液通过气体交换器推进到心脏停跳液泵，确保心脏停跳液进入主动脉根部（顺行心脏停跳液）或进入冠状窦（逆行心脏停跳液）

改编自 Machin 等人。 (2006)，使用 Adobe Stock（授权给 TeachMeSeries Ltd）

图 3 – 用于体外循环的“闭合”体外回路的示意图

为了维持有效且安全的CPB 回路，外科医生、麻醉师和灌注师之间的良好沟通至关重要（图 2）。血流速度将根据手术阶段以及患者对脱离搭桥的反应而变化。

在手术结束时施用鱼精蛋白以逆转肝素的作用，但必须缓慢进行以减少心血管紊乱。

并发症

由于搭桥而可能出现的 CPB 潜在紧急并发症有（通常记住为 2 As、2 Is 和 2 Ps ）：

表 1 – CPB 的潜在紧急并发症