体外循环病理生理
(完整版)体外循环
体外循环心血管外科手术包括心腔内手术、大血管手术及心脏表面的手术。
可以想象,在搏动并充满血液的心脏或血管内是无法进行手术的，必须提供安静无血清晰的手术野，以便于认清解剖畸形并实施手术操作。
体外循环的应用即为外科医生提供了这种条件。
体外循环是指用一种特殊装置暂时代替人的心脏和肺脏工作,进行血液循环及气体交换的技术。
这一装置分称为人工心和人工肺，亦统称人工心肺、人工心肺装置或体外循环装置。
主要应用于心脏、大血管手术。
体外循环时，静脉血经上、下腔静脉引入人工肺进行氧合并排出二氧化碳,氧合后的血液又经人工心保持一定压力泵入体内动脉系统,从而既保证了手术时安静，清晰的手术野，又保证了心脏以外其他重要脏器的供血，是心脏大血管外科发展的重要保证措施，1953年Gibbon首例应用于临床。
体外循环基本装置：包括血泵、氧合器、变温器、贮血室和滤过器五部分。
体外循环装置示意图血泵：即人工心，是代替心脏排出血液，供应全身血循环的装置。
根据排血方式分为滚压泵和离心泵两种。
目前仍以滚压泵应用较广泛，射出血液为平流，以滚压式泵为主，靠调节泵头转动挤压泵管排出血液。
氧合器：即人工肺。
代替肺脏使静脉血氧合并排出二氧化碳。
目前使用的有两种类型：①鼓泡式氧合器：血液被氧气（或氧与二氧合碳混合气）吹散过程中进行气体交换，血液中形成的气泡用硅类除泡剂消除，根据形态有筒式和袋式；②膜式氧合器（膜肺）：用高分子渗透膜制成，血液和气体通过半透膜进行气体交换，血、气互相不直接接触，血液有形成分破坏少，其外形有平膜式和中空纤维式。
（人工心肺机就是由氧合器和血泵及辅助设备组成的,能进行体外循环的机械装置.）变温器：是调节体外循环中血液温度的装置，可作单独部件存在，但多与氧合器组成一体。
变温器的水温与血温差应小于10—15°c,水温最高不得超过42°c,用于体外循环中患者的体温降升和心脏停搏液的变温。
贮血室：是一容器，内含滤过网和去泡装置，用作贮存预充液，心内回血等。
体外循环
二、现代体外循环的基本构成和建立
附属装置 滤器 变温器 人工肺 （氧和器）
体外循环（Extracorporeal circulation, ECC）
心肺转流（Cardiopulmonary bypass, CPB） 心肺灌注（Cardiopulmonary perfusion）
现代体外循环技术的临床应用
1、心脏、大血管直视手术 2、器官移植
3、其他系统疾病的呼吸循环支持
变温器（heat exchanger）
通过循环水箱和热交换器在
体外循环过程中精确调控患者的
体温，能方便的作到降温、复温。
微栓过滤器（filter）
体外循环过程中可能产生气泡、 血小板微栓、脂肪颗粒、去泡剂颗 粒等微栓。为保证患者安全，必须 使用过滤器。
过滤器的网眼直径在20~40um。
附属装臵
经过数十年的努力，现代体外循环技术已成
为一门成熟、安全的治疗方法，它可以安全的代 替病人的心肺功能时间长达一个月甚至更长，为 患者获得进一步治疗赢得了宝贵的时间。 目前，体外循环术后总体合并症的发生率已
降至5％以下。
五、循环辅助装臵
1、主动脉内球囊反搏
intra-aotic balloom pump/pulsation, IABP
体外循环
北京大学第一医院心脏外科
一、体外循环的基本目的和概念
▲将回心的血液引出体外，使手术野达到“无血” ▲心脏安全的停搏在舒张期，手术野达到“安静” ▲在心脏停止泵血期间，以氧合血灌注外周脏器
(医学课件)体外循环技术
•体外循环技术概述•体外循环技术操作流程•体外循环技术的临床应用•体外循环技术的并发症及防治•体外循环技术的培训与资质认证目•体外循环技术的未来发展趋势与挑战录定义原理定义与原理发展历程体外循环技术自20世纪50年代诞生以来，经历了多年的发展和完善，现已成为心外科手术、心肺复苏等治疗的重要技术手段。
临床应用体外循环技术广泛应用于心外科、胸外科、神经外科等领域，为各类手术提供了更为安全、有效的治疗方式。
发展历程与临床应用适应症禁忌症适应症与禁忌症术前准备病情评估医生、护士和麻醉师等组成的专业团队，共同讨论手术方案和可能出现的风险，并制定应急预案。
术前讨论术前准备术中操作使用适当的麻醉药物，使患者进入全身麻醉状态，并实施气管插管等操作。
麻醉诱导体外循环建立心肌保护手术操作通过股动脉和股静脉插管，建立体外循环通路，将患者的心脏和肺脏与手术区域隔离。
在手术过程中，使用心肌保护液等物质，确保心脏在手术期间的正常功能。
根据病情和手术方案，实施相应的手术操作。
术后处理030201心外科手术心脏瓣膜置换手术心室辅助装置植入手术冠状动脉搭桥手术03肝硬化门脉高压症治疗肝移植手术01肝移植手术02肝肿瘤切除术肺动脉狭窄矫正术心室间隔缺损修补术婴幼儿复杂先心病手术婴幼儿复杂先心病手术术中并发症及防治出血01血栓形成02气体栓塞03器官功能衰竭体外循环可能会对其他器官的功能产生影响，如肾功能衰竭。
医生需要密切监测患者的生命体征，并及时采取相应的治疗措施。
感染术后感染是常见的并发症之一。
医生应严格遵守无菌操作原则，并使用抗生素预防感染。
神经系统并发症体外循环过程中可能会对神经系统造成影响，如意识障碍或肢体运动障碍。
医生需要评估患者的神经系统状况，并及时采取相应的治疗措施。
术后并发症及防治特殊情况下的处理与应对措施患者不耐受对于一些特殊患者，如年老、体弱或患有多种疾病的患者，可能需要特殊处理和应对措施。
医生需要根据患者的具体情况制定个性化的治疗方案。
(医学课件)体外循环技术
04
体外循环技术的效果和影响
体外循环技术对病人的影响
01
02
03
改善心脏功能
体外循环技术可以临时替 代患者的心脏功能，减轻 心脏负担，有助于改善心 脏功能。
减少器官损伤
由于体外循环技术可以提 供全身氧合，使得重要器 官得到充分的氧合，从而 减少器官损伤。
在肝肾移植手术中，体外循环技术可以作为 一种辅助手段，确保手术的顺利进行。
02
体外循环技术的基本原理
体外循环技术的生理学基础
血液循环
描述了血液在人体内流动的过 程，包括动脉、静脉和毛细血
管。
生理调节
介绍了血液流动中的生理调节机 制，如血压、心率和血管张力等 。
器官功能
描述了各个器官在血液循环中的功 能及相互关系。
在每次使用后，需要对体外循环管道进行清 洗和消毒，以确保下次使用的安全性。
体外循环技术的应急处理
密切观察病情变化
在体外循环过程中，需要密切 观察患者的病情变化，以便及
时发现并处理异常情况。
立即停止体外循环
在出现严重并发症时，需要立 即停止体外循环，以避免对患
者造成进一步的损伤。
紧急处理
在出现紧急情况时，需要进行 紧急处理，如紧急开胸止血、 紧急心脏起搏等，以挽救患者
体外循环技术的操作规范
严格遵守无菌原则
在操作体外循环技术时，必须严格 遵守无菌原则，确保手术野和体外 循环管道系统的无菌状态。
准确的管道连接
将体外循环管道与手术野和相关仪 器设备准确连接，确保密封和血液 流通畅通。
血液的预充和排空
体外循环的概况及方法汇总
体外循环的概况及方法北京安贞医院一、体外循环的历史二、体外循环灌注人员的组成及要求三、体外循环的基本原理四、体外循环的设备五、体外循环的病理生理改变六、体外循环的实施方法体外循环的历史1812年LaGallois 提出用泵灌动脉血维持器官生命的设想，用血灌注斩下的兔头，但血凝固了。
1821年Prevost 和Dumas制出去纤维蛋白的不凝固血1828年Kay 用静脉血人工循环使死亡的动物肌肉恢复活动性1848-1858年Brown-Sequard 认识到用氧合的血灌注离体动物之头，使之能保护某些神经反射1868年Luduig和Schmidt制成可以维持恒压的灌注装置1882年Von Schroder制成第一套鼓泡式氧合器，用空气吹入静脉血使之氧合1885年Von Frey 和Max Gruber制成第一套人工心肺机，用倾斜旋转圆筒使血成薄膜状，氧合血液并制成螺旋形的储血槽和变温器，泵如注射器。
1809年Sacobi用手间歇挤压放在动脉端的橡皮束，以产生搏动血液。
1900年Landstiner ABO血型1914年Jay Mc Clean发现了肝素1915年Richands 和Drinker制成微孔过滤器，使静脉血通过微孔丝网，并用活塞驱动玻璃圆筒泵1915年Hooper研制鼓泡式氧合器，灌注离体肾，研究搏动压与肾功能的关系，并发明了螺旋式氧合器（硬橡皮蝶片），灌注动物的头。
1926年Bronstein 制成一种氧合器，血通过二个平行的圆筒，内有许多玻璃珠，使血氧合，用活塞泵泵血1929年Brukhonenko用生物肺氧合血，灌注截下的狗头，可以保持几小时有反应。
1934年DeBakey发明了180度转动泵1935年Alexis Garrel和Ghales Lindberg用硼硅酸玻璃泵灌注离体器官，存活一个月，搏动灌注。
1936年两件重要事情发生（1）肝素纯化；（2）发现了ABO血型1937年John Gibbon 心脏直视手术的创始人，他在短暂阻断肺动脉期间用螺旋式氧合器进行体外循环维持了狗的生命1938年鱼精蛋白的应用，对凝血机制的控制有了主动权。
(整理)077章体外循环.
第77章体外循环第1节体外循环原理和用品一、外循环概况和原理（一）体外循环概况体外循环临床实践从开始至今近50年历史，当回顾Lillehei首次描述人体交叉循环（图77-1）和Gibbon首次将体外循环成功应用于患者的经历时，我们很难想象老一代学者面临的困难。
再看看当今体外循环的发展，我想老一代学者亦同样难以估计当今体外循环在理论、设备、实践所发生的巨大变化和进步。
目前全世界每天开展2000例体外循环手术。
体外循环已广泛地用于心脏外科、胸部肿瘤手术、肾脏肿瘤的切除、复苏术、创伤、介入治疗支持、肝移植、中毒抢救等方面。
体外循环是指将血液从左心房或右心房引出，经泵氧合注入动脉，从而为外科或其他的治疗方法提供有利条件。
另外体外循环中还可进行有效的温度调控，心肌保护液的灌注，手术野的血液回收、超滤等。
由于篇幅有限，本章体外循环主要介绍三大部分：第一，机械性装置，如泵、氧合器、滤器、超滤器等；第二，体外循环的管理，如血液抗凝和拮抗、流量和压力调节等（作为体外循环医务工作者应在这二方面均有良好知识和技能）；第三，体外循环在非心脏手术中的应用。
体外循环工作的开展尚需和外科医生及麻醉医生的充分配合，并需要良好的监测手段。
虽然体外循环有很大的发展，但很多问题尚需不断地完善和探索。
（二）体外循环基本原理我们用一张示意图（图77-2）简述体外循环的基本原理。
未氧合的血液通过静脉管（O）从右心房（或上下腔静脉）以重力引流的方式至氧合器（H）的静脉回流室。
在静脉引流管和动脉输入管道上有血气监测装置（J），可连续监测和判断机体的氧供和氧耗的平衡情况。
在静脉引流管有一流量调控装置（K），可控制静脉回流量或心脏充盈情况。
静脉回流室同时接受心外吸引（B）和心内吸引（C）的血液（或液体）。
心外吸引或俗称右心吸引，一般通过吸引头（L）和滚压泵（B）将心腔外或可见视野的血液（或液体）吸至回流室。
心内吸引（俗称左心吸引）一般以一特制导管（M）置于心腔内，通过滚压泵（C）将心内非可见血液吸至回流室，它可防止左心膨胀。
体外循环
2、体外循环的实施
1) 切口 2) 锯开胸骨 3) 切开心包 4）心外探查 5）建立体外循环 体外循环多与低温结合，即在开始转流时血 液降温至30℃-25℃，以降低代谢，保证机体有氧 代谢及避免心肌细胞的损伤，待心内手术即将结
束时，再将血液温度回升至常温。
体外循环停机的条件是： ①体温达36℃； ②平均动脉压8～10.66kpa(60～80mmhg)；
体外循环
1.定义：将回心的静脉血从上、下腔静脉或右心房 引出体外，在人工心肺机内进行氧合和排出二氧 化碳，气体交换后，再由血泵输回体内动脉继续 血循环。 2.人工心肺机主要配件：血泵、氧合器、变温器、 滤器 （图）。
3.体外循环后的病理生理变化代谢改变：电解质失 衡；血液改变；肾、肺等器官的功能减退。
3、体外循环后的病理生理变化
（1）代谢与电解质变化 代谢性酸血症、代谢性
碱血症、心律失常
（2）血液变化 （3）大脑 （4）肾脏 （5）肺 （6）心脏
红细胞破坏较严重、血浆血红蛋
白增加、血小板破环 、DIC
脑水肿、脑功能受抑制 肾功能衰竭 灌注肺 低心排征
③手术野无重要出血；
④血气分析报告正常； ⑤血离子正常； ⑥无严重心律紊乱。 停机前可使用血管扩张药与利尿。到停机时，机内
只留下最低限度维持运转所必需的血量。停机后要继续 用动脉泵缓慢输血，以防止血量不足，也要防止输入速
度过快而致心脏膨胀，损害心肌功能。
体外循环术后并发症观察及护理要点
4、一般护理
• （1）心理护理 • （2）体位 • （3）活动和早期功能锻炼 • （4）营养
七、并发症的观察护理
1、出血
• 原因 体外循环致病人凝血机制破坏， 灌流 期间使用肝素未完全中和或肝素 反跳、术中止血不彻底或缝合欠妥等
• 处理 挤捏心包、纵膈引流管、立即 备血、输血，鱼精蛋白中和肝素。
• 定时用肝素盐水冲洗压力换能器 • 遇机器报警，如无提示，可按RESET键或开
始键重新反搏
• 护理 观察生命体征、心率、心律、 体温、末梢循环、尿量、CVP、 心包、 纵膈引流管通畅、水、电解质和酸碱平
衡、根据血流动力学变化调节药物泵入 量、观察药物效果，准确记录。
4、心力衰竭
• 原因 心律失常、大出血、输液速度 过快、量过多、电解质失衡、阻断循环 时间过长、
谢谢！
• 处理 常用药物：洋地黄类、利尿类； 合理休息、限制钠盐摄入
• 护理 指导病人合理休息、限制钠盐 摄入、注意用药后的反应、避免大量快 速静脉输液、使用输液泵、严格记录并 控制液体出入量
5、脑功能障碍
• 原因 低温下停止循环时间过长、不适 当的稀释和灌注、气体交换不足、术中 的气栓、血栓脂肪栓等导致脑缺血缺氧、 脑栓塞
• （2）准备仪器：呼吸机、心电监护仪 （ABP、CVP、T模块）、心电图机、除 颤仪、起搏器用物、集尿器、氧气袋、 输液泵一台、注射泵二台。
• （3）准备药物：备齐药品柜。速尿、西 地兰、利多卡因、多巴胺、硝普钠、地 米、肾上腺素、异丙肾上腺素
• （4）其他：大止血钳、石腊油纱布、吸 痰用物、肝素盐水、输液器、输血器、 注射器、
• 明确出血性心包压塞，立即准备行心包穿刺和 开胸探查的用物。
2、心律失常
体外循环病理生理PPT课件
由于目前的人工心肺机的性 能和要求距离正常人体的心 肺功能较远，这可从心排量、 氧和比率上有否搏动性以及 长时间性可以看出其距离。
为此在体外循环后，机体内 常常会发生各种不同的病例 生理改变。
体外循环后发生六中病理生 理改变
生化和电解质改变 血象的改变 微循环改变 心肌改变 脑组织变化 肺部变化 肾、肝的改变
3.2~5.5
4.3~5.5
5%GNS
4.0~6.0
5.1~5.8
NS
4.5~7.5
6.2~6.7
Dextran
5.1~6.2
5.0~5.3
预防酸中毒的措施
1. 1.体外循环前作过度换气，增加体内氧储备量 2. 2. 选用优良的人工心肺机和人工肺 3. 3. 术中采用血流降温和低温方法 4. 4. 应用中度血液稀释方法，预充液中加入血浆和
体外循环病理生理
体外循环是将体内静脉血液引流 到体外进行氧合，然后将此氧合 后的动脉血液再输回身体内，以 维持机体各部分的血氧供给
体外循环是开展心脏直视手 术的可靠方法，而建立和维 持体外循环的先决条件是性 能良好的人工心肺机，也就 是优良的人工心和人工肺
损害体外循环的主要目的就 是应用人工心肺机来维持心 脏和肺的功能，以确保机体 的重要器官如脑、肝、肾等 组织的血液灌注，预防机体 各组织的缺血性
心肺机血平面过高赚血过多，或 术中失血过多又未补充。
加入预充液偏酸，又未加入 适量碱性药物，造成PH↓
Hale Waihona Puke 液过度稀释，造成机体的 缓冲能力下降，即稀释性酸 中毒
非搏动性血流，造成组织灌 注不良性酸中毒
心肺转流时间越长，越易造 成酸中毒
预冲液pH值
体外循环技术
应用新型生物材料，提高体外循环系统的生物相容性和使用寿命，降低免疫排斥反应。
3D打印技术的应用
结合3D打印技术，实现体外循环系统的定制化、个性化制造，提高治疗效果和安全性。
人工智能和机器学习的应用
应用人工智能和机器学习技术，实现体外循环系统的智能控制和优化，提高手术效果和安 全性。
THANKS
体外循环系统的组成和各部件功能
体外循环系统主要由血泵、氧合器、滤器、 管道和监测装置等组成。
血泵的主要功能是提供血液循环的动力，将 血液从体内引流到体外循环系统中；氧合器 的主要功能是将血液中的二氧化碳排出，同 时将氧气结合成血浆；滤器的主要功能是去 除血液中的微小颗粒和有害物质；管道和监 测装置则起到连接各部件、监测血液参数的
作用。
体外循环技术的适应症和禁忌症
01
体外循环技术的适应症包括心脏外科手术、大血管外科手术、肺部肿瘤手术、 肝部肿瘤手术等。
02
体外循环技术的禁忌症包括严重肝肾功能不全、严重肺部感染、严重出血倾向 等。
03
在进行体外循环技术时，需要注意患者的心肺功能、肝肾功能、免疫功能等方 面的保护，同时需要严格控制出血和感染等并发症的发生。
05
体外循环技术的发展趋势和前景
体外循环技术的未来发展方向
进一步降低操作复杂度和风险
提高体外循环技术的操作便利性和安全性，简化操作流程，降低相关并发症的风险。
开发更高效、稳定的体外循环系统
提高体外循环系统的效率，降低能耗和成本，提高系统的稳定性和可靠性。
智能化和自动化
应用先进的传感器、人工智能等技术，实现体外循环系统的智能化和自动化控制，提高治疗效果和安全性。
呼吸系统并发症
急性呼吸窘迫综合征
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生化变化
血液酸碱度变化是体外循环后最常 见的生理变化。代谢性酸中毒的程 度与体外循环灌注流量成反比，即 灌注流量高，术后发生酸中毒程度 小，而灌注流量低，则酸中毒程度 大。
酸中毒产生原因
术前病人已有酸中毒表现，如紫 绀型先心病人。
术中氧和不良，血氧饱和度和氧 分压低，使组织缺氧。
灌注流量不足，造成组织缺血和 缺氧。
由于目前的人工心肺机的性 能和要求距离正常人体的心 肺功能较远，这可从心排量、 氧和比率上有否搏动性以及 长时间性可以看出其距离。
为此在体外循环后，机体内 常常会发生各种不同的病例 生理改变。
体外循环后发生六中病理生 理改变
生化和电解质改变 血象的改变 微循环改变 心肌改变 脑组织变化 肺部变化 肾、肝的改变
4.3~5.5
5%GNS
4.0~6.0
5.1~5.8
NS
4.5~7.5
6.2~6.7
Dextran
5.1~6.2
5.0~5.3
Hale Waihona Puke 防酸中毒的措施1. 1.体外循环前作过度换气，增加体内氧储备量 2. 2. 选用优良的人工心肺机和人工肺 3. 3. 术中采用血流降温和低温方法 4. 4. 应用中度血液稀释方法，预充液中加入血浆和
体外循环病理生理
体外循环是将体内静脉血液引流 到体外进行氧合，然后将此氧合 后的动脉血液再输回身体内，以 维持机体各部分的血氧供给
体外循环是开展心脏直视手 术的可靠方法，而建立和维 持体外循环的先决条件是性 能良好的人工心肺机，也就 是优良的人工心和人工肺
体外循环虽是一种人为控制 性休克，但能提供循环阻断 的安全性，允许外科医生有 充分的时间，在无血液的心 内作精细操作，以纠正心内 各种病变。
心肺机血平面过高赚血过多，或 术中失血过多又未补充。
加入预充液偏酸，又未加入 适量碱性药物，造成PH↓
血液过度稀释，造成机体的 缓冲能力下降，即稀释性酸 中毒
非搏动性血流，造成组织灌 注不良性酸中毒
心肺转流时间越长，越易造 成酸中毒
预冲液pH值
预充液种类 药典测定pH值 测定pH值
5%GS
3.2~5.5