体外循环在非心脏手术的应用

1、032.体外循环在非心脏手术的应用心血管麻醉及体外循环胡小琴主编发表日期:2006-11-7 16:28:04 浏览数:C34第三十二章体外循环在非心脏手术的应用李佳春暂时地替代心肺功能，使心内直视手术或大血管手 人工心、人工肺日趋完善，当代灌注管理技术的提体外循环常规用于心血管外科手术, 术得以完成。随着现代科技水平的提高， 高也使得体外循环本身更安全，更普及。由于体外循环具有气体交换。能够利用氧合器功能将人体内PO2升高，PCO2降低;调控体温。利用热交换器降低或升高血温使局部或全身的温度改变，以达到调控代谢的目的。控制局部或周身的循环。插管引流、灌注或阻断循环，提供无血或少血的手术野，以

2、 及调节血压或控制局部组织的灌注。回收失血再利用。肝素抗凝后利用人工心肺机上副泵将术野失血回收、过滤， 再进入体外循环重新利用。血液稀释。人工心肺机管路预充的液体参加循环，使血液稀释，改善了微循环，减少了库血的应用等众多优点，使体外循环技术在临床上被越来越广泛地应用。从治疗先天性心脏病，瓣膜病和冠心病等的外科发展到利用 体外循环技术进行辅助循环和体外膜肺氧合（ECMO）等（上两章已评述）。不仅如此，还在向非心血管外科，如神经外科、普通外科、泌尿外科、急诊复苏等其它学科发展，并且在临床 上进行尝试和获得一些成功的经验。本章就体外循环技术在非心血管外科领域中的应用作一 综述，旨在探讨扩大该项技术的

3、临床应用范围，为某些疑难、重症患者提供一救治手段。第一节体外循环技术在神经外科的应用一、应用范围及效果早在60年代初Woodhall和他的同事们就将体外循环技术应用在神经外科。他们采用体外循环并深低温停循环技术为一颅内转移肿瘤患者进行了姑息性的治疗。低温44分钟，停循环10分钟，使手术获得了成功。从那以后，许多医疗外科中心就采用了这种方法。Patterson和Ray也应用这种技术治疗了 7例颅内动脉瘤，并在临床实践中证明了不开胸、周围血管 插管方法的优点远大于开胸插管。由于当时体外循环本身设备和技术的限制，如转碟或鼓泡式氧合器的应用以及变温效率差等诸多因素，出现血液破坏、凝血障碍以及由于低温引

4、起的 并发症，如 70-80 年代 Gonski 等开胸将体外循环并深低温停循环技术用于巨大或复杂颅内 动脉瘤，其术后出血死亡率为 40，并发症达 23。由于对体外循环并发症和死亡率高的 顾虑，使得一段时间内，体外循环在神经外科中的应用减少。虽然经典的外科手术加之显微外科的介入使大部分从前不能做的手术能做了， 但并不能 使所有的患者得到救治， 某些颅内病变仍不能切除。 1983 年 Baumgartner 和其同事们用局部 插管建立体外循环，在深低温停循环下对 13 例颅内动脉瘤和 1 例延髓成血管细胞瘤常规手 术不能实行的患者进行了手术并无死亡， 均获得了良好的手术效果， 但静脉栓塞和肺栓塞

5、并 发症占 29。80年代全血激活凝血时间测定 （ACT） 在体外循环中的运用， 对肝素化与鱼精蛋白中和起 到了指导作用， 大大地减少了出血并发症。体外循环设备及技术的改进，如膜肺、 微栓过滤 器的使用，以及在保护血液有形成份方面的研究使得体外循环并发症大为减少， 手术更安全。90年代 Mark 又用体外循环并深低温停循环技术为 4例巨大颅内动脉瘤， 3例颅底血管 球颈瘤， 2例动脉静脉畸形和 1 例小脑成血管细胞瘤的患者进行了手术， 10 例术后没有与 体外循环直接有关的并发症及死亡。 1 例死亡因残余动静脉畸形、脑水肿、出血、脑梗死， 另一例为脑积水。 因此他们认为使用这种技术对颅内动脉瘤

6、、 血管球颈瘤、 小脑成血管瘤是 必要的， 对大的动静脉畸形手术切除也可以尝试。 近年来国内一些学者将体外循环技术用于 颅内巨大脑膜瘤切除术， 亦获得良好效果。 相信在体外循环的帮助下， 神经外科将能完成某 些复杂疑难病症的手术，使某些濒于死亡的患者得到救治。二、方法（一）麻醉与监测麻醉为气管内全麻，诱导用硫喷妥钠和芬太尼。肌松剂为 Pancuronining 和丁二酰胆碱 以及吸入剂用异氟醚或氨氟醚等。监测为术中的常规监测，如 ECG 、桡动脉压、中心静脉压、尿量，温度（体表及中心 温度），呼出 CO2 以及间断监测血气，血球压积，电解质等。必要时监测颅内压，心输出（二）患者体位患者取仰卧位

7、， 除外科术野备皮外， 亦应准备腹股沟区及胸部， 以备插管或胸骨正中切 开或体外除颤用。特殊部分如枕下颅骨切除时可取半坐位。（三）体外循环的建立1. 深低温停循环或低流量灌注法：早期的颅内手术采用的深低温停循环法多为开胸插管，这样对患者损伤较大。近年来报导的深低温停循环法多采用双侧股静脉插管（28,30F）,深达下腔，股动脉插管（18,20F）。温度18 C （肛温）。可根据病情及手术操作过程掌握降温 程度及停循环或低流量灌注的时间（具体方法见有关章节）。2. 颅脑局部低温灌注法：适于较复杂的颅内血管病、血管畸形等。将颈总动脉近端作为 输出端与氧合器相连， 颈总动脉远端为输出端。 将经氧合器降

8、温的冷血灌注入颈总动脉， 使 颅内脑组织温度降低，灌注流量16ml/kg，减低脑组织张力和代谢。可用于巨大的脑膜瘤等手术切除。第二节 体外循环技术在胸部手术的应用体外循环技术除常规用于胸部的心血管手术外， 还可用于肺和气管、 食道等手术， 本节 就体外循环技术在肺脏、气管手术中的应用做一初步介绍。一、体外循环技术在肺移植手术的应用（一）肺移植的手术指征和相关指征 肺移植已发展成为晚期肺病患者的治疗选择， 尤其是近年来使用的双侧连续单侧肺移植方法， 集中了单肺移植的优点， 避免整体双肺移植过程中内在的发病率， 其手术指征和相关 指征为：细胞纤维化肺病；支气管扩张；严重的双肺囊性疾病的肺气肿；原发

9、性肺动脉高压伴可逆的心功能障碍； 肺再移植； 爱森门各综合征伴可矫正的心内畸形； 单 侧肺移植其移植的肺功能不足；移植的肺过小不足以满足受体的需要。（二）体外循环应用指征在早期， 对患晚期肺病、 肺纤维化患者进行肺移植手术不需要体外循环的介入，尤其在单肺移植手术。 在双肺移植手术中， 有时在移植第二个肺时， 发生移植肺的急性呼吸功能不 全，需要紧急建立体外循环，辅助换气，帮助渡过危险期。由于体外循环的建立，使手术安 全、可靠、 便利。 目前体外循环已被广泛地应用在单肺和双肺移植术中。一些学者将其常规地用于肺移植术中。 Triantafillou 在观察肺移植用体外循环和不用体外循环两组中，比较

10、拔 管时间、 ICU 时间以及氧张力 >60mmHg 的时间，发现体外循环的使用未见不利影响，认为 体外循环安全、 可靠、便捷，建议将体外循环常规用于肺移植。还有一些学者则认为对大多 数肺移植患者体外循环是不必要的，如果使用体外循环，移植肺被激活的血液成分灌注后， 可以产生再灌注损伤， 致使肺血管功能障碍， 形成非常高的肺血管阻力。 即使使用体外循环 也应考虑其对肾脏、 凝血机制以及对免疫系统的影响， 尤其是对某些患阻塞性肺病肺移植的 患者。一些决定应用体外循环方法是基于患者术中肺动脉阻断后的血流动力学状况以及不可 预计的术中因素。 如在单肺移植中阻断同侧肺动脉时， 用对侧单肺呼吸能否支

11、持病人。 在双 侧肺移植中， 在吻合第二侧肺时， 先移植上的肺能否支持病人的呼吸。 一旦发现血流动力明 显改变， 立即建立体外循环。 所有学者均认为在肺移植术中体外循环备用是必要的。 Donald 等建议在肺移植中受体术前状况遭到明显损害， 有心脏和呼吸衰竭； 单肺换气不能支持 者；重度肺高压者；技术困难需体外循环支持者；单肺换气机械问题；左异体肺的 移植； 受体在移植第二肺时， 已移植上的第一个肺不能支持受体等应选择用体外循环。 其 报告的肺移植组中 47应用了体外循环。（三）体外循环应用方法肺移植术中体外循环技术本身是简单的， 因为它既不需要心脏停跳， 又不需降温， 只是 起到辅助呼吸的作

12、用。患者平卧，双侧第三或第四肋间横切口，将心包倒丁”形打开（图321）。按常规进行主动脉插管和右房插管。右房插管选择32F 即可达到满意的流量。体外循环无需降温，温度自然降至35 C左右即可。图 321、体外循环技术在气管手术的应用气管是呼吸器官肺换气的通道，一旦气管发生梗阻， 则直接影响人体的换气。 气管内异物和小的肿瘤等可通过气管镜取出。但若肿物阻塞则只能考虑外科手术切除或疏通。 日本学者曾报告1例气管肿瘤患者在局麻下建立部分体外循环行气管喉切开术和永久的气管切开。 Franks 曾报导1例患气管下段阻塞性血管瘤的婴幼儿，在常温部分体外循环下行毛细血管瘤切除术。我们曾对2例气管 C癌、气管

13、严重梗阻的患者，在静脉-静脉体外循环辅助下， 使气管激光造孔， 记忆金属支撑术得以完成。 气管手术时需要保持气道通畅， 而往往气管中 下段严重狭窄或梗阻患者在术前、术中难以保持通畅，本组2例患者即术前严重呼吸困难， 呼吸功能受损， 由于病变部位在中下段且较长， 手术方法选择在气管镜下造孔， 记忆金属架 植入姑息性手术， 考虑到气道严重狭窄无法进行插管， 激光造孔时则会使局部水肿， 阻塞呼 吸道。给麻醉带来一定风险，用高频通气、血气显示氧分压提高，但二氧化碳潴留，随建立 了静脉静脉转流，流量 1-2.5L/min ，提高氧分压，去除二氧化碳，转流 40 和 107 分钟， 使手术顺利完成，患者术

14、后恢复良好，出院。第三节 体外循环技术在腹部手术的应用体外循环技术在腹部外科主要用于肝移植术， 还有报导将其用于肝脏肿瘤或血管瘤的切 除、肝外伤，肾癌伴下腔静脉瘤栓、后腹部肿瘤切除、布加氏综合症根治术等。一、体外循环技术在肝移植手术的应用自从Starzl1963年在美国匹兹堡大学成功地进行了首例肝移植手术以来，肝移植已取得了长足的进展。不仅在例数上逐年递增，而且存活率也在大大提高，1年以上存活率从60年代的 30已提高到目前的 80以上。术后存活率最长者已达 20 余年。一）手术适应症及常见并发症肝移植的适应症目前已十分广泛， 一切肝病凡用目前疗法不能治愈， 预计不久将会发生 肝衰竭、死亡的病

15、例，都可进行肝移植术。具体有两大类：终末期良性肝病和肝恶性肿瘤。 对于肝恶性肿瘤是否需要进行肝移植， 目前尚存在争议， 但因其发生率高， 故肝肿瘤仍占全 部肝移植病例的 30，我国则占 80以上。目前存活最长的肝移植患者也恰是肝癌患者。 对于良性肝病， 最常见的手术适应症有胆汁淤积性肝病； 肝实质性疾病； 代谢性疾病； 非肝源性门脉高压症；急性肝坏死或肝衰竭等。肝移植手术操作方式在最近十年以来已经定型并标准化， 术后并发症的防治是手术成败 的关键。 肝移植最常见的并发症有以下几种： 急性肝移植体无功能或功能不良； 急性排 斥反应；血管栓塞；胆道系统并发症；感染等。这些并发症的发生原因与供体年龄

16、过 大（49岁）；肝移植体保存时间过长（18h）;移植体脂肪变性；受体年龄过小；术后肾 功能不良；选择的术式不当以及免疫抑制剂的使用有关。（二）肝移植的体外循环支持灌注尽管自 1977年以来已有几种支持转流技术在临床中应用， 但其结果令人失望。 直至 1982 年离心泵的出现以及肝素抗凝管道的临床应用， 使得肝移植转流无需肝素化， 加之快速输注 系统和血细胞清洗机的配合使用，使得肝移植的转流技术更完善、安全。据统计，1990年成人肝移植 63需要转流，备转流者为 25。对于某些高风险肝移植患者选择体外循环的 标准及临床使用指征如下：外科：1. 曾经行右上腹部手术、门腔分流等。2. 严重的门脉高

17、压，硬化的门静脉。麻醉：1. 试验性的下腔静脉阻断后低血压，收缩压80mmHg或平均压60mmHg （足够的心房 充盈压）。2. 心脏疾病。3. 肾脏疾病，肾小球滤过压低于正常的20。然而最终的选择用还是不用常常是经验性的。1. 物品：离心泵，3/8"内径三甲基氨氯（TDMAC ）抗凝的聚乙烯管，1622F的动脉、 静脉插管，预充液加人血白蛋白。2. 方法：动脉静脉转流，1622F的动静脉插管置入患者的右侧股动脉、股静脉。转流开始，将股静脉血泵入股动脉。在手术的无肝期灌注泵流量为1.52.0L/min，这样可以对下腔静脉和门静脉系统提供足够的减压， 可以增加心输出量， 帮助心脏循环的

18、稳定， 这样 可以避免进行较为困难的腋静脉插管的操作。 股静脉股动脉转流的主要问题是未氧合的静 脉血被逆行泵入降主动脉，直接危害对肾脏的氧运输。特别是对术前存在肾脏损害的患者， 这样是有害的。静脉静脉转流：引流是从髂外静脉插管（1622F）,门静脉插管（1218F）,两根插管间连接一型接头，通过聚乙烯管与离心泵头入口连接，其间可介入一预充装置。在离心泵头的出端建立监测装置， 并通过聚乙烯管与左或右颈内静脉或头臂静脉的插管（ 8F或10F）连接（图32 2）。流量选择1.53.5 L/min ,泵管压力120mmHg左右，泵速1500 2000 转。图 32 2值得注意的是在转流期间的热量丢失，

19、在转流时热量丢失迅速（体温下降0.9C /h）,三倍于手术中其它时间中的热量丢失，因此必须注意保暖措施。二、体外循环技术在布加氏综合症（ Budd-Chiari Syndrome ）根治术的应用 布加氏综合征是肝静脉或 /和肝段下腔静脉部分或完全阻塞引起的征候群。病程最终发 展为肝硬化和门脉高压症， 病人多死于上消化道出血和肝功能衰竭。 目前已肯定外科分流术 或根治术对缓解症状、恢复劳动力、延长寿命最为有效。（一）布加氏综合征外科手术的评估布加氏综合征病人手术的目的是解除肝下段下腔静脉和肝静脉的阻塞。常规进行的分流术有肠系膜腔静脉分流术， 门静脉心房分流术， 腔静脉心房分流术等。 这些分流术在

20、 短期内能缓解症状，疗效明显，但远期易形成血栓，造成再次梗阻，效果并不十分理想。布 加氏综合征病人进行分流术死亡率达37%。手术死亡及并发症主要为多器官功能衰竭的病人， 在出现明显的肝功不全、 肾衰、血液动力学不良的情况下手术。 分流处栓塞形成导 致布加氏综合征复发和晚期肝衰。 布加氏综合征病人行门静脉分流术后的高死亡率限制了布 加氏综合征病人分流术的广泛应用， 而且对布加氏综合征分流术的指征和使用哪种分流术是 有争议的。 近年来一些报导在体外循环技术的支持下对布加氏综合征进行根治，获得了良好的手术效果。李平报导了 12 例布加氏综合征在体外循环技术下行根治术，后 7 例采用了深 低温停循环技

21、术，汪忠镐报导了 12 例布加氏综合征也是在体外循环技术下行根治术，体外 循环下手术可保证术野的大量出血及时吸回机内、 保持循环稳定。 深低温停循环技术提供了 一无血手术野，使术野暴露清晰、便于手术操作、减少出血、缩短手术时间。尽管采用体外 循环增加了与体外循环和深低温停循环有关并发症的风险和费用，但达到根治的目的还是利大于弊。（二）布加氏综合征根治术中的体外循环方法1. 体外循环的建立：一般采用常规的胸骨正中切口，升主动脉插动脉灌注管、右房、右 心耳插上、下腔或腔房引流管。也有报导用股动静脉插管，或先行股静脉插管建立引流， 当梗阻疏通后改为下腔静脉插管引流。2. 转流方式：有报导采用常温体外

22、循环下行布加氏综合征根治术，但术野血较多，适宜 较为简单的隔膜型下腔静脉梗阻， 对肝静脉梗阻或非隔膜型梗阻者用此法操作较为困难。 现 一些学者采用深低温停循环法。深低温停循环法是在术者进行解剖下腔或肝静脉的同时进行血液降温，待鼻咽温降至1518C、肛温1820 C时停循环，将体内血放至氧合器贮血室内。在术者进行梗阻疏通 时，体外循环机自身循环复温，控制机器血温与体温差<10 C,待手术操作完成后排气恢复循环。主动脉灌注管开始灌注，输注一定容量。 CVP 开始上升后，开放腔静脉引流，逐渐 恢复流量，适时复苏。待肛温 >35.5 C,鼻咽温>365C，循环稳定即可停机。3. 注意

23、事项：由于布加氏综合征患者大多术前存在下腔静脉压或门脉压增高、肝功能受 损，甚至有低蛋白血症、腹水、水肿等症状。在解除下腔静脉梗阻恢复循环后，门静脉系统 和下腔静脉系统淤滞的血液同时迅速回流至右心， 使回心血量剧增， 可能引起急性心功能不 全和肺水肿。 因此在体外循环中注意补足胶体、 尽量减少水负荷， 复温后尽早采取措施如超 滤、利尿剂等，争取在停机时液体平衡为负值。术后也应严格控制液体，量出为入，略有所 负。利尿适当减少循环血量， 强心增强心肌收缩力， 是防止前负荷剧增引起心力衰竭和肺水 肿的重要措施。三、体外循环技术在后腹膜肿瘤手术的应用体外循环在后腹膜肿瘤手术中的应用最常见的是原发肾细胞

24、癌伴下腔静脉内瘤栓形成。 肾癌患者中有 5 1 0的患者其癌栓侵入到下腔，其中 40以上的癌栓可侵入右房。 其它较为少见的肿瘤伴下腔静脉瘤栓的包括有 Wilm's 瘤、肾盂移行上皮癌、肾或腹膜后肉瘤、 肾皮质癌、 嗜铬细胞瘤和淋巴瘤等。 如果肿瘤为局限性， 应完全手术切除， 没有淋巴转移的 患者，完全手术切除后的 5年存活率为47% 68%，有淋巴转移的患者在1年内死亡，存 活率仅为 10.9。（一）体外循环方式的选择和方法肾癌侵犯下腔静脉特别是肝静脉以上而形成癌栓后， 应用传统的外科技术难以达到彻底 清除癌栓的目的，且手术风险很大， 而手术清除癌栓又是唯一延长生命的方法。近年来，国

25、内外应用体外循环并深低温停循环技术作为这类手术的辅助手段，以达到根治的目的。体外循环并深低温停循环技术的应用， 不仅可以充分地暴露手术野达到彻底清除癌栓的 目的， 还可以减少游离血管等许多手术操作， 避免因大血管损伤所致的突然、 大量失血带来 的危害， 在体外循环深低温停循环下可在完全无血术野下显示腔静脉壁和心房，使最脆和粘连的栓子易于摘除， 并防止远端瘤栓栓塞的危险。 在深低温停循环提供 60分钟安全时限中， 从容不迫地进行手术操作。应用此法应是心脏外科与泌尿外科密切协作。 一般先行肋下腹部旁切口， 分离腹膜后肿 瘤，完全游离肾并摘除。 最大限度地分离瘤体后行正中胸骨切开， 常规建立体外循环

26、。 全身 降温，当中心温度降至 1820 C,停体外循环，血液引至体外循环氧合器中。待摘除腔静 脉内瘤栓并修补好血管壁后，重新建立体外循环，复温、复苏，待循环稳定，复温至37C后停机（详见深低温停循环章节）。（二）常见并发症及注意事项在体外循环深低温下行肾细胞癌 （下腔静脉受累 ）的肾及瘤栓摘除术是一种较为安全有 效的方法，有报导手术切除死亡率 4.5 %13%。而An drew报导的一组43例，2例死亡（4.7 %） 且死亡原因并不是由于深低温停循环的应用。术后最常见的并发症是出血、渗血。 体外循环后持续出血，需要及时再次手术探查。由 于体外循环的介入， 出现暂时性的血小板功能不全， 加之深

27、低温停循环的应用， 使组织无氧 代谢、 酸性代谢产物堆积而易造成酸中毒，降低酶的活性，致凝血机制发生紊乱。停循环时一部分被隔离在末稍循环内的肝素， 待循环恢复和末梢循环开放后重新进入循环血内； 鱼精 蛋白中和不当或肝素反跳等， 都会使渗血量增加。 使用血小板、 纤维蛋白原或新鲜血浆治疗 是有效的，近年来临床使用抑肽酶对体外循环后恢复正常凝血有特效，可以减少渗血和输血。对比研究表明，应用体外循环技术时平均失血约2000ml，而不用体外循环时平均失血约3600ml ，尽管如此，体外循环对凝血机制的影响仍应引起重视。其次较重的并发症为遗留肾的急性肾功能衰竭， 因此保护遗留肾脏至关重要。 体外循环 中

28、严格控制液体量和稀释度， 维持正常的胶体渗透压， 采用高流量灌注或搏动血流灌注， 避 免低灌注压和使用对肾脏有毒性的药物， 维持正常的酸碱平衡。 术后维持正常的血流动力学， 及时减轻水负荷，一但急性肾衰发生，必要时行肾透析。其它较少见的并发症有围术期栓塞、切口感染、神经系统并发症等。第四节 体外循环技术在其它学科的应用体外循环技术除用于急诊抢救复苏， 呼吸循环支持以及在头部、 胸部、 腹部等脏器手术 中的应用外， 还有在四肢或局部灌注， 全身高温热疗灌注等。 一些方法仅在临床进行了初步 尝试，为某些常规方法不易治疗的疾病提供一治疗手段。一、体外循环技术在隔离肺灌注化疗的应用肺脏的隔离灌注主要用

29、于不易摘除的肺癌局部的化疗及热疗。（一）肺癌的病理解剖特点原发性肺癌是肺部最常见的恶性肿瘤。 肺癌在病理上分为鳞状细胞型、 腺型和未分化小 细胞型三大组织类型， 小细胞未分化癌具有特殊的胚胎发生及生化学特性， 易血行扩散， 预 后较差。肺癌局部治疗包括手术、 放射治疗等方法， 对术中不能切除病变者， 可以采用癌变肺组 织局部热疗和化疗。 由于肺循环的独特解剖特点， 使得热疗和化疗可在一侧全肺或单个肺叶 进行。（二）肺的灌注方法1插管：左或右肺动脉插管（18F），左或右肺静脉或左房插引流管（1828F）。2. 循环管道：左房或左右肺静脉引流至回收贮血室经变温器、动脉微栓过滤器至肺动脉 灌注管，预充总量为 800 1000ml 。3灌注：灌注开始时，阻断左或右肺静脉或钳夹左房以阻断一侧肺静脉回心血，灌注流 量从 50ml/min 逐渐增加至 300ml/min ，保持平均肺动脉压在生理限度内。4温度：灌注中监测血温及局部组织温度，血温可达4143C,组织温3741 Co5药物与时间：