体外循环设备

人工心肺机又称为体外循环装置。它主要用于心脏直视手术时，替代心脏和肺的功能。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上、下腔静脉的血流，使心脏内处于无血状态，在正常情况下，静脉血流停止时间不得超过3~4min，否则将因缺氧而造成死亡。人工心肺机工作时既能满足阻断上、下腔静脉的血流，同时又进行静脉腔手术的条件。随着医学和工程技术的发展，体外循环系统的使用已非常普遍，并愈来愈完善，愈来愈安全。

体外循环工作原理

体外循环系统中整个管道系统的静脉血液是被阻止进入心脏内的，各血管汇合的静脉血液由一台血泵输送到人工气体交换装置的氧合器中，经过充氧处理后的血液由另一台血泵通过主动脉的分支管送入动脉系统中，然后进入各毛细血管同组织细胞做物质交换，而主动脉瓣膜则由于血液的反作用压力成闭合状态，阻断了血液反流进入左心室。通过上述旁路作用，心脏的内腔在整个心动周期中始终没有血液流入而处于无血状态，为心脏直视手术提供了条件。此时，心脏的主动脉、腔静脉与体外装置基本上形成了一个封闭的循环回路，完成心脏与肺脏的功能。归根结底，体外循环的最终目的是在手术期间维持良好的微循环和机体内环境，在细胞水平上进行有效的气体和物质交换。

目前，体外循环主要有两种方式：完全体外循环（全流转）是将几近全部的体循环静脉血引出到氧合器，进行血氧和排出二氧化碳后，经过心肺机的血泵泵回人体。部分体外循环（平行循环）则意味着除了一部分血液通过腔静脉插管引流到心肺机系统进行体外氧合之外，尚有另外一部分静脉血回流心内，并随患者本身的心跳注入主动脉。

随着心脏手术数量、手术类型及难度的增加，体外循环的应用领域也在不断扩大，如体外膜式氧合器急诊抢救、心肺复苏、肿瘤治疗、神经外科手术、一氧化碳中毒抢救、有机磷中毒等领域。

人工心肺机的结构组成

一台完整的人工心肺机系统一般由4~5个血泵泵头、氧合器、变温水箱以及相关的监测设备组成。在人工心肺机系统中血泵是最主要的部件，它作为整个体外循环系统的动力部分，承担了心脏泵血的功能以及对手术中的出血进行吸收和心脏停搏液的灌注功能；氧合器的作用是实现血液中氧气和二氧化碳的交换。变温水箱的作用是在手术过程中对人体血液的温度进行控制；监测设备是为了保证手术过程中的安全，以防止意外情况发生造成对患者的伤害。

血泵

血泵是心肺机系统的“心脏”部分。

目前大部分心肺机均配备4~5个滚柱泵头。这些泵头功能单一，仅能进行平流灌注。新一代的产品除了基本组合外，还附加了一系列的监测系统。泵头不仅可以用于平流灌注，还可进行搏动灌注。灌注的选择即可由心电图R波触发，又可手控。监测系统可以监测小气泡、血位，出现情况报警或停泵。此外，该类产品还有计时、测温、热交换水箱等附属设备。更新一代的产品为电脑化的体外循环系统，除具有上述功能外，还可进行电脑控制、资料记忆、贮存和分析。

正常人一般情况下左、右心室的搏出量基本相等。搏出量等于心舒末期容积与心缩末期容积之差值。心舒末期容积（即心室充盈量）约130~145ml，心缩末期容积（即心室射血期末留存于心室的余血量）约60~80ml，故搏出量约65~70ml。因此理想的血泵应该具有以下特点：必须在克服500mmHg压力的同时可以提供7L/mi n的流量；血泵在驱动泵管中的血液同时，不能损害血液细胞及非细胞成分；所有与血液接触的部分应该是没有死腔的光滑表面，以防止产生血液停滞和湍流，也不会污染血泵的固定部件；泵流量应该能正确校正，以便精确检测血流量；必须配备不间断电源，以防止断电，同时所有的血泵都能够手动。血泵按其结构可分为指压式泵、往复式泵、滚柱式泵和离心泵等，还可按其使用的目的分为动脉泵、静脉泵、吸引泵和灌注泵等。目前，临床常用的血泵类型主要有滚柱式泵、离心泵两种。 （未完待续）

（摘编自《医疗器械专业技术知识》，中国医药科技出版社出版）