体外循环

体外循环是一种在心脏手术期间暂时替代心脏和肺脏工作的技术。静脉血被引流到一个机器中，该机器负责加氧、去除二氧化碳，并将血液泵回动脉系统，从而使外科医生能够在身体其他部分持续灌注的情况下停止并打开心脏。正是这项技术使得开心手术成为可能。

Definition

体外循环是一种体外循环形式，其中一台机器在心脏手术期间对静脉血进行氧合并将其送回动脉循环，机械性地替代心脏和肺脏的功能。

Scope

本主题涵盖了体外循环的原理、旁路回路的主要组成部分、其产生的生理变化以及相关的全身炎症反应。它是一个关于手术支持技术的教育性参考资料，不提供灌注方案或治疗指导。

Core questions

• 体外循环回路如何替代心脏和肺脏的功能？
• 体外循环回路的基本组成部分有哪些？
• 体外循环会带来哪些生理后果和风险？
• 体外循环为何会引发全身炎症反应？

Key concepts

• 体外循环
• 静脉引流和插管
• 氧合器（气体交换）
• 动脉泵和回输
• 全身抗凝（肝素化）
• 全身炎症反应
• 血液稀释和预充

Mechanisms

在体外循环中，右心房或腔静脉中的插管通过重力或辅助抽吸将脱氧静脉血引流到储血器中。血液流经氧合器，氧合器通过膜进行气体交换，添加氧气并去除二氧化碳，并通过热交换器控制温度。然后，泵将氧合血加压送回动脉系统，通常通过升主动脉。由于血液与回路人工表面的接触会激活凝血，因此患者需要完全抗凝，通常使用肝素。同样的血液-表面接触，以及缺血-再灌注和非搏动性血流，会激活补体和白细胞，并引发全身炎症反应，从而导致术后生理变化。

Clinical relevance

体外循环应用于大多数开心手术中，并塑造了临床医生必须了解的围手术期生理学。本条目解释了该技术的工作原理以及它为何会产生特有的全身效应；它是一个参考性描述，而非灌注管理或个体治疗决策的依据。

Evidence & guidelines

对体外循环的认识源于吉本（Gibbon）及其同事的历史工程工作，以及大量的生理学文献，包括对其产生的全身炎症反应的综述。当代的大部分证据关注的是改进——回路涂层、血流策略和抗炎措施——而非其本身已确立的原理。

History

体外循环是约翰·吉本（John Gibbon）的成就，他与妻子玛丽（Mary）花费数十年时间开发了一种机械心肺装置，并于1953年首次成功地将其用于开心手术，完成了房间隔缺损的修补。米勒（Miller）、吉本和吉本在1951年的报告记录了该装置的开发，随后的几十年带来了膜式氧合器、改进的泵和更安全的回路，使得体外循环成为常规。

Debates

体外循环后发病率有多少是由全身炎症反应引起的？

血液与人工回路的接触以及缺血-再灌注会激活炎症通路，这在多大程度上导致器官功能障碍——以及抗炎策略是否能改善预后——仍然是一个活跃的问题。

Key figures

• John H. Gibbon Jr.
• Mary Hopkinson Gibbon
• C. Walton Lillehei

Seminal works

• gibbon-1978
• miller-1951
• pastuszko-2004

Frequently asked questions

在体外循环期间是否使用患者自身的心肺功能？

不。在体外循环期间，心肺机执行气体交换和循环，允许心脏停止跳动和肺部萎陷，同时身体保持灌注。

为什么患者在体外循环期间必须进行抗凝？

血液接触回路的人工表面会凝结，因此需要完全抗凝（通常使用肝素）以保持血液在机器中流动。