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第四章 插管与管道
第一节 体外循环管道
【理想的体外循环管道应满足】
1.良好的透明度、弹性及可弯曲性,不易扭结和变形。
2.良好的柔韧性、散裂率低(内表面颗粒脱落少)。
3.热力消毒耐受性好。
4.良好的血液相容性。
【管道长度及数量】
管道的长度以满足临床为原则。一方面,管道过长可能增加预充量,而且容易扭曲或受压,增加管道阻力。另一方面,要考虑外科手术操作,手术台上应留有足够长度的管道。
【管道口径】
目前体外循环使用的管道主要有直径为5/32、3/16、1/4、3/8、1/2英寸(1英寸= 2.54厘米)等几种。管径的选择应结合患者体重、手术插管方式等具体情况,综合考虑。阜外医院目前使用的管道如表1-2所示。
【管道设置】
管道的设置应以安全、简单及安装快捷为原则。
【管道连接】
管道与管道之间或管道与各种体外循环装置之间通过不同规格的接头连接。体外循环管道接头多使用聚碳材料制造,其内表面光滑,可平顺地连接体外循环管道以避免湍流形成。连接过程中要遵循无菌操作,还要注意连接的牢靠,并进行必要的加固。一般认为体外循环管道与接头的连接至少可耐受500mmHg以上的管内正压而不崩脱。
表1-2 阜外医院使用的管道
【管道的材料】
1.聚氯乙烯(PVC)
由于它的耐久性和较低的血液破坏而使用最广。
2.乳胶管
生物相容性不好,血液破坏较PVC严重,透明度差,很少用。
3.硅胶管
生物相容性好,血液破坏较少,弹性好,透明度差。
4.肝素化管道
在人造物质上涂抹有活性的肝素以达到抗凝作用,这就是肝素化表面(HCS)技术。其优点是可以减轻人工材料造成的患者凝血及纤溶系统激活和术后炎症反应,但由于成本较高,在我国仍未能广泛使用。
【体外循环的基本管道】
1.动脉泵管
动脉泵管的直径可根据患者体重及对灌注量的要求选用1/4英寸、3/8英寸和1/2英寸的管道。泵流量和转速呈正比,但转速太高时泵管可能因不能及时弹起,造成流量减小并产生气栓,因而应根据患者体重及对灌注量的要求选用适当直径的泵管,以避免预充量的不必要增加或泵速过高。
2.静脉引流管
静脉引流管的管径直接影响体外循环静脉引流量,后者是维持体外循环灌注流量的基础。为保证手术过程中静脉的充分引流及组织的灌注,足够粗细的静脉引流管口径甚为重要。在常规手术中,1/2英寸管可满足体重50kg以上患者的静脉引流;3/8英寸管适合体重30~50kg的患者;体重低于30kg的患者可选用1/4英寸静脉引流管。
3.心外吸引管
心外吸引可保证术野的清晰和自体血液的回收利用。使用时注意事项:
(1) 要避免过度负压。
(2) 使用时泵转速不宜过高。
(3) 安装后进行压紧度测试,避免在转流过程中发生管路在泵内打折破裂。
(4) 使用前全身血液必须已肝素化。
4.心内吸引管
心内吸引管又称心腔减压管、左心吸引管。
(1) 其主要作用是引流心腔内血液,进行减压或吸引心脏内的血液,创造良好的手术野;有效的心内吸引通过降低左侧心腔和肺静脉的压力,避免灌注肺的发生;避免心脏过度膨胀导致心肌纤维的机械性损伤、降低氧耗及有利于心内膜下心肌灌注。心内操作结束开放升主动脉阻断钳后,通过心内吸引可帮助左心系统排气。在一些意外出血情况,吸引管可暂代吸引器使用。
(2) 应用中的注意事项:一定要注意泵的转动方向,压泵方向的错误倒转可能导致大量空气栓塞的发生;如果心内吸引管血流量大应考虑下列因素:
1) 肺内支气管血流增加。
2) 动脉导管未闭。
3) 升主动脉阻断不全。
4) 冠状动脉窦漏。
5) 存在左上腔静脉。
第二节 体外循环插管
【动脉插管】
体外循环灌注的动脉血经动脉插管进入患者动脉系统,临床可选用升主动脉、股动脉、腋动脉、四分叉血管等大动脉进行动脉插管。对一些特殊手术,必要时可同时采用两个或两个以上部位的动脉插管。根据插管的形状不同,目前临床常用的动脉插管主要有以下几种类型。
1.升主动脉插管
升主动脉插管是最常用的动脉插管。
(1) 形状:
根据动脉插管的形状不同,升主动脉插管可分为直头和弯头插管、普通和钢丝加强插管、薄壁高流量插管、分散血流或“缓流”插管。
(2) 管径:
主动脉插管口径的选择主要根据患者的体重而定(表1-2)。过细的主动脉插管会引起动脉灌注阻力增高,血液破坏增加。而过粗的升主动脉插管可能因其在升主动脉管腔内占有过多空间而影响复苏后患者心脏收缩时血液的输出,特别是在终止体外循环前可能影响患者血流动力学的稳定而出现“低心排”假象。主动脉区域的操作还会造成远期主动脉夹层产生,是否与插管直径有关尚不明确。
(3) 插管的注意事项:
主动脉根部瘤或主动脉瓣置换术的插管部位应尽量靠上,以利于手术视野的暴露;有严重的主动脉粥样钙化的病例,插管时易造成斑块脱落,引起栓塞,因此宜采用股动脉插管;插管时需确保动脉插管在动脉真腔内,在转流前可缓慢输50~100ml液体,如果泵压急剧升高,插管部位出现异常包块,则可判断动脉插管在动脉夹层内,应及时纠正;转流中应监测泵压,压力突然增高时,应考虑出现以下几个问题:动脉插管扭折;流量增加超出动脉插管允许的范围;管内有凝血栓;插管出口顶住管壁。
2.股动脉及其他部位的动脉插管
(1) 适应证:股动脉、锁骨下动脉、腋动脉及降主动脉等部位的动脉插管方式适用于行升主动脉插管有困难的患者,如再次心脏手术或升主动脉夹层动脉瘤手术。临床采用较多的是股动脉插管。
(2) 管径:股动脉插管主要受患者股动脉直径限制,宜尽可能选择较大口径的股动脉插管。
(3) 注意事项:股动脉插管可影响同侧的下肢血流,若灌注时间过长,可产生下肢缺血综合征如酸中毒、肌细胞和神经细胞坏死等;对血管闭塞病和严重主动脉弓或降主动脉粥样硬化的患者,股动脉插管逆行动脉灌注可能导致围术期脑栓塞、动脉夹层形成或术后肾功能不全等。
(4) 与股动脉插管相比,腋动脉很少发生粥样硬化,腋动脉插管可避免脑栓塞,可提供顺行灌注的血流,并且不容易出现有关插管的并发症。因此对不宜使用主动脉插管的患者,近年来越来越多的外科医生采用腋动脉插管,主要选用右侧腋动脉。
【静脉插管】
静脉插管是保证静脉血充分引流的管道。插管应满足以下要求:充分的静脉引流;良好的手术视野;减少创伤。目前临床使用的静脉插管管壁多有钢丝加强,以防止其扭曲导致引流不畅。
1.上、下腔静脉插管
(1) 适应证:
适合于几乎所有先天性心脏病的矫治手术和需要切开右心房的各种心脏手术。
(2) 形状:
目前有直头插管、直角插管、可塑形插管或带气囊的插管等不同类型的静脉插管可选用。直头插管是临床最常用的静脉插管,可经右心房置入上、下腔静脉或保持在右心房;直角静脉插管可避开右心房面直接插在腔静脉近右心房处,通常用于先心病或婴幼儿病例;可塑形静脉插管的优点是插管可保持在一个理想的位置以利于心脏切口的暴露;带气囊插管多用于放置腔静脉阻断束带有困难的情况,如再次手术的患者。
(3) 管径:
动脉插管直径6~24F,静脉插管12~36F(见本书附录三)。
(4) 注意事项:
上腔静脉插管过深,可至一侧颈静脉或头臂静脉,造成另一侧颅脑和上肢静脉的回流受阻;下腔静脉插管过深,可至肝静脉或越过肝静脉至髂静脉,造成下肢或腹腔脏器的回流困难。将插管送入腔静脉后应尽快建立体外循环,因为静脉插管使血液回流受阻,时间过长将使血流动力学难以维持。切开右心房时应将腔静脉的阻断带勒紧,防止血液回流至心脏。有2%~4%的先天性心脏病患者有左上腔静脉,其直接开口于右房或冠状静脉窦,术中可根据具体情况作出不同处理:时间短,左上腔静脉回流不多,不影响术野,可不处理;时间短,左上腔回流中等,可在此血管外套阻断带,并监测上腔静脉压,若静脉压> 15mmHg,应松解阻断带,放血至静脉压降低后,再阻断左上腔静脉进行手术;时间长,回流量大,则应插单独的左上腔引流管。
2.腔房管
(1) 适应证:
属单条的右心插管,与上、下腔静脉插管相比,其操作简单、快捷,损伤较小,但临床使用有一定限制,只适用于无须进行右房切口的手术,如冠状动脉搭桥手术、单纯左心系统手术如主动脉瓣和(或)经左心房切口的二尖瓣置换术。
(2) 管径:
目前成人只有36/46F一种型号。
(3) 插管注意事项:
注意不宜过深,否则亦可引起上腔静脉回流受阻。由于插腔房管后不能阻断上、下腔静脉,术中右心系统有血液经过,对低温心肌保护时心脏局部的深低温的保持有一定的负面影响。
3.股静脉或髂静脉插管
属外周静静插管,主要用于无须开胸或开胸前紧急心肺支持、胸部小切口(微创)手术或某些大血管手术。目前主要有24/29F和30/31F两种型号。
【心内吸引管】
心内吸引管可经右上肺静脉、房间隔(卵圆窝)或左心室心尖部置入,通过主动脉根部插针或肺动脉插管引流也可起左心减压的作用。
【心外吸引管】
心外吸引管包括成人硬右心吸引管、儿童硬右心吸引管、成人软右心吸引管、儿童软右心吸引管、新生儿右心吸引管几种类型。
【心脏停搏液灌注插管】
1.主动脉根部灌注管
适用于大部分无主动脉瓣膜病变的心脏直视手术,主要有”Y”形灌注管(适用于冠脉搭桥手术)和带侧孔的直型灌注插管(侧孔用于开放升主动脉后排气)两种类型。
2.左右冠状动脉直接灌注管
适用于要切开主动脉根部的手术,如主动脉瓣膜关闭不全以及主动脉根部瘤。
3.冠状静脉窦逆行灌注管
常用于冠状动脉严重病变的冠脉搭桥术,也可用于其他类型的手术,如主动脉根部手术时使用逆行灌注可避免冠状动脉直接灌注,以缩短心肌保护和主动脉阻断时间及避免冠状动脉开口处的损伤。
4.多功能心脏停搏液灌注装置
可用于冠脉搭桥时的桥灌以及顺行、逆行联合灌注。
第三节 滤 器
体外循环中滤器应用于多方面,这里只介绍动脉滤器、储血室滤器、晶体液滤器。
【动脉微栓过滤器】
1.临床作用
动脉微栓过滤器是体外循环血液进入体内的最后一道关口,它的应用可明显减少心脏手术的脑并发症。
2.过滤方式及孔径
动脉微栓过滤器的孔径为20~40μm,多数为滤网式过滤。
3.动脉微栓过滤器的使用
应根据患者的体重选用适当的型号,因为滤过流量大则预充量也大。其顶端有一排气孔,可用来排除滤器的气体,同时也可用来监测管道压力。在灌注时应注意,这是一分流途径,在低流量和停机时应将其关闭。
【储血室滤器】
1.临床作用 储血室滤器是体外循环中微栓的主要滤除装置。它滤除来自心腔内或手术野吸引血里的微栓。对于鼓泡式氧合器,还有消泡功能。
2.过滤方式及孔径 储血室滤器一般为渗透式过滤,在最外层有60~80μm的滤网,25μm以上的微栓血液90%经混合方式滤过后可清除。
3.储血室滤器的滤过特点表现在滤过量大,压力低。
【晶体液滤器】(预充滤器)
1.临床作用
氧合器、泵管、晶体预充液都含有一些微栓,大小为5~500μm,包括玻璃、纤维、化学结晶、塑料、毛发、蛋白等。
2.过滤方式及孔径
体外循环管道预充时加5μm的滤器,流量5~6L/min条件下运转以滤除5μm以上微栓,这一标准仅对晶体液有效,预充完毕后将此滤器废弃。
(管玉龙)
参 考 文 献
1.Burnside J,Gomez D,Preston TJ,et al. In-vitro quantification of gaseous microemboli in two extracorporeal life support circuits. J Extra Corpor Technol,2011,43(3):123-129
2.De Rita F,Lucchese G,Barozzi L,et al. Selective cerebromyocardial perfusion in complex congenital aortic arch pathology:a novel technique. Artif Organs,2011,35(11):1029- 1035
3.De Somer F. Venous drainage--gravity or assisted? Perfusion,2011,26(Suppl 1):15-19
4.Shafii AE,Gonzalez-Stawinski G. Coincidental alignment of extracorporeal oxygenator cannula and central venous catheter. Ann Thorac Surg,2011,92(4):1529