它是我國及時本專門闡述小兒體外循環技術的臨床手冊，且側重于有關新生兒、嬰幼兒的有關技術特點。本手冊旨在為小兒體外循環專業人員排憂解難，方便體外循環及相關專業醫護人員查詢各種臨床常見問題及處理對策。手冊涉及小兒體外循環的基礎知識、常用儀器、常規操作等。總論首先介紹部分常見小兒先天性心臟畸形的解剖和病理生理特點以及體外循環中的基礎知識，在設備和臨床操作中主要介紹上海兒童醫學中心的臨床實踐經驗，并且添加國內外進展，以及各臟器在體外循環過程中所受到的影響和相應的器官保護知識。
這本《小兒體外循環手冊》內容涉及涉及小兒體外循環的基礎知識、常用儀器、常規操作等，在設備和臨床操作方面主要介紹上海兒童醫學中心的臨床實踐經驗，并且添加了國外此領域進展。本《手冊》旨在為小兒體外循環專業人員排憂解難，方便體外循環及相關專業醫護人員查詢各種臨床常見問題和處理對策。
王偉，上海交通大學附屬上海兒童醫學中心副院長,心胸外科主任醫師。
明，教授，主任醫師,碩士生導師。1999年至今在上海第二醫科大學附屬新華醫院、上海兒童醫學中心心胸外科工作，任體外循環室主任。相繼開展了深低溫轉流技術；不用血和少用血的體外循環血液稀釋法；新生兒體外循環灌注；急診體外循環；超濾技術在小兒體外循環中的應用、深低溫腦保護等頗有深度和影響的研究及臨床實踐工作，在國內灌注界享有較高聲譽,曾參于《小兒心臟外科學》《蘭錫純心臟外科學》《新生兒外科學》《小兒外科學》《體外循環與人工心肺機》《體外循環學》《體外循環臨床實踐 》等專著的編寫。
1 總論……………………………………1
1.1 體外循環概述……………………1
1.1.1 心肺轉流…………………1
1.1.2 體外膜肺氧合……………4
1.1.3 心室輔助裝置……………7
1.2 血液稀釋…………………………8
1.2.1 血液稀釋與血液流變學…8
1.2.2 血液稀釋與微循環灌注…10
1.2.3 血液稀釋與組織攝氧……11
1.2.4 血液稀釋與止血機制異常12
1.2.5 血液稀釋與組織水腫……13
1.2.6 血液稀釋與血液破壞……14
1.2.7 血液稀釋與減少用血……14
1.2.8 血液稀釋術的操作要點…14
1.3 凝血與抗凝………………………15
1.3.1 機體正常的凝血機制……15
1.3.2 體外循環的抗凝…………18
1.3.3 凝血機制的恢復…………20
1.4 體外循環中的溫度………………22
1.4.1 溫度變化對機體的影響…23
1.4.2 心臟手術對體溫的影響…28
1.4.3 體外循環術中的降溫與復溫29
2 體外循環設備…………………………32
2.1 人工心肺機………………………32
2.1.1 滾柱泵……………………32
2.1.2 離心泵……………………34
2.1.3 心肺機……………………38
2.2 氧合器……………………………41
2.2.1 鼓泡式氧合器……………42
2.2.2 膜式氧合器………………45
2.2.3 熱交換器和儲血器………47
2.3 儲血器和負壓輔助靜脈引流……48
2.3.1 儲血器的結構與功能……48
2.3.2 負壓輔助靜脈引流………51
2.4 變溫設備…………………………52
2.4.1 原理………………………53
2.4.2 變溫器……………………53
2.4.3 變溫水箱…………………54
2.4.4 影響變溫的因素…………55
2.5 體外循環插管和管道……………56
2.5.1 體外循環插管……………56
2.5.2 體外循環管道和接頭……61
2.6 動脈過濾器………………………66
2.6.1 微栓的來源………………66
2.6.2 結構和原理………………67
2.6.3 臨床操作…………………69
2.7 超濾器……………………………71
2.7.1 結構和功能………………71
2.7.2 超濾的原理………………72
2.7.3 超濾器使用操作要點……74
2.8 體外循環中的監測………………76
2.8.1 壓力監測…………………76
2.8.2 溫度監測…………………78
2.8.3 血平面監測………………80
2.8.4 靜脈氧飽和度監測………82
2.8.5 氣泡監測…………………83
3 轉流技術………………………………84
3.1 術前準備…………………………84
3.1.1 患者術前訪視……………84
3.1.2 每日設備安全檢查………87
3.1.3 手術前工作………………89
3.2 體外循環設備的安裝和排氣……89
3.2.1 術前準備…………………89
3.2.2 轉流前管理………………90
3.3 插管技術…………………………93
3.3.1 插管的類型………………93
3.3.2 插管的荷包和固定………94
3.3.3 插管的位置………………95
3.4 預充液及其配制…………………100
3.4.1 預充基礎液的選擇………100
3.4.2 血液稀釋…………………101
3.4.3 血制品和膠體……………102
3.4.4 藥物………………………104
3.4.5 預充的實施………………105
3.5 轉流方法…………………………107
3.5.1 常規轉流方法……………108
3.5.2 神低溫轉流方法…………116
3.5.3 特殊病種的體外循環……120
3.6 體外循環中的常用藥物…………123
3.6.1 肝素及魚精蛋白…………123
3.6.2 血管活性藥物……………123
3.6.3 調節水電解質……………125
3.6.4 抗炎藥物…………………125
3.6.5 其他………………………125
3.7 血氣電解質的管理………………126
3.7.1 氣體分壓的管理…………127
3.7.2 酸堿度……………………128
3.7.3 電解質管理………………129
3.7.4 深低溫時不同的血氣管理穩態131
3.8 心肌保護…………………………132
3.8.1 心肌保護的基本原理……133
3.8.2 體外循環中的心肌損傷…134
3.8.3 心肌保護的原則…………134
3.8.4 心肌保護液………………135
3.9 神經系統保護……………………138
3.9.1 神經系統損傷的原因……139
3.9.2 神經系統的保護策略……140
3.9.3 神經系統的檢測和評判…144
3.10 超濾技術………………………145
……
體外循環概述
體外循環(Extra-Corporeal circulation, ECC)的概念非常廣泛，用英語詞根分析，Extra的意思是"外"，Corp的意思是"肉體"，因此只要是將人體內的血液引致體外，經過一定的方式處理以替代一個或數個臟器功能，然后再回輸至自身體內的過程都屬于體外循環的范疇。這些處理可以包括替代心功能的心室輔助(Ventricular assist device, VAD)，替代心和/或肺功能的心肺轉流(Cardiopulmonary bypass, CPB)和體外膜式氧合(Extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)，以及包括替代腎功能的血液透析(Hemodialysis)。而實際應用中，很多時候在討論體外循環時不包括血液透析等其它方式。本《手冊》在介紹小兒體外循環時也只介紹CPB，ECMO和VAD三種體外循環方式(表1-1)，由于CPB使用最為廣泛，所以以介紹CPB技術為主，介紹其他兩種方式時也主要以涉及治療心臟或臨時替代心臟功能為主。
表1-1：心肺轉流、體外膜肺氧合和心室輔助三種體外循環方式的比較
心肺轉流 體外膜肺氧合 心室輔助裝置
使用場所 手術室 監護病房 監護病房
用途 短暫替代心、肺功能 較長時間替代心、肺功能 較長時間替代心功能
連接方式 靜脈-動脈 靜脈-動脈或靜脈 靜脈-動脈
儲血器 有 無 無
感應囊 無 有 無
氧合器 有 有 無
動脈過濾器 有 無 無
變溫裝置 有 有 無
低溫技術 采用 不采用 不采用
血液稀釋技術 采用 不采用 不采用
ACT (sec) 長(> 400) 較短(160-180) 短(140-160)
一、 心肺轉流
心肺轉流(Cardiopulmonary bypass, CPB)，從英語詞義來看，Cardio-是"心"，pulmonary是"肺"，bypass直譯就是"旁路"，顧名思義就是用一個旁路繞過患者的心和肺。但是心和肺都是人體不能缺少的器官，因此需要采用各種技術手段暫時代替心和肺的功能。從CPB的全景示意圖(圖1-1)看到，在這個圖中主要有三個系統，其一是動靜脈轉流系統，也是主系統，血液從靜脈引流插管導出，經儲血瓶、心肺機主泵、氧合器、動脈過濾器后再由動脈插管注入主動脈。該系統是CPB中最重要的系統，其中的離心泵或其他類型的泵主要提供血流的動力，替代心臟的功能，氧合器使血液氧合并排除二氧化碳，起到肺的功能。正是因為有泵和氧合器的存在才使旁路繞過心肺成為可能；其二是心肌保護液灌注系統，圖中所示為含血心肌保護液的灌注，事先配制好的心肌保護液和氧合后的血液混合在一起，經變溫(通常是降溫)后由心肌保護液灌注管直接灌入主動脈根部，然后進入冠狀動脈，使心臟停跳，減少心肌代謝；其三是吸引系統，可以看到有左心減壓吸引管，在手術中降低左心系統的壓力，保護心臟功能和減少心臟手術野的血液，其他兩個吸引器也可將手術野的血液吸走，不過一個同左心減壓吸引一樣將血液回收至動靜脈儲血瓶，另一個可以將手術野的血液吸走，不再回到人體，這一系統往往是在CPB前或停CPB后使用的，在肝素化的情況下，一般都將血液回收至動靜脈轉流系統。
手術當中還有一些必要的設備，比如升降溫水箱可以通過調節血液的溫度而改變人體的溫度，進而調節人體代謝率，手術過程中通常根據手術的復雜程度降低患者體溫，越復雜的手術患者體溫越低，以降低機體代謝，保護臟器功能。動靜脈氧飽和度及血細胞比容監測裝置可以實時監測手術中動靜脈氧飽和度和血細胞比容，及時反映灌注效果，灌注師可以根據其反映的結果調節流量以滿足機體代謝或者根據血細胞比容決定是否需要通過超濾或加入紅細胞等方法調節血液稀釋程度。
在CPB的實際操作中，成人和小兒有很大的差別。首先，成人手術大都是以后天性心臟病為主，包括冠狀動脈搭橋、換瓣、大動脈手術等，而小兒大都是因為先天性心臟畸形而進行心臟手術，由于手術方法不同，實際操作中也有相應的不同；其次，現在小兒手術的年齡越來越小，因此手術時的體重和成人的差別也是越來越大，由此導致所使用的設備和操作手法與成人相比有明顯差異；再次，小兒的機體尚未發育成熟，對一些損傷、應激的反應都有其獨特性，絕不能將其視為縮小的成人，臨床上使用的藥物、臟器保護的方法也應體現兒童的特點；，兒童在接受手術時處于人生的起步階段，在這一階段所產生的任何影響將會伴隨其一生，因此在手術時更應注意保護全身各個器官。
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