人工心肺机réngōngxīnfèijī

指进行心脏直视手术时，代替心脏来维持病人血液循环的医疗器械。
　◇ 我国自50年代开始研究人工心肺机以来，上海、广州、天津等地已研制出多种人工心肺机，并用于临床。(百科知识.1987.6)
　◇ 1974年，著名心胸外科专家丁文祥教授用自己研制的小儿人工心肺机，为出生才18个月的幼儿施行空缺修补术获得成功。(人民日报.1999.6.9)

人工心肺机rénɡōnɡxīnfèijī

指进行心脏直视手术时，代替心脏来维持病人血液循环的医疗器械。也叫“血泵”。

人工心肺机

体外循环时，用它来替代人体的心肺，进行血液循环和气体交换作用的机械，必须具备性能良好，安全可靠的特点。主要组成部分是：1.人工心脏（泵）:代替心脏机械功能，单向流动把血液输入体内；2.人工肺（氧合器）:代替两肺进行气体交换，把静脉血变成动脉血。

人工心肺机artificial heart-lung machine

亦称体外循环机。是暂时代替心脏和肺脏进行血液循环和呼吸功能的机器，适用于某些心脏手术。主要构成部件有氧合器（人工肺）、血泵（人工心）和一些辅助设备。理想的人工心肺机应具备以下条件：
❶能快速而良好地进行气体交换；
❷能方便而精确地调节灌注血量；
❸对血液的理化影响极小；
❹所需预充液较少；
❺必须不产生栓子；
❻易于装卸、消毒；
❼操作简便。

人工心肺机

人工心肺机系一机械及管道装置，主要由人工心和人工肺两部分组成。人工心即电动驱血泵及吸血泵，以管道与机体连接，担负心脏的排血功能。人工肺即氧合器，使机体的静脉血摄取氧，排出二氧化碳，担负肺脏的气体交换功能。人工心肺机主要用于短时间代替机体的心肺功能，使心及肺可暂时停止活动，并阻断循环，以进行体外循环心内直视手术 (Extracrporel circulation OpenHeart Surgery)。目前人工心肺机广泛地应用于临床，成为体外循环心内直视手术技术的重要部分，通过体外循环技术已能矫正多种先天性、后天性、心内外及大血管畸形，从而使心脏外科取得显著的成就。
人工心肺机创制、发展的历史，也是体外循环心内直视手术发展的历史。十九世纪末以来，临床及基础医学工作者即开始以机械装置，暂时地、部分地代替机体的心或肺功能，进行动物实验。经过长期实验，随着现代麻醉学、现代胸腔外科技术、肝素和现代医用材料的发展，人工心肺机诞生并首先用于动物试验。1937年J.H.Gibbon把猫的肺动脉阻断，用垂屏式氧合器人工心肺机维持血液氧合作用成功。1984年V.O.Bjork用碟片式氧合器进行脑灌注。1950年L.C.Clark用鼓泡式氧合器进行静脉-静脉灌注的动物试验，并采用硅化剂去除血液氧合时的泡沫。在大量的动物试验基础上，出现了临床应用人工心肺机。1951年C.Dennis用鼓泡式氧合器人工心肺机为一病人进行体外循环心内直视手术，不幸病人死亡； 1953年J.H.Gibbon用自制垂屏式氧合器人工心肺机，为一房间隔缺损病人进行体外循环心内直视手术成功，但以后4例均失败； J.W.Kirklin利用Gibbon型的人工心肺机，进行了一组八例病人的体外循环心内直视手术，虽然仅半数成功，但引起了广泛的重视。以后人工心肺机进入了由实验者自制和临床试用阶段，发展成为设计比较定型的商品生产阶段。1960年以来，国内各地也相继生产出人工心肺机，并应用于临床。
人工心肺机的组成 人工心肺机是一种以机器模拟机体心肺构造，达到其生理功能要求的机械装置，由人工心、人工肺、变温器、管道、滤器、操纵台及电子仪器等部分组成。
人工肺 是血液经过机器停留时间较长，对血液产生影响较大的部分。人工肺通过血液与气体直接接触(鼓泡式、转碟式、滚筒式及垂屏式)，或通过半渗透性膜进行气体交换，使转流后的血氧饱和度达到90%以上。人工肺有鼓泡型、血膜型及膜式肺三种类型。
(1) 鼓泡型氧合器 (Bubble type Oxygenator): 血液进入经筛板、细管吹氧及二氧化碳的容器内，形成含氧血泡，进行氧合，然后血液经过不锈钢丝、塑料丝或聚氨酯海绵，由内含的硅油去泡剂清除氧合后血液中的气泡，再经过绦纶布滤网过滤后进入贮血槽，经动脉泵驱血入机体主动脉。优点是构造简单，成本低，氧合性能好，消毒可靠，操作方便。缺点是氧与血非生理性接触，一般转流时间不能过久。
(2) 血膜型氧合器： 由血槽与转动的不锈钢碟片或转动的塑料圆筒，或由血槽与多个垂直直立的不锈钢丝屏幕组成。数十至百余碟片以轴贯串，碟间相隔一定距离，轴架于血槽，碟片一半浸没血中，轴转动，血液形成膜状附于碟两面。血槽为半圆筒状，上覆以透明塑料盖，也为半圆筒状，内通氧气及二氧化碳，使血膜进行气体交换。转碟式、转筒式及垂屏式均属血膜型氧合器，氧合能力与血膜总面积、转动速度、血膜厚薄等因素有关。优点是不需形成泡沫，血液破坏较少。缺点是每项工作后需人工清洗，清除碟筒表面附着的蛋白物质，并需定期对碟片与滚筒进行硅化，以增加表面的光洁程度。
(3)膜式肺型：为避免血气直接接触，以半透膜将运行的血液与氧分开，通过膜进行气体交换，近似生理状态。半渗透性膜由硅橡胶、聚四氟乙烯或聚丙酮制成，构造可以是卷筒膜式、折叠膜式、细微管式或中空纤维管式。膜式肺型优点为对血液有形成分、纤维蛋白原等破坏少，目前多应用于呼吸窘迫综合症，婴幼儿可转流一周，缺点是排出二氧化碳稍差。
人工心 目前最多使用滚压式泵(Rollerpump)，系中心柱连接顺时钟转动的横轴，轴外为半圆形凹槽，凹槽内置入弹性管（泵管）。泵管最多使用的是硅胶管。横轴长短可以调节，使之能恰好压紧泵管。当横轴顺时钟转动时，挤压泵管，使管内血液单向向前流动。增减横轴转速，可以提高或降低流量。滚压泵优点为构造简单，效能可靠，无管内瓣膜，血液破坏较少，转流量范围大。一般人工心肺装有4个同样的滚压泵，分别用于排血入主动脉，回收左心血，回收手术野及心包腔内的血液，有时也可用于冠状动脉灌注。
近年来，滚压式泵多为搏动型，更接近生理性。
变温器 (Heat exchanger) 变温器使在体外转流的血液降温，将低温与人工心肺机合并使用。构造多为套筒式。两个直径不同的不锈钢圆筒，内筒连接水泵箱，通过水流；外筒通过血液，受内筒内水流温度的影响，可以降低或提高血液的温度。变温器内血液的容量为60～200ml。有效的变温器可以使成人体温以每分钟0.7～1.5℃的速度由37℃降至30℃；升温较降温慢，一般为每分钟0.2～0.5℃。升温时水温不能超过40℃，过高会使血浆蛋白变性。水温与血温的差别不能>14℃，温差过大会促使溶解的气体释放，形成微小气泡。
滤器 过去人工心肺机使用不锈钢丝网滤器，孔大，只能滤出大的血栓，而微小血栓可以造成肺部并发症，如灌注肺等。近来已普遍采用微孔滤器，系由尼龙、绦纶、聚氨酯海绵片等制成。血流中的微小血栓主要来自血小板凝聚块、纤维素凝集块、游离的硅油、管壁脱屑、微小气泡等。从手术野回收的血液中，此类微小血栓最多，要注意
过滤。
管道部分 机体与血槽、血槽与氧合器、氧合器与动脉血泵之间，均需以管道相连接。除插管部分外，一般静脉重力虹吸引流使用内径12.7mm (1/2时)的管，向主动脉供血使用内径9.5mm (3/8时)的管，心内吸引回收血液使用内径6.4mm(1/4时)的聚氯乙烯管。要求管道内壁光滑、硅化，口径变换处要求逐渐变细，无楞角，无粗糙边缘，以减少阻力、压力差和涡流。小儿则相应使用细管道。
电源 有安全保险丝装置。在突然电源中断时，有的机器装有手操纵的把手，可以暂时维持转流，以待电源修复。
电子监控部分 可以荧光数字连续显示机器工作情况，如血流压力、流量、氧浓度等，使灌注师易于了解掌握转流工作情况。
临床应用 目前人工心肺机多与 “低温” (鼻咽温为28～30℃)或“深低”温(鼻咽温为20～25℃) 同时使用。经人工心肺机进行全身灌注如时间不长(1～3小时)，在一定限度内病人可耐受，灌注本身带来的死亡危险性<1%。使用人工心肺机早期发生过的一些并发症，如热原反应(发热40℃)、去纤维蛋白作用、血红蛋白尿、颅内出血等已逐渐少见，但灌注对机体的影响仍为不可完全避免，主要有以下几点：
(1)代谢性酸中毒及呼吸性碱中毒： 灌注时有一定程度的组织缺血、缺氧，乳酸增加，因而出现代谢性酸中毒。机器内吹入高浓度氧，二氧化碳易于排出，造成过度换气，因而出现呼吸性碱中毒。
(2)血液有形成分破坏： 灌注后血小板数量和功能均下降，纤维蛋白原下降，可以有血红蛋白尿、溶血性黄疸及进行性贫血。凝血功能障碍需1～7天才能恢复。
(3) 电解质失衡：灌注使血钾降低，毛细血管内皮通透性增加，组织水肿。
(4) 肾功能下降：灌注时低血压、肾血流减少、代谢性酸中毒和血管反应等，均可导致肾功能下降，尿量、尿钠减少，而尿钾增加。
(5) 循环系统功能下降：灌注后周围血管阻力增加，心肌创伤后排血量下降，导致低血压、组织灌注下降。
(6) 呼吸功能损害： 灌注后肺间质水肿，肺顺应性下降，气道阻力增加，肺实质可有出血和肺泡蹋瘪，可以导致灌注肺(Perfusion Lung)。
(7) 脑损害：颅内水肿、出血等。
(8) 其他损害：经灌注后，对内分泌、补体等也有一定影响。
人工心肺机经过近卅年的临床应用和改进，目前已能为外科医师提供比较好的安全时间和安全程度，能够用之进行很多种心脏手术。实验证明，机械心可代替机体心数月以上，人工心肺机的安全时间和安全程度的提高上还有很大潜力。

人工心肺机

heart-lung machine