阜外心血管体外循环手册
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第二篇 体外循环技术操常

第五章 血液超滤技术

【基本原理】
1.工作原理
通过一个半透膜的滤器,将血液中的水分和可溶性小分子物质与血管内细胞成分和血浆蛋白分开并滤出。
2.驱动力
主要靠膜两侧的跨膜压差,跨膜压差=(滤器入口血压−滤器出口端血压)/2 +出水侧施加的负压。一般滤器膜两侧所允许的压差范围在100~500mmHg。
【影响滤过的因素】
1.跨膜压(TMP) 根据Starling定律,TMP越大,滤出的液体越多,如果超过TMP高限,就有可能导致红细胞破裂以致溶血。
2.血流量 如果血流量较慢,就会导致大量红细胞堆积在中空纤维中,而增加溶血的可能性,血流过快,不能使液体在短时间内滤出,所以要将流量控制在100~300ml/min。
3.膜的厚度。
4.膜上孔径的数目及孔径的大小。
5.血液的血细胞比容(HCT)。
6.温度。
【滤出液成分】
1.大部分国产滤器的滤过孔径大小在10~35Å,允许分子量在20 000道尔顿的物质通过,部分国外滤器孔径的大小可允许分子量在65 000道尔顿以下的物质通过,这就意味着相当于原尿液里的成分都可以自由通过,包括K +、Na +、Cl 、尿酸、肌酸和葡萄糖,这些物质在滤液里的浓度和血浆中的浓度相等。
2.大分子物质,如白蛋白、血红蛋白、纤维蛋白原以及细胞成分都不能透过滤过膜,因此这些物质的血浆浓度将随超滤的进行而升高。
【适应证】
1.体外循环转流时间较长者
(1) 术前已估计患者有慢性心力衰竭,或肺、肾功能欠佳、肺间质水肿等体内水分过多者。
(2) 转流中血液稀释较大,血细胞比容较低。
(3) 婴幼儿的改良性超滤。
2.血液透析与超滤同时进行 适应于急、慢性肾衰竭的尿毒症患者。
3.充血性心力衰竭或肾病综合征、肺水肿应用利尿剂无效者。
4.血浆置换 用于免疫性疾病、重症败血症等。
【应用时的注意事项】
1.冲洗用生理盐水500ml,超滤器一端连接输血器利用重力进行冲洗然后排空。
2.丢失的各种电解质及葡萄糖,应在补充容量的同时加以补充,否则会引起电解质紊乱和低血糖,对婴幼儿尤其重要。
3.分流入滤器的血流量应计算在总流量中,尤其发绀型心脏病患者心内回血多时更应注意,否则可引起灌注量不足而致全身缺氧。
4.外加负压不宜过大,否则管道被吸瘪反而影响滤出效果。
【常规超滤(CUF)】(图5-1)
图5-1 CPB期间CUF、ZBUF示意图
1.连接
在使用时,超滤器与体外循环通路并联,其入口端与动脉管路相连接,一般与动脉微栓滤器顶端出口或采动脉血标本的旁路相连,出口端与静脉回流室相连接。
2.驱动
通常超滤器不用施加负压,只要依靠体外循环管路动静脉两端的压差即可。
3.超滤的时机
一般在开始复温后,鼻咽温度达到28℃开始至停机。转流中,若大量的液体到回流室,也可以在体外循环一开始就超滤,直到达到预期。
【改良超滤(MUF)】(图5-2)
图5-2 CPB期间MUF示意图
一、 意义
1.CUF对于婴幼儿,特别是小体重患儿,整个血容量较少,在复温过程中进行超滤时的分流量相对主动脉泵的流量也大,可能存在灌注不足。
2.在CUF时随着水分的不断滤出,氧合器液面不断下降,往往使正常的转流难以维持,此种情况下,需另外加入液体,因此它在滤除水分、浓缩血液方面的功能是非常有限的。此外,对于手术时间短的,往往还来不及超滤就要终止体外循环。
3.MUF可解决上述弊端。
二、 连接
1.连接原则
一般说来可将超滤器置于任何方便建立侧路的地方,但是一定要确认在超滤过程中不会产生气栓,从而阻塞中空纤维,影响超滤的效果。
2.方法
在安装体外循环管路时可一同安装并预充排气。其入口端可接在动脉或静脉上,但由于静脉有进气的可能,大多数将其进口用一个“Y”形接头与靠近主动脉插管的地方动脉端相连,出口端与静脉回流管路连接,血液回输到右心房。
3.超滤时机
MUF进行超滤的时机在患儿脱离体外循环后10~15分钟内进行。必要时也可以和常规超滤一样,在复温时进行。
三、 特点
1.CPB结束后短时间内直接滤出体内多余水分,浓缩血液,提高血细胞比容的同时使胶体渗透压和凝血因子浓度增加。
2.该技术在体外循环结束后即刻进行,一般持续10~15分钟,从动脉到静脉,超滤过程中如有容量不足时,可直接从主动脉泵将氧合器内余血回输给患者。
3.转流过程中,只要能满足相应温度下患者氧供的血细胞比容(HCT)即可,这样,一定程度的血液稀释的优点也能体现出来,特别是对于发绀型血液黏滞度高的患者有益。一旦停机,改良超滤能及时的纠正。
4.对于稀释度大、容量多的患者,可在转流中随时实施超滤。
5.实施MUF时,由于整个体外循环管道处于预充状态,可在发生意外时,迅速恢复常规CPB,必要时在转流过程中也可进行超滤。
6.超滤时继续保持肝素化,激活全血凝固时间(ACT)大于480秒。
四、 血流方向
1.动脉-静脉
(1) Groom方式:主动脉→泵→滤器→停搏液管道/变温器→右心房。
(2) Elliot方式:主动脉→泵→滤器→静脉管→右心房,前者利用了停搏液装置的变温器有利于保温。
2.静脉--静脉
下腔静脉→泵→滤器→颈内静脉。
五、 临床应用
1.可以最大限度地排除体内的水分,并将血细胞比容提高到较为理想的程度。
2.在婴幼儿心血管手术中减少了出血和输血。
3.MUF改善左室的收缩功能,血压也有明显的提高,心脏的顺应性也有明显的改善,术后各种血管活性药的使用也明显减少。
4.部分滤出炎性因子,但不能降低血浆炎性介质的浓度。只有采用零平衡超滤(ZBUF)才能有效降低炎性介质的血浆浓度,而MUF只能使血液浓缩。
5.超滤在滤出炎性因子和浓缩血液的同时,也可能改变一些药物浓度。肝素的分子量较小,可以通过半透膜,应注意ACT的监测。
6.对于高危因素(复杂畸形、肺高压、低体重)的患儿,长时间CPB的患儿是MUF的最佳适应证,甚至有人定义体重小于10kg的患儿最能从MUF中获益,而对于体重大于10kg患者,MUF不具备优越性。
7.终止超滤的标准
(1) 一般HCT达到40%左右,尽量输完CPB管道内血液为止。
(2) 时间标准:超滤15~20分钟,流量100~150ml/kg。
(3) 滤出有效液体量=[转前预充总量+转中增加量(主要为回收停搏液,包括晶体停搏液和HTK液)−尿量]× 50% 或60%,前者使用于体重< 10kg的患儿,后者使用于体重为10~15kg的患儿。
【零平衡超滤(ZBUF)】(图5-1)
1.意义
由于CUF在婴幼儿患儿的局限性和MUF在炎性介质滤出上的缺陷,采用ZBUF与MUF联合应用,既可降低血浆炎性因子浓度,又可在CPB结束时尽快地滤出体内水分,浓缩血液。
2.连接
见CUF部分。
3.超滤时机
见CUF部分。
4.临床应用
(1) 零平衡的意思为滤出多少液体同时就加入等容量的晶体液,相当于洗脱作用,其真正的目的不在于滤出液体,而是通过不断的循环滤出炎性介质。
(2) 目前一般采用的是大容量零平衡超滤,为确保液体进出的平衡和转流中相对稳定的胶体渗透压,液体的加入和滤出同时进行,速度保持一致。
(3) 对药物和血中离子浓度的影响较大,应及时的监测,保证ACT在安全的抗凝范围,而置换液的离子浓度应为生理浓度。

(冯正义 卞璐瑜)

参 考 文 献
1.楼松,龙村,刘晋萍,等.零平衡超滤对婴幼儿心脏手术患者术中血糖的影响.中国体外循环杂志,2010,8(3):155-159
2.李祥,马黎明,褚衍林,等.改良超滤联合平衡超滤对婴幼儿体外循环术后IL-6,TNF-α,sICAM-1血浆含量和心功能影响医学理论与实践.2011,24(16):1887-1890
3.El-Tahan MR,Hamad RA,Ghoneimy YF. Prospective,randomized study of the effects of continuous ultrafiltration in hepatic patients after cardiac valve surgery. J Cardiothorac Vasc Anesth,2010,24(1):63-68