体外循环及血液处理设备是利用一系列特殊人工装置将回心静脉血引流到体外，经人工方法进行动力补给、气体交换、温度调节和血液净化等处理后，输回体内动脉的设备系统。

中文名：体外循环及血液处理设备

外文名：Extracorporeal Circulation and Blood Treatment Equipment

体外循环及血液处理设备是针对心脏、肺、肾脏等器官的手术患者或器官功能障碍患者等利用一系列特殊人工装置将回心静脉血引流到体外，经人工方法代替心脏、肺、肾等器官进行血液循环的动力补给、气体交换、温度调节和血液净化等处理后，输回体内动脉的复杂设备系统。按照目的和功能的不同，分为体外循环设备系统和血液处理设备系统两大类。

体外循环设备是指能替代心脏、肺进行体外循环的机械装置，核心部件是人工心肺机，主要应用于心脏手术的体外循环、肺移植的辅助呼吸、急性呼吸衰竭的辅助治疗等。

1. 发展历史

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。

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房间隔缺损病人进行体外循环心内直视手术，这是体外循环首次应用于临床，但很不幸病人死亡。

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，这一成功宣告了体外循环时代的到来。

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。

2.工作原理

将上下腔静脉或右心房的静脉血通过管道引出，流入氧合器进行氧合，再经过血泵将氧合后的血液输入动脉系统，以维持机体在循环阻断时的生理功能。血液不经过自体的心肺进行氧合和组织灌注。

3. 结构组成及功能

体外循环设备主要由血泵（人工心脏）、氧合器（人工肺）、变温器、滤血器、储血室、管路以及监测系统等部分组成 。

1) 血泵：是在心脏无法正常工作的时候，替代心脏在血液循环中提供动力补给的功能，将血从静脉引流回来再将血泵入动脉，从而维持全身的正常血液循环，特别是对于急性心肌梗塞和进行心脏手术的患者来说，有非常重要的意义。

2) 氧合器：根据生物肺肺泡气体交换的原理，用于替代体外循环心脏和肺功能进行血液氧合并排除二氧化碳，主要作用是将含氧量低的静脉血经过氧合转变为含氧量高的动脉血。

3) 变温器：就是利用体外循环变温水箱系统根据手术的需要调节循环水的温度，起到升温或降温作用。降温可减少心内回血，减少血液有形成分的破坏，防止气栓的发生，还可降低机体的新陈代谢，减少氧耗，提高机体对缺氧的耐受性，同时避免重要脏器的缺血 。心脏手术即将结束时复温，保持机体的正常温度，使心脏易于复跳。

4) 滤血器：血液经过体外循环机时，不可避免会与塑料或金属等材料接触，会产生一些血液凝集的微颗粒，这些微粒如果随着血浆注入主动脉会引起脑、肺等组织的微血管栓塞，因此，在体外循环机的管道系统中必须使用滤血器，将微颗粒滤除后再泵入人体。

5) 储血室：用以储存去泡后的血液，即氧合过的动脉血。储存一定量的血液对体外循环灌注是一种安全保障。

6) 管路：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。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。

7) 监测系统：用于实时报告系统的工作情况，如血流压力、流量、氧浓度等，使灌注师及时掌握转流工作情况。

4. 并发症

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，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，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。

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。

7) 脑损害

颅内水肿、出血等。

体外血液处理主要是血液净化，包括：血液透析、血液滤过、血液灌流、血浆置换、免疫吸附等，人们通常简单地称为透析。

1. 工作原理

透析治疗主要依靠血液透析装置，利用半透膜原理，通过弥散、对流和过滤等方式，将患者血液中多余的代谢废物、有害物质、过多的电解质进行物质交换或者排出，使患者的机体接近正常人，从而达到净化血液的目的 。

血液灌流的原理就是将患者的血液引出体外，与固态的吸附剂接触，以吸附的方式清除体内某些代谢产物以及外源性药物或毒物等，然后将净化后的血液回输给患者，从而达到治疗疾病的目的。

2. 组成

血液透析装置主要由水处理系统、透析机、透析液和透析器组成。

1) 水处理系统：主要是清除水中的杂质、离子、细菌颗粒。

2) 透析机：主要包括透析液供给系统、血循环控制系统、控制脱水的超滤系统三大功能部分。

3) 透析液：透析液是血液透析时与血液在透析膜两侧通过弥散进行溶质交换需借助的液体。负责清除血中毒素，并纠正水、电解质、酸碱失衡。透析液具有一定的渗透压，供直肠、腹腔或体外透析用。

4) 透析器：由透析膜及其支撑结构组成，血液与透析液在透析膜两侧反向流动，借由膜孔完成溶质与水的交换。它是血透的心脏部件，它的性能决定透析效果。

3. 适应症

1) 急性肾损伤。

2) 容量负荷过重导致的急性心力衰竭或药物难以控制的高血压。

3) 严重的代谢性酸中毒及不易纠正的高钾血症。

4) 高钙血症、低钙血症及高磷血症。

5) 慢性肾衰竭合并难以纠正的贫血。

6) 尿毒症神经病变和脑病。

7) 尿毒症胸膜炎或心包炎。

8) 慢性肾衰竭合并严重营养不良。

9) 不能解释的器官功能障碍或全身状况下降。

10) 药物或毒物中毒。

4. 禁忌症

1) 颅内出血或颅内压升高。

2) 用药物难以纠正的严重休克。

3) 严重的心肌病变并伴有难治性心力衰竭。

4) 伴有精神障碍。