人工心肺機

人工心肺機是心臟患者在接受外科手術時，患者的心臟和肺停止工作，用人工心臟（血泵）和人工肺（氧合器）代替正常心臟和肺的工作，來維持患者和生命體征平穩過渡的設備，屬於Ⅲ類醫療器械。原理是用腔靜脈插管插入患者的上下腔靜脈或右心房，通過靜脈管道使患者的血液進行變溫調節處理后，引流到人工肺里進行氧合，使患者的靜脈血變成動脈血，再由人工心臟泵入患者的動脈系統來維持患者的血液循環和內環境的穩定，使人體的組織、器官得到充分灌注，以保障患者各器官的功能。同時為心臟手術提供一個安靜、無血的術野。

心肺機的結構主要包括以下幾個部分：

1. 氧合器。氧合器是心肺機的重要組成部分，主要功能是進行氣體交換，使血液氧合同時排出二氧化碳，暫時代替人體肺的功能。高質量的氧合器應滿足的條件是：血液氧合和二氧化碳排出理想，變溫效果好，預充量小，血液破壞輕，跨膜壓差小，操作方便，易於排氣。

2. 血泵。一台心肺機通常有4~5個血泵。對血泵的要求是：每個泵頭的功能是單一的，其中一個為主泵代替心室搏出功能，其餘泵頭用於手術時術野內的血液回吸、心室減壓和排氣、心臟停搏液的灌注等；能進行無極調速，流量調節範圍大，精確度高，在極小流量的調節上也可獲得滿意效果；每搏量恆定，不會因機體血管阻力變化而影響流量，並始終保持單向流動；在一定的時間內對血液的破壞是輕微的；控制台操作簡單，有後備應急系統。

徠3. 微栓濾器。人工心肺機在體外循環中會產生固體或氣體的微小栓子，它們可能會阻塞血管、損傷組織器官，尤其是腦和肺。因此體外循環過程中必須採用血液濾器、氣體濾器、白細胞濾器等過濾器裝置。

4. 變溫器：用於體外循環中患者的體溫升、降和心臟停搏液的變溫。

5. 管道和插管。在體外循環手術中，根據患者體重及病情來選擇合適的管道類型和插管半徑。對管道和插管的要求：具有良好的透明度，管壁厚薄適度，具有良好的彈性和韌性，不易受溫度的影響扭曲變形，管道內壁光滑、血流阻力小，化學性能穩定、無毒，有良好的血液相容性。主要採用的材料為無毒聚氯乙烯、硅橡膠、聚氨酯等。

6. 生命體征監測裝置。這些附屬裝置，可以在體外循環過程中監測患者的心電圖、動靜脈壓、鼻咽溫、肛溫等，並有專用軟體來記錄及列印相關數據。根據監測結果指導體外循環過程中的管理，如：連續動靜脈血氧飽和度監測、激活全血凝固時間監測、血氣電解質監測、腦氧飽和度監測等。

人工心肺機的發展過程大致分為三個階段。

第一個階段是從19世紀初至20世紀初的摸索、形成階段。最早由Le Gallceis以代用心臟進行動脈血液注入，並使身體各部分組織得以存活，構建了現代體外循環的基礎。

1868年Ludwig等把脫纖維素血液在空氣中不增加氧氣進行震蕩，依靠這種血液來研究肌肉的代謝。探索了血液中缺氧時對代謝的影響。

1882年Schroder向血庫內輸送空氣，製造氣泡以增加血液中的氧氣，這便是人工心肺的開始。

1895年世界上第一顆人工心臟（血泵）以二板壓縮橡膠球的形式出現。

1915年由Richards等，將布吊在具有許多小孔的玻璃管下，研製了被稱為屏障式的人工肺。

第二個階段是從1915年至1953年的初期實驗階段。在此期間，先後出現了30多種形式的人工心臟（血泵）和10多種人工肺（氧合器）。1937年Gibbon最早把血泵和氧合器結合在一起，組成了人工心肺機。

第三個階段是1953年以後的發展完善階段。1953年Gibbon用屏障式氧合器，為一名18歲女孩進行了體外循環的心內直視修補手術並獲得成功，揭開了人工心肺機進入發展完善階段的序幕。

我國於1956年開始人工心肺機研製，由上海醫療器械廠生產了上海Ⅰ型和Ⅱ型人工心肺機。1958年6月第四軍醫大學用體外循環為一名6歲男孩做了室間隔缺損的直視修補術並獲得圓滿成功，7月上海胸外科醫院用國產人工心肺機為一名9歲女孩做心內直視手術也獲得了成功，開始了我國將人工心肺用於臨床的新時期。

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