人工心肺机（医学设备）

人工心肺机

医学设备

人工心肺机属于体外循环装置，由氧合器、血泵和辅助设备组成。该设备从静脉系统引出静脉血，在体外进行氧合，再经血泵将氧合血输回动脉系统实现心肺转流。该设备主要用于心脏手术的体外循环、肺移植的辅助呼吸、大血管外科手术以及急性呼吸衰竭的辅助治疗等。

工作原理

心脏外科手术时，患者的心脏和肺停止工作，临床使用人工心脏（血泵）和人工肺（氧合器）代替正常心脏和肺的工作，来维持患者和生命体征。人工心肺机属于Ⅲ类医疗器械，临床使用时，需要采用腔静脉插管插入患者的上下腔静脉或右心房，引出患者血液。

体外管路中的患者血液经过热交换水箱的温度调节后，流入人工肺将静脉血氧合为动脉血，再由人工心脏泵入动脉系统，使人体组织、器官得到充分灌注，维持患者血液循环和内环境的稳定。除了可以维持患者生命体征，人工心肺机也为心脏手术提供一个无血的术野。

主要部分

氧合器

是心肺机的重要组成部分，主要功能是进行气体交换，使血液氧合同时排出二氧化碳，暂时代替人体肺的功能。高质量的氧合器应满足的条件是：血液氧合和二氧化碳排出理想，温控效果好，预充量小，血液破坏小，跨膜压差小，操作方便，易于排气。

血泵

人工心肺机通常有4~5个血泵，每个泵都具有明确的功能，其中主泵用于代替心室搏出功能，其余泵用于手术时术野内的血液回吸、心室减压和排气、心脏停跳液的灌注等。在一定的体外循环时间内，血泵对血液的破坏性应轻微，控制台操作简单，具有后备应急系统。

微栓滤器

体外循环中，不可避免的会产生一些固体或气体的微小栓子，可能会阻塞血管、损伤组织器官，尤其是脑和肺，所以体外循环过程中必须采用血液滤器、气体滤器、白细胞滤器等滤过器。

热交换设备

用于体外循环中患者的体温升、降和心脏停搏液的变温。

管道和插管

在体外循环手术中，根据患者体重及病情来选择合适的管道类型和插管半径。管道和插管应具有良好的透明度、弹性和韧性，管道内壁光滑、血流阻力小，化学性能稳定、无毒，具有良好的生物相容性。

生命体征监测装置

可以在体外循环过程中监测患者的心电图、动静脉压、体温等。

变温器

用于降低和升高血液温度。

发展历史

工心肺机的发展过程大致分为三个阶段。

第一个阶段，19世纪初至20世纪初，摸索、形成阶段。Le Gallceis最早开展了替代心脏进行动脉血液注入的工作，构建了现代体外循环的基础。

1868年Ludwig等把脱纤维素血液在空气中不增加氧气进行震荡，并依靠处理后的血液进行肌肉代谢研究。

1882年Schroder向血容器内输送空气，制造气泡以增加血液含氧量，具备了人工心肺机的雏形。

1895年世界首例人工心脏（血泵）出现。

1915年Richards等研制了屏障式人工肺。

第二个阶段，1915年至1953年，初期实验阶段。此期间先后出现了多种形式的人工心脏（血泵）、人工肺（氧合器）。

1937年Gibbon把血泵和氧合器结合在一起，组成了人工心肺机。

第三个阶段，1953年以后，发展完善阶段。1953年Gibbon用屏障式氧合器，为一名18岁女孩进行了体外循环的心内直视修补手术并获得成功。

我国于1956年开始人工心肺机研制，上海医疗器械厂生产了上海Ⅰ型和Ⅱ型人工心肺机。1958年6月第四军医大学用体外循环为一名6岁男孩做了室间隔缺损的直视修补术并获得圆满成功，7月上海胸外科医院用国产人工心肺机为一名9岁女孩做心内直视手术也获得了成功。

参考资料

1.人工心肺机的主要部件·医学教育网