【重症医学】关于体外循环移除CO2的生理及技术的思考

解说人体内循环系统设计不够为多的被技术的发展轻微较低氨标准型和/或很高硫氰酸标准型肺气肿中的。尽管近期的示意图请注意早就辨识出脊柱-脊柱人体内凝胶脾氨合的军事优势，但在肺气肿病患者仍值得注意少量关于人体内循环CO2去掉（ECCO2R，常通用为：较低每秒ECMO）持续性的证据。忽略这个事实，可用的系统设计为数也在总体的增加。在这一部分，我们将迄今所技术的发展的电子技术在生理质子化学上的军事优势和劣势展开概述。CO2的生理质子化起到我们体液的多数CO2以碘酸（HCO3－）的形式被储存于慢质子化结构设计中的例如软组织中的，所以并不能必要将CO2去掉。只有CO2据统计的1-5%溶于鲜血液循环，尽可能依靠人体内循环系统设计去掉。增加CO2在鲜血浆的凝固量的唯一方法就是进一步使CO2从HCO3－ 中的凝固出来。这早就通过电子透析在试验中上获得成功，这项令人关注的电子技术尽可能增加CO2在较低鲜血压最弱下的去掉效部将。但是，CO2的诱发容积远很高于氮气，相比氨化起到的生产力，不够加促进了甚至较低鲜血压最弱下有效地的CO2去掉。还有，谈起CO2存储的并不相同结构设计，长时间CO2去掉前提似乎减小体液CO2的据统计，CO2的据统计分之一120L，是氮气的10倍以上。在CO2的所有生理质子化起到中的，对脾鲜血管壁的起到是关键性部分。CO2是脾动脉最最弱的鲜血管壁外周剂之一。通过人体内循环去掉CO2才则会因为松弛鲜血管壁而随之而来平均脾动脉鲜血管壁压降较低，但倒转外周鲜血管壁起到仍值得注意军事优势，因为这种限鲜血管壁起到似乎随之而来脾所有区域无同样性的外周鲜血管壁，进而随之而来一些脾不张患儿分流部分的增加。肺部涡轮的遏制CO2不够深一层的起到就是作为肺部中的枢涡轮的最最弱刺激物发挥起到，有时候这种起到在重症肺气肿患儿的日常诊断实践中的并不只能去遏制。所以ECCO2R可以作为遏制这种可控的有力工具。这在ARDS患儿是很关键性的，之外是通过降较低很高跨脾压，全方位肺部的诱发和肺部机系统设计性性脾损伤（例如，患儿社则会大众脾损伤）。再进一步，ECCO2R可促进全方位肺部，甚至是在只能脾再生的轻微肺气肿的患儿。但是，诊断科学知识反对的见解是在一些危重症患儿，肺部涡轮的管理是不依赖CO2的（例如，具备实变或纤维化脾，通过黑-布反射来刺激的最弱肺部涡轮的患儿）。ECCO2R和毛细管为数不够为多的并不相同ECCO2R系统设计尽可能在商品上发现，依然所有都是脊柱-脊柱渠道。在文化史角度上却说，这些系统设计是优化来的，一侧手部由较低压最弱肺脏替代治疗优化来的，新设鲜血压最弱在200-400ml/min，由翻转阀门涡轮，而另一侧手部，由带有高性能鲜血压最弱的很高压最弱ECMO系统设计优化来的，由离心阀门涡轮。现有的凝胶脾（常被当做：氨合器）上则会不是为ECCO2R各种类型建筑设计的。所以大量各种各样的截占地为0.32m2至大于1m2 的凝胶脾都能在商品上发现并可用。手术室外的多数系统设计是涂有有肝素的，也可以同样磷酰醯/磷酯酰醯或白蛋白。还有，很多为ECMO建筑设计的凝胶脾为患儿提供软化起到。尽管这在较低速系统设计常常是可可避免的，但在一些COPD患儿，在较低鲜血压最弱时倾向于出现血液循环急剧下降。对鲜血管壁渠道，可用的毛细管是并不相同的。极较低压最弱系统设计常可用双腔毛细管。尽管单价极较低，可用这些毛细管的再循环部将却很很高，限制了CO2去掉效部将。在很高鲜血压最弱系统设计，可以可用之外建筑设计的双腔毛细管，上则会以内从14.5至20Fr。只能最弱调的是这些口琴毛细管的连接器上则会是1/4 in.（0.6cm），而；还有毛细管（>20Fr）上则会是3/8 in.（1cm），跟很高压最弱ECMO可用的一样。对于昂贵的之外建筑设计的双腔毛细管的，另一种同样是可用两种小的单腔毛细管，优点是较较低的放于才则会和费时，且依然是从未再循环，然而仅次于好处是只能放于两条渠道。最后，小直径泵比典标准型的3/8in.泵上则会不够容易下垂，在日常诊断实践中的有时候则会随之而来幸好弯折。阀门电子技术在后提过过，ECCO2R系统设计的鲜血压最弱在200-400ml/min，由翻转阀门涡轮，之外建筑设计的Hemolung RAS系统设计（Alung Technologies,Pittsburgh,PA,USA）例外，鲜血压最弱在500 ml/min以上的系统设计上则会是离心阀门涡轮的，也叫摆动鲜血阀门。从溶鲜血，凝集，发炎质子化蛋白的必要折衷，翻转阀门和离心阀门彼此间的尤其优先同样根据各种各样的系统设计和各种各样的技术的发展领域是并不相同的。但是，离心阀门在人体内脾来进行系统设计起到很关键性起到，主要归因于它可以在必要时将鲜血压最弱增加至远很高于400ml/min。从材料科学角度，几个关于阴离子阀门在并不相同转换条件下的动态的提议性层面是很关键性的。和工业用的大的增压机械的设备一样，摆动鲜血阀门是为一个之外建筑设计点来技术开发的。鲜血阀门各自的组成部分是根据这个建筑设计重点来标定规格的，为了赢得最佳引每秒，尽似乎地无耗损和有效地。与工厂的大的增压机械的设备对比，鲜血阀门在一个鲜血压最弱和阻碍（例如，0.5-10L/min，0-800mmHg）的窄仅限于发挥起到，而不是一个特定的发挥起到或建筑设计点。可降到较窄的技术的发展以内，用类似于的词语却说，就是通过相反建筑设计点和扩大液压阀门装配来增加阀门每秒。尽管这样的很高阀门每秒降较低了每秒系统设计性的空气阻力耗损，但在较低阀门每秒是则会使鲜血细胞损伤增加的。溶鲜血指数（HI），被度量为鲜血浆增加的游离鲜血红蛋白占总鲜血红蛋白电导率的人口比例，依赖摆动鲜血阀门的发挥起到点（示意图1a）。HI似乎是随着每秒减较低椭圆形非线性增长速度。它可以被阐述为一个关于关键性因素漏出星期t（预估为起阀门容量大和阀门每秒）和有效地应激τ的函数关联：HI(%)=ΔHb/Hb×100＝Cταtβ然而剪切力随着阀门速和阀门每秒增长速度而增长速度（示意图1b），漏出星期赞同与阀门每秒系统设计性（示意图1c），在较低阀门每秒时与HI系统设计性。一个很高预充容量大，就像期望在一个大发挥起到仅限于技术的发展鲜血阀门所要求的那样，可负面影响漏出星期，进而负面影响HI。为什么HI依赖摆动鲜血阀门转换点的另一个原因是较低每秒时鲜血液循环在连接处内的再循环程度较很高（主要阀门每秒占孔洞每秒的人口比例或阀门内返回每秒），这也被辨识为较低液压效部将。Rotaflow 阀门（Getinge AB,Gothenbuig,Sweden）从鲜血液循环特性见解的角度阐明了为什么摆动鲜血阀门在每一个发挥起到点不能同样发挥起到良好。孔洞每秒增加很高速部将及相应的很高压，借以较低压最弱，借此，阀门每秒和两个孔洞每秒彼此间壁人口比例能轻松降到1-10（示意图2a,b）。这意味着多数鲜血液循环在离开阀门之前多次再流经孔洞处，这明显降较低了阀门的液压效部将至10%（示意图2c）。多次的每秒漏出则会随之而来鲜血液循环溶鲜血增加。总之，作者建议工厂考虑建筑设计新式较低每秒阀门，它的特征是带有小去除每秒（示意图1a），可减小每秒再循环的据统计和漏出星期，终究可以减小较低压最弱时的溶鲜血才则会。凝胶脾电子技术依然所有的ECCO2R系统设计是可用订定的凝胶脾，是各种类型为并不相同技术的发展而不是ECCO2R建筑设计的。但是，这似乎随之而来凝鲜血增加，就像在一些诊断报道中的捕捉到到的一样。所以，为ECCO2R各种类型建筑设计的凝胶脾似乎就尤其关键性了。从一个材料科学见解的看作，充裕的气体比如却说和很高鲜血液循环特性是一个凝胶脾建筑设计反复的关键性仅次于限度。根据技术的发展，一个较低的阻碍急剧下降和较低的预充容量大也很有益。气体比如却说主要有所并不相同人工脾的凝胶脾占地。比如却说占地上则会是根据科学知识或者规定的氨转成预测来预估，然后再用试验中方法确认。但是，一个大的凝胶脾截占地则会因为它的人造人格特质而增加鲜血栓的似乎。在有数三分之一的病例中的，凝胶脾中的展开性或急性鲜血栓是急性或同样性系统设计比如却说的原因。凝胶脾鲜血栓似乎是与较低每秒静止状态系统设计性联的。所以，必要冲刷和平滑的每秒分布是减小鲜血栓和鲜血块才则会的更为关键性。 作为一个初始指标，前提的冲刷，Now， 有所并不相同预充容量大，提议了并不相同凝胶脾在本身计划的每秒仅限于的冲刷遏制能力：在这个等式中的，V压最弱，Vpr 是凝胶脾的预充容量大。前提的冲刷阐述了在一个给定的压最弱下的容量大比如却说的据统计。一个关于从零售上可得不到的的设备和他们仅次于每秒比如却说部将和最关键性的极小压最弱，可知请注意1。值得注意的是，极小理论冲刷是2L/min左右。但是，对于现在的的设备，其中的很多是为ECMO技术的发展建筑设计的，在如此较低的每秒下发挥起到是与的设备内鲜血栓的较很高才则会系统设计性的，则会随之而来一系列疑问：很高的阻碍急剧下降，较低气体转成效部将，或者终究机器致使只能扯系统设计。例如，在0.5L/min每秒下发挥起到一个Hilite 7000LT(请注意1)则会随之而来一个<2L/min的理论冲刷，似乎是不足的。凝胶脾的配改置有两个提议每秒通道的原则（请注意2）。纤维模标准型既不是内圆柱状周围的绕线标准型物，也并不是堆放及粘合在一个矩形外壳上。绕线标准型凝胶脾的例子就是Hilite生产线（Xenios AG,Heibronn,Germany）和CAPIOX 氨合器（Terumo,Tokyo,Japan）。其中的军事优势之一就是气每秒反流的似乎性，可以为气体诱发提供恒定的推动力。另一层面，纤维长度上则会很长。这种堆放建筑设计使得在通过纤维束时有着很窄的横断占地和短每秒渠道。较大的横断占地在相比之下使这种建筑设计可以通过冲刷碎片不够加的抗堵塞，它提供了小的阻碍急剧下降。但是，很明显的是并不只能在入口连接器处分布成一个相当于纤维束完整横断占地的管状每秒剖面。因此，转角处鲜血压最弱度较低，上则会容易凝结。Quadrox 生产线（Getinge AB,Gothenburg,Sweden）和iLA(Xenios AG,Heibronn,Germany)是凝胶脾堆放建筑设计的典标准型代请注意。CO2潴留技术的发展，进一步建筑设计参数只能得不到注意。根据菲克弥散定律，气体比如却说的推动力是鲜血液循环和流通气体的局部阻碍差。尽管氮气的阻碍梯度是将近650mmHg，而CO2阻碍梯度上则会是45-90 mmHg。沿着纤维，CO2容量大则会适应鲜血容量大，弥散动力也则会急剧下降。为了获得一个最较低有效地的凝胶请注意面占地，一个包含短纤维和允许很高扫气比的建筑设计，使整个光纤的梯度保持在尽似乎很高的水平。还有，为了增加凝胶脾对CO2的除去有过各种各样的尝试。Eash等人发现凝胶脾气体比如却说的主要阻力是在凝胶请注意面鲜血液循环面的层流分界上，与层流的厚度成人口比例关联。为了破坏分界层流及克服弥散阻力，主被动的方式都研究过了。有效地混合最总体的例子是Hemolung RAS 的设备（Alung Technologies Inc.,Pittsburgh,PA,USA）.Svitek等证实了通过纤维束1500 RPM的摆动速部将可使 CO2除去133%。一种被动的方式也得不到了风险评估，它是增加了凝胶脾循环鲜血每秒渠道，这些渠道能通过次级鲜血流促进气体比如却说。总之，作者们建议凝胶脾应该是为ECCO2R各种类型建筑设计，仅次于限度是鲜血压最弱<500mL/min和500-1500mL/min，最佳鲜血每秒渠道是为了不够快的冲刷和极小似乎的凝鲜血部将。鲜血压最弱和治疗仅次于限度考虑到环路所有似乎的变动性，鲜血压最弱是最主要提议因素，也是增加CO2除去部将类似于的方式。人和动物试验中示意图请注意辨识250 mL/min的鲜血压最弱可除去40-60ml CO2/min，占患儿休息时随之而来CO2据统计的20-25%，然而增加鲜血压最弱至1000mL/min可除去分之一150ml CO2/min。在大多数患儿，鲜血压最弱是足够除去大分之一CO2据统计的50-60%的，似乎和重大的诊断负面影响系统设计性。此外，CO2除去遏制能力是不依赖通气气体每秒的，甚至21%氮气（环境空气）的通气气体相对于100%的氮气（未公开示意图请注意）对CO2的除去容量大是从未负面影响的。所以，在限定的情况下，环境空气可用于ECCO2R系统设计，相对于技术的发展100%氮气作为通气气体，每分钟氮气比如却说只是减小10-30ml。并不相同的是，在很高每秒ECMO，CO2除去容量大是与通气气体压最弱椭圆形线性系统设计性的，通气气体压最弱>5-6L/min只对CO2除去有小得多的负面影响，这在大凝胶脾截占地的系统设计中的不够明显。上则会，为“无论如何的”患儿同样“无论如何的”系统设计，必须考虑的一点就是较低压最弱和大截占地彼此间的冲突似乎随之而来出现不够多鲜血栓，因为通过凝胶脾的星期慢。为了可避免鲜血栓的经年累月，凝鲜血因子（尤其纤维蛋白原）的相应丢失，以及二次出鲜血，抗凝的仅次于限度APTT上则会是参考值的1.8-2倍。然而，优化凝胶脾截占地以及专注之外建筑设计具备不够快的经凝胶脾比如却说星期的较低压最弱电子技术的发展，辨识是有期盼可避免抗凝的潜在副起到的。多少CO2除去量是有益的？我们认为，从未无论如何或错误的鲜血压最弱。CO2除去量依赖于患儿的治疗仅次于限度。1000Ml/min的鲜血压最弱能除去CO2的一半，可纠正轻微的肺部性酸中的毒，然而较低鲜血压最弱却效果不总体。因此，较低压最弱对于肺部性酸中的毒并不轻微的患儿或者为了减轻ARDS机械的设备通气损伤似乎是不够适合的。然而，举例来说在COPD或ARDS并从未很除此以外示意图请注意 作为有证据的推荐。所以作者建议期盼尽似乎地包含所有带有ECCO2R潜在预防性的患儿展开捕捉到登记或诊断风险评估。结论尽管不足严格的示意图请注意，肺气肿人体内循环来进行的设备的技术的发展正在全球成指数速部将增长速度。ECCO2R是一项很有期盼的电子技术，对于很高硫氰酸鲜高血压性肺气肿患儿似乎有益，或者能减小机械的设备通气给ARDS患儿带来的紧张。现在商品上能得不到的系统设计建筑设计之外混杂，组成装配并不是为了降到较低压最弱而必需建筑设计及必要依靠的。意在明确的ECCO2R的设备具备内改置的阀门，凝胶脾，泵和改置管，其发展才则会更佳这些的设备的才则会/额度情形。迫切只能诊断风险评估来确定ECCO2R在肺气肿患儿的潜在效果。