【重症医学】关于体外循环清除CO2的生理及技术开发的思考

介绍体内循环系统设计越来越多的被系统设计设计于比较严重较差氧型式和/或更加高乙酸型式中风之中。尽管近期的数据库并未说明了出冠状动脉-冠状动脉体内细胞膜肺部氧合的军事优势，但在中风病人仍假定少生产量关于体内循环CO2替换成（ECCO2R，不常CE为：较差水流生产量ECMO）依赖于开放性的证据。忽略这个无论如何，可用的系统设计数生产量也在值得注意的减较差。在这一其余部分，我们将目前所系统设计设计的新科技在荷尔蒙学上的军事优势和劣势进行概述。CO2的荷尔蒙起着我们体内的大其余部分CO2以乙酸氢盐（HCO3－）的注记现形式被储存于慢反应结构上之中例如骨骼之中，所以十分必必要将CO2替换成。只有CO2工业产值的1-5%溶于胭脂液循环，需来进行体内循环系统设计替换成。减较差CO2在胭脂浆的熔化生产量的唯一方法就是进一步使CO2从HCO3－ 之中熔化出来。这并未通过自由电子外科手术在实验上获得形同功，这项令人关切的新科技需提更加高CO2在较差胭脂流生产量下的替换成工作效领军。但是，CO2的扩散容积远更加高于氧气，来得氧化起着的需求，愈发推动了甚至较差胭脂流生产量下必要的CO2替换成。还有，说道CO2存储的多种不同结构上，长期CO2替换成前提也许降较差体内CO2的工业产值，CO2的工业产值约120L，是氧气的10倍以上。在CO2的所有荷尔蒙起着之中，对肺部肺部部的起着是不可或缺其余部分。CO2是肺部动脉最强的肺部部收缩剂之一。通过体内循环替换成CO2也许亦会因为舒张肺部部而加剧平均值肺部动脉肺部部压降较差，但倒转收缩肺部部起着仍假定军事优势，因为这种缩肺部部起着也许加剧肺部所有周边无选择开放性的收缩肺部部，进而加剧一些肺部不张病人排洪其余部分的减较差。排便传动装置的操控CO2更加深一层的起着就是作为排便之中枢传动装置的最强兴奋物发挥起着，偶尔这种起着在重症中风病人的日不常临床实践之中没法去操控。所以ECCO2R可以作为操控这种传动装置力的有力工具箱。这在ARDS病人是很不可或缺的，众所周知是通过降较差更加高跨肺部压，实质上排便的诱发和排便机就其开放性肺部重击（例如，病人自发开放性肺部重击）。如此一来进一步，ECCO2R可推动实质上排便，甚至是在需肺部移植的比较严重中风的病人。但是，临床经验支持的看法是在一些危重症病人，排便传动装置的管理是不依赖于CO2的（例如，仅有实变或角化肺部，通过黑-索反射来兴奋的强排便传动装置的病人）。ECCO2R和食道数生产量越来越多的多种不同ECCO2R系统设计需在市场上找到，仍然所有都是冠状动脉-冠状动脉通道。在历史出发点上说，这些系统设计是优化来的，中间下肢由较差流生产量肾脏替代治疗优化来的，设置胭脂流生产量在200-400ml/min，由转动水泵传动装置，而另中间下肢，由较强MA胭脂流生产量的更加高流生产量ECMO系统设计优化来的，由离心水泵传动装置。现有的细胞膜肺部（不常被用作：氧合器）通不常不是为ECCO2R最初结构设计的。所以大生产量各种各样的密度为0.32m2至成比例1m2 的细胞膜肺部都能在市场上找到并运用于。手术室外的大其余部分系统设计是涂有类固醇的，也可以选择磷酰胺类/磷酯酰胺类或白蛋白。还有，很多为ECMO结构设计的细胞膜肺部为病人备有加温起着。尽管这在较差速系统设计不常不常是避免的，但在一些COPD病人，在较差胭脂流生产量时激进于出现体温增高。对肺部部通道，运用于的食道是多种不同的。极较差流生产量系统设计不常运用于双腔食道。尽管市价很较差，运用于这些食道的如此一来循环领军却很更加高，限制了CO2替换成工作效领军。在更加高胭脂流生产量系统设计，可以运用于众所周知结构设计的双腔食道，通不常以外从14.5至20Fr。需务实的是这些小提琴食道的插头通不常是1/4 in.（0.6cm），而都用食道（>20Fr）通不常是3/8 in.（1cm），跟更加高流生产量ECMO运用于的一样。对于价格昂贵的众所周知结构设计的双腔食道的，另一种选择是运用于两种小的单腔食道，好处是极较差的取用效用和花费，且仍然是无法如此一来循环，然而最大缺点是需取用两条通道。最后，小cm接头比类似于的3/8in.接头通不常可能会平直，在日不常临床实践之中偶尔亦会加剧意外弯折。水泵新科技前面引用过，ECCO2R系统设计的胭脂流生产量在200-400ml/min，由转动水泵传动装置，众所周知结构设计的Hemolung RAS系统设计（Alung Technologies,Pittsburgh,PA,USA）众所周知，胭脂流生产量在500 ml/min以上的系统设计通不常是离心水泵传动装置的，也叫螺旋胭脂水泵。从溶胭脂，凝集，炎症反应蛋白的必要依此，转动水泵和离心水泵二者之间的普遍为了将根据各种各样的系统设计和各种各样的系统设计设计领域是多种不同的。但是，离心水泵在体内肺部基本功能系统设计起到很不可或缺起着，主要归因于它可以在必要时将胭脂流生产量提更加高至远更加高于400ml/min。从工程学出发点，几个关于金属离子水泵在多种不同系统设计状况下的功能的决定开放性方面是很不可或缺的。和制品的大的柴油发动机飞轮一样，螺旋胭脂水泵是为一个众所周知结构设计点来开发设计的。胭脂水泵各自的均是由其余部分是根据这个结构设计课题来请注意设计标准的，为了获取最佳引水流生产量，尽也许地无损和必要。与工厂的大的柴油发动机飞轮对比，胭脂水泵在一个胭脂流生产量和阻力（例如，0.5-10L/min，0-800mmHg）的阔以外内运转，而不是一个特定的运转或结构设计点。可超越较阔的系统设计设计以外，用最简单的术语说，就是通过改变结构设计点和增加泵水泵零件来提更加高水泵水流生产量。尽管这样的更加高水泵水流生产量降较差了水流生产量就其的摩擦力损，但在较差水泵水流生产量是亦会使胭脂细胞重击减较差的。溶胭脂股票市价（HI），被度量为胭脂浆减较差的游离胭脂红蛋白分之二总胭脂红蛋白电导领军的比例，依赖于螺旋胭脂水泵的运转点（绘出1a）。HI也许是随着水流生产量减较差呈非线开放性持续增长。它可以被描绘为一个关于不可或缺心理因素渗入间隔时间t（估算为起水泵容生产量和水泵水流生产量）和必要持续开放性τ的算子关系：HI(%)=ΔHb/Hb×100＝Cταtβ然而剪切力随着水泵速和水泵水流生产量持续增长而持续增长（绘出1b），渗入间隔时间负责任与水泵水流生产量就其（绘出1c），在较差水泵水流生产量时与HI就其。一个更加高预充容生产量，就像期待在一个大运转以外内系统设计设计胭脂水泵所要求的那样，可制约渗入间隔时间，进而制约HI。为什么HI依赖于螺旋胭脂水泵系统设计点的另一个也许是较差水流生产量时胭脂液循环在间隙内的如此一来循环程度较更加高（主要水泵水流生产量分之二后方水流生产量的比例或水泵内前往水流生产量），这也被说明了为较差泵工作效领军。Rotaflow 水泵（Getinge AB,Gothenbuig,Sweden）从胭脂液循环一致开放性看法的出发点阐述了为什么螺旋胭脂水泵在每一个运转点不必同样运转极好。后方水流生产量减较差更加高速领军及除此以外的更加高压，有助于较差流生产量，借此，水泵水流生产量和两个后方水流生产量二者之间壁比例能轻松超越1-10（绘出2a,b）。这意味着大其余部分胭脂液循环在重回水泵之前多次如此一来汇入后方处，这明显降较差了水泵的泵工作效领军至10%（绘出2c）。多次的水流生产量渗入亦会加剧胭脂液循环溶胭脂减较差。总之，作者提议工厂考量结构设计现代化较差水流生产量水泵，它的特质是较强小缓冲水流生产量（绘出1a），可降较差水流生产量如此一来循环的工业产值和渗入间隔时间，最终可以降较差较差流生产量时的溶胭脂效用。细胞膜肺部新科技仍然所有的ECCO2R系统设计是运用于制定的细胞膜肺部，是最初为多种不同系统设计设计而不是ECCO2R结构设计的。但是，这也许加剧凝胭脂减较差，就像在一些临床路透社之中捕捉到到的一样。所以，为ECCO2R最初结构设计的细胞膜肺部也许就尤其不可或缺了。从一个工程学看法的出发点看，足够的气体绑定回和更加高胭脂液循环一致开放性是一个细胞膜肺部结构设计步骤的不可或缺最终目标。根据系统设计设计，一个较差的阻力增高和较差的预充容生产量也很简单。气体绑定回主要依赖于人工肺部的细胞膜肺部覆盖面积。绑定回覆盖面积通不常是根据经验或者规定的氧叠加回预见来估算，然后如此一来用实验方法确认。但是，一个大的细胞膜肺部密度亦会因为它的人造偏好而减较差胭脂栓形形同的也许。在总计三分之一的登革热之中，细胞膜肺部之中进行开放性或急开放性胭脂栓形形同是急开放性或选择开放性系统设计绑定回的也许。细胞膜肺部胭脂栓形形同也许是与较差水流生产量状态就其联的。所以，充分崩落和均匀的水流生产量分索是降较差胭脂栓形形同和肿块效用的极为不可或缺。 作为一个初始指标，前提的崩落，Now， 依赖于预充容生产量，决定了多种不同细胞膜肺部在本身计划书的水流生产量以外内的崩落能力：在这个恒等式之中，V流生产量，Vpr 是细胞膜肺部的预充容生产量。前提的崩落描绘了在一个给定的流生产量下的容生产量绑定回的工业产值。一个关于从商业上可想得到的器材和他们最大水流生产量绑定回领军和最不可或缺的最大者流生产量，见于注记1。众所周知的是，最大者理论崩落是2L/min约。但是，对于如今的器材，其之中很多是为ECMO系统设计设计结构设计的，在如此较差的水流生产量下运转是与器材内胭脂栓形形同的较更加高效用就其的，亦会激发一系列疑问：更加高的阻力增高，较差气体叠加回工作效领军，或者最终一台瘫痪需换回系统设计。例如，在0.5L/min水流生产量下运转一个Hilite 7000LT(注记1)亦会激发一个<2L/min的理论崩落，也许是不足的。细胞膜肺部的配置有两个决定水流生产量通道的原则（注记2）。纤维模型式既不是内圆柱状周围的绕线型式物，也十分是堆放及粘合在一个矩形外壳上。绕线型式细胞膜肺部的例子就是Hilite生产线（Xenios AG,Heibronn,Germany）和CAPIOX 氧合器（Terumo,Tokyo,Japan）。其之中军事优势之一就是气水流生产量反流的也许开放性，可以为气体扩散备有恒定的推动力。另一方面，纤维长度通不常很长。这种堆放结构设计使得在通过纤维束时有着很阔的横断覆盖面积和短水流生产量通道。较大的横断覆盖面积在来得之下使这种结构设计可以通过崩落碎片愈发的抗堵塞，它备有了小的阻力增高。但是，很明显的是没法在入口插头处分索形同一个相当于纤维束完整横断覆盖面积的管状水流生产量剖面。因此，转角处胭脂流生产量度较差，通不常容易凝结。Quadrox 生产线（Getinge AB,Gothenburg,Sweden）和iLA(Xenios AG,Heibronn,Germany)是细胞膜肺部堆放结构设计的类似于代注记。CO2潴留系统设计设计，进一步结构设计参数需想得到注意。根据菲克弥散定律，气体绑定回的推动力是胭脂液循环和流通气体的局部阻力差。尽管氧气的阻力梯度是将近650mmHg，而CO2阻力梯度通不常是45-90 mmHg。沿着纤维，CO2容生产量亦会适应胭脂容生产量，弥散动力也亦会增高。为了获得一个最较差必要的细胞膜注记面覆盖面积，一个以外短纤维和允许更加高扫气比的结构设计，使整个光纤的梯度保持在尽也许更加高的水平。还有，为了减较差细胞膜肺部对CO2的扫除有过各种各样的尝试。Eash等人发现细胞膜肺部气体绑定回的主要阻力是在细胞膜注记面胭脂液循环面的层流分界上，与层流的厚度形同比例关系。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。必要混合最值得注意的例子是Hemolung RAS 器材（Alung Technologies Inc.,Pittsburgh,PA,USA）.Svitek等证实了通过纤维束1500 RPM的螺旋速领军可使 CO2扫除133%。一种被动的方式也想得到了审计，它是提更加高了细胞膜肺部循环胭脂水流生产量通道，这些通道能通过次级胭脂流推动气体绑定回。总之，作者们提议细胞膜肺部应该是为ECCO2R最初结构设计，最终目标是胭脂流生产量<500mL/min和500-1500mL/min，最佳胭脂水流生产量通道是为了更加快的崩落和最大者也许的凝胭脂领军。胭脂流生产量和治疗最终目标考量到环路所有也许的变动开放性，胭脂流生产量是最主要决定心理因素，也是减较差CO2扫除领军最简单的方式。人和动物实验数据库说明了250 mL/min的胭脂流生产量可扫除40-60ml CO2/min，分之二病人休息时激发CO2工业产值的20-25%，然而减较差胭脂流生产量至1000mL/min可扫除约150ml CO2/min。在大多数病人，胭脂流生产量是足够扫除大约CO2工业产值的50-60%的，也许和重大的临床制约就其。此外，CO2扫除能力是不依赖于通气气体水流生产量的，甚至21%氧气（环境空气）的通气气体相对于100%的氧气（未公开数据库）对CO2的扫除容生产量是无法制约的。所以，在限定的情况下，环境空气可用于ECCO2R系统设计，相对于系统设计设计100%氧气作为通气气体，每分钟氧气绑定回只是降较差10-30ml。多种不同的是，在更加高水流生产量ECMO，CO2扫除容生产量是与通气气体流生产量呈线开放性就其的，通气气体流生产量>5-6L/min只对CO2扫除有很小的制约，这在大细胞膜肺部密度的系统设计之中更加明显。通不常，为“恰当的”病人选择“恰当的”系统设计，需考量的一点就是较差流生产量和大密度二者之间的矛盾也许加剧出现更加多胭脂栓，因为通过细胞膜肺部的间隔时间很慢。为了可能亦会胭脂栓的恶开放性循环，凝胭脂因子（尤其纤维蛋白原）的除此以外被盗，以及二次出胭脂，抗凝的最终目标APTT通不常是肌酸酐的1.8-2倍。然而，建模细胞膜肺部密度以及致力于众所周知结构设计仅有更加快的经细胞膜肺部绑定回间隔时间的较差流生产量新新科技，说明了是有愿意可能亦会抗凝的潜在副起着的。多少CO2扫除生产量是最合适的？我们认为，无法恰当或有误的胭脂流生产量。CO2扫除生产量依赖于于病人的治疗最终目标。1000Ml/min的胭脂流生产量能扫除CO2的一半，可纠正比较严重的排便开放性酸之中毒，然而较差胭脂流生产量却效果不值得注意。因此，较差流生产量对于排便开放性酸之中毒十分比较严重的病人或者为了过重ARDS飞轮通气重击也许是更加简单的。然而，意味著在COPD或ARDS并无法更加高质生产量数据库 作为有证据的延揽。所以作者提议愿意尽也许地以外所有较强ECCO2R潜在适应症的病人进行捕捉到登记或临床审计。论断尽管缺乏恰当的数据库，中风体内循环基本功能器材的系统设计设计刚刚世界性形同股票市价速领军持续增长。ECCO2R是一项很有愿意的新科技，对于更加高乙酸胭脂症开放性中风病人也许简单，或者能降较差飞轮通气给ARDS病人带来的紧张。如今市场上能想得到的系统设计结构设计众所周知相异，均是由零件十分是为了超越较差流生产量而必须结构设计及充分来进行的。意在明确的ECCO2R器材仅有功能强大的水泵，细胞膜肺部，接头和置管，其发展也许亦会改善这些器材的效用/收益状况。迫切需临床审计来确定ECCO2R在中风病人的潜在效果。