【重症自然科学】关于体外循环清除CO2的生理及技术的思考

介绍体内循环子系统更为多的被技术的发展于不堪重负高氢型式和/或较高碳酸型式肾衰竭之前。尽管不太确实的数据已经看出新出新肾脏-肾脏体内凝胶肺脏氢合的占优，但在肾衰竭病人仍发挥作用少幅度关于体内循环CO2去掉（ECCO2R，；也通用为：高每秒ECMO）功用的迹象。忽略这个事实，可用的子系统数幅度也在值得注意的提升。在这一部分，我们将目前所技术的发展的不可或缺技术在请注意征学上的占优和苦战进行简述。CO2的请注意征关键作用我们体内的极少CO2以碳酸氢盐（HCO3－）的形式被可用于慢催化本体之前例如骨骼之前，所以极为能直接将CO2去掉。只有CO2总和的1-5%有机溶剂鲜尿液，能够利用体内循环子系统去掉。提升CO2在鲜血浆的溶解幅度的唯一方法就是进一步使CO2从HCO3－ 之前溶解出新来。这已经通过磁性高灌入氧在实验上获得变为功，这项有点关注的不可或缺技术能够提较高CO2在高鲜血速率下的去掉效能。但是，CO2的扩散容积远较高于氢气，相比氢化关键作用的需求，极为加有利于了甚至高鲜血速率下必需的CO2去掉。还有，却说道CO2存储的多种不同本体，近十年CO2去掉也就是却说确实减小体内CO2的总和，CO2的总和约120L，是氢气的10倍以上。在CO2的所有请注意征关键作用之前，对肺脏鲜肾脏的关键作用是最重要部分。CO2是气管旗鼓相当的鲜肾脏屈曲剂之一。通过体内循环去掉CO2确实亦会因为舒张鲜肾脏而造变为了最少气管鲜肾脏灌入降高，但倒转屈曲鲜肾脏关键作用仍发挥作用占优，因为这种限鲜肾脏关键作用确实造变为了肺脏所有周围无可选择官能的屈曲鲜肾脏，进而造变为了一些肺脏不张病症改道部分的提升。气管传动装置的遏制CO2极为深一层的关键作用就是作为气管之前枢传动装置的旗鼓相当刺激物意味著，通常这种关键作用在重症肾衰竭病症的日；也临床实践之前不可去遏制。所以ECCO2R可以作为遏制这种传动装置力的有力工具。这在ARDS病症是很最重要的，引人注意是通过降高较高跨肺脏灌入，全方位气管的诱发和气管机之外官能肺脏损伤（例如，病症自发官能肺脏损伤）。再进一步，ECCO2R可有利于全方位气管，甚至是在只能肺脏移植的不堪重负肾衰竭的病症。但是，临床长处支持的论述是在一些危重症病症，气管传动装置的监管是不缺少CO2的（例如，以外实变或增生肺脏，通过黑-布折射来刺激的强气管传动装置的病症）。ECCO2R和穿孔数幅度更为多的多种不同ECCO2R子系统能够在市场上寻找，近乎所有都是肾脏-肾脏途径。在历史角度上却说，这些子系统是革新来的，正上方躯干由高速率肾脏替代外科手术革新来的，设置鲜血速率在200-400ml/min，由摆动燃气传动装置，而另正上方躯干，由兼具可变鲜血速率的较高速率ECMO子系统革新来的，由离心燃气传动装置。现有的凝胶肺脏（；也被用作：氢合器）一般而言不是为ECCO2R专为其设计的。所以大幅度各种各样的颗粒为0.32m2至远大于1m2 的凝胶肺脏都能在市场上寻找并用到。诊疗外的极少子系统是染成有肝素的，也可以可选择磷酰之前枢神经/磷酯酰之前枢神经或血浆。还有，很多为ECMO其设计的凝胶肺脏为病症提供沸腾关键作用。尽管这在高速子系统；也；也是不前提的，但在一些COPD病症，在高鲜血速率时激进于浮现体温下降。对鲜肾脏途径，用到的穿孔是多种不同的。极高速率子系统；也用到双腔穿孔。尽管价格很高，用到这些穿孔的再循环率却很较高，限制了CO2去掉效能。在较高鲜血速率子系统，可以用到引人注意其设计的双腔穿孔，一般而言范围内从14.5至20Fr。只能合理化的是这些小号穿孔的连接器一般而言是1/4 in.（0.6cm），而大号穿孔（>20Fr）一般而言是3/8 in.（1cm），跟较高速率ECMO用到的一样。对于昂贵的引人注意其设计的双腔穿孔的，另一种可选择是用到两种小的单腔穿孔，高效率是较高的内含功用和花费，且近乎是不可再循环，然而最大缺点是只能内含两条途径。最后，小直径接头比相比较的3/8in.接头一般而言极为容易弯曲，在日；也临床实践之前通常亦会造变为了意外弯折。燃气不可或缺技术前面提到过，ECCO2R子系统的鲜血速率在200-400ml/min，由摆动燃气传动装置，引人注意其设计的Hemolung RAS子系统（Alung Technologies,Pittsburgh,PA,USA）一般来说，鲜血速率在500 ml/min以上的子系统一般而言是离心燃气传动装置的，也叫螺旋鲜血燃气。从溶鲜血，凝集，瘙痒催化蛋白的直接依此，摆动燃气和离心燃气二者之间的普遍优先可选择根据各种各样的子系统和各种各样的技术的发展领域是多种不同的。但是，离心燃气在体内肺脏基本功能子系统极为重要很最重要关键作用，主要看做它可以在前提时将鲜血速率提较高至远较高于400ml/min。从生物医学角度，几个关于阳离子燃气在多种不同系统设计条件下的功能的决定官能方面是很最重要的。和工业用的大的增灌入所制造一样，螺旋鲜血燃气是为一个引人注意其设计点来开发设计的。鲜血燃气各自的组变为部分是根据这个其设计重点来请注意规格的，为了取得最佳引每秒，尽确实地无耗损和必需。与工厂的大的增灌入所制造对比，鲜血燃气在一个鲜血速率和舆论灌入力（例如，0.5-10L/min，0-800mmHg）的宽以外重新启动，而不是一个特定的重新启动或其设计点。可翻倍较宽的技术的发展范围内，用最简单的术语却说，就是通过改变其设计点和扩大液灌入燃气机械来提较高燃气每秒。尽管这样的较高燃气每秒降高了每秒之外的受力耗损，但在高燃气每秒是亦会使鲜血细胞损伤提升的。溶鲜血加权（HI），被假设为鲜血浆提升的游离鲜胆红素%总鲜胆红素溶解度的分之一，缺少螺旋鲜血燃气的重新启动点（上图1a）。HI似乎是随着每秒减高红褐色非线官能提升。它可以被阐述为一个关于最重要因素漏出新一段时间t（预估为起燃气容幅度和燃气每秒）和必需应激τ的函数关系：HI(%)=ΔHb/Hb×100＝Cταtβ然而剪切力随着燃气速和燃气每秒提升而提升（上图1b），漏出新一段时间肯定与燃气每秒之外（上图1c），在高燃气每秒时与HI之外。一个较高预充容幅度，就像愿意在一个大重新启动以外技术的发展鲜血燃气所承诺的那样，可影响漏出新一段时间，进而影响HI。为什么HI缺少螺旋鲜血燃气系统设计点的另一个诱因是高每秒时鲜尿液在间隙内的再循环程度较较高（主要燃气每秒%截断每秒的分之一或燃气内返国每秒），这也被看出新为高液灌入效能。Rotaflow 燃气（Getinge AB,Gothenbuig,Sweden）从鲜尿液一致官能论述的角度概述了为什么螺旋鲜血燃气在每一个重新启动点不可除此以外重新启动良好。截断每秒提升较高速率及具体来说的较高灌入，适度高速率，借此，燃气每秒和两个截断每秒二者之间壁上分之一能有趣翻倍1-10（上图2a,b）。这意味着极少鲜尿液在返国燃气之前多次再流经截断处，这明显降高了燃气的液灌入效能至10%（上图2c）。多次的每秒漏出新亦会造变为了鲜尿液溶鲜血提升。总之，作者建议工厂考幅度其设计套子系统高每秒燃气，它的特征是兼具小填充每秒（上图1a），可减小每秒再循环的总和和漏出新一段时间，最终可以减小高速率时的溶鲜血功用。凝胶肺脏不可或缺技术近乎所有的ECCO2R子系统是用到拟订的凝胶肺脏，是专为为多种不同技术的发展而不是ECCO2R其设计的。但是，这确实造变为了凝鲜血提升，就像在一些临床报道之前观察到的一样。所以，为ECCO2R专为其设计的凝胶肺脏确实就相比之下最重要了。从一个生物医学论述的相比较，充足的水蒸气反之亦然和较高鲜尿液一致官能是一个凝胶肺脏其设计过程的最重要前提。根据技术的发展，一个高的舆论灌入力下降和高的预充容幅度也很可靠。水蒸气反之亦然主要远远大于人工肺脏的凝胶肺脏总长度。反之亦然总长度一般而言是根据长处或者明确规定的氢匹配预测来预估，然后再用实验方法确认。但是，一个大的凝胶肺脏颗粒亦会因为它的人造特质而提升鲜败血症形变为的确实。在有约三分之一的患者之前，凝胶肺脏之前癫痫或急官能鲜败血症形变为是急官能或可选择官能子系统反之亦然的诱因。凝胶肺脏鲜败血症形变为确实是与高每秒状态比如却说的。所以，应有侵蚀和均匀的每秒分布是减小鲜败血症形变为和鲜腹水功用的不可或缺。 作为一个初始指标，也就是却说的侵蚀，Now， 远远大于预充容幅度，决定了多种不同凝胶肺脏在本身计划的每秒以外的侵蚀能力也：在这个等式之前，V速率，Vpr 是凝胶肺脏的预充容幅度。也就是却说的侵蚀阐述了在一个给定的速率下的容幅度反之亦然的总和。一个关于从娱乐业上可给与的器材和他们最大每秒反之亦然率和最最重要的之比速率，散见于请注意1。值得注意的是，之比理论侵蚀是2L/min左右。但是，对于那时候的器材，其之前很多是为ECMO技术的发展其设计的，在如此高的每秒下重新启动是与器材内鲜败血症形变为的较较高功用之外的，亦会造成了一系列解决办法：较高的舆论灌入力下降，高水蒸气匹配效能，或者最终机器致使只能放子系统。例如，在0.5L/min每秒下重新启动一个Hilite 7000LT(请注意1)亦会造成了一个<2L/min的理论侵蚀，确实是不足的。凝胶肺脏的配置有两个决定每秒通道的原则（请注意2）。纤维模型式既不是内圆柱状周围的绕线型式物，也极为是堆放及粘合在一个矩形外壳上。绕线型式凝胶肺脏的例子就是Hilite生产线（Xenios AG,Heibronn,Germany）和CAPIOX 氢合器（Terumo,Tokyo,Japan）。其之前占优之一就是气每秒反流的确实官能，可以为水蒸气扩散提供恒定的推动力。另一方面，纤维长度一般而言很长。这种堆放其设计使得在通过纤维束时有着很宽的横断总长度和短每秒途径。较大的横断总长度在相比之下使这种其设计可以通过侵蚀碎片极为加的抗堵塞，它提供了小的舆论灌入力下降。但是，很明显的是不可在入口连接器处分布变为一个相当于纤维束完整横断总长度的管状每秒剖面。因此，转角处鲜血速率度高，一般而言容易凝结。Quadrox 生产线（Getinge AB,Gothenburg,Sweden）和iLA(Xenios AG,Heibronn,Germany)是凝胶肺脏堆放其设计的相比较代请注意。CO2潴留技术的发展，进一步其设计参数只能给与注意。根据菲克弥散定律，水蒸气反之亦然的推动力是鲜尿液和流合上体的局部舆论灌入力差。尽管氢气的舆论灌入力梯度是将近650mmHg，而CO2舆论灌入力梯度一般而言是45-90 mmHg。沿着纤维，CO2容幅度亦会适应鲜血容幅度，弥散动力也亦会下降。为了获得一个最高必需的凝胶请注意面总长度，一个包括短纤维和允许较高扫气比的其设计，使整个光纤的梯度保持在尽确实较高的水平。还有，为了提升凝胶肺脏对CO2的清洗有过各种各样的尝试。Eash等人发现凝胶肺脏水蒸气反之亦然的主要阻力是在凝胶请注意面鲜尿液面的层流分界上，与层流的厚度变为分之一关系。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。必需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的螺旋速率可使 CO2清洗133%。一种被动的方式也给与了审核，它是提较高了凝胶肺脏循环鲜血每秒途径，这些途径能通过次级鲜血流有利于水蒸气反之亦然。总之，作者们建议凝胶肺脏应该是为ECCO2R专为其设计，前提是鲜血速率<500mL/min和500-1500mL/min，最佳鲜血每秒途径是为了极为快的侵蚀和之比确实的凝鲜血率。鲜血速率和外科手术前提考幅度到环路所有确实的变动官能，鲜血速率是最主要决定因素，也是提升CO2清洗率最简单的方式。人和动物实验数据看出新250 mL/min的鲜血速率可清洗40-60ml CO2/min，%病症休息时造成了CO2总和的20-25%，然而提升鲜血速率至1000mL/min可清洗约150ml CO2/min。在大多数病症，鲜血速率是足够清洗大约CO2总和的50-60%的，确实和重大的临床影响之外。此外，CO2清洗能力也是不缺少合上水蒸气每秒的，甚至21%氢气（环境空气）的合上水蒸气相对于100%的氢气（未公开数据）对CO2的清洗容幅度是不可影响的。所以，在限定的情况下，环境空气可用于ECCO2R子系统，相对于技术的发展100%氢气作为合上水蒸气，每分钟氢气反之亦然只是减小10-30ml。多种不同的是，在较高每秒ECMO，CO2清洗容幅度是与合上水蒸气速率红褐色线官能之外的，合上水蒸气速率>5-6L/min只对CO2清洗有很小的影响，这在大凝胶肺脏颗粒的子系统之前极为明显。一般而言，为“应该的”病症可选择“应该的”子系统，必须考幅度的一点就是高速率和大颗粒二者之间的分歧确实造变为了浮现极为多鲜败血症，因为通过凝胶肺脏的一段时间很慢。为了防止鲜败血症的恶官能循环，凝鲜血因子（相比之下纤维蛋白原）的具体来说丢失，以及二次出新鲜血，抗凝的前提APTT一般而言是参考值的1.8-2倍。然而，优化凝胶肺脏颗粒以及致力于引人注意其设计以外极为快的经凝胶肺脏反之亦然一段时间的高速率新科技，看出新是有愿意防止抗凝的潜在抗抑郁药的。多少CO2清洗幅度是有用的？我们普遍认为，不可应该或应该的鲜血速率。CO2清洗幅度缺少于病症的外科手术前提。1000Ml/min的鲜血速率能清洗CO2的一半，可纠正不堪重负的气管官能酸之前毒，然而高鲜血速率却视觉效果不值得注意。因此，高速率对于气管官能酸之前毒极为不堪重负的病症或者为了减轻ARDS所制造合上损伤确实是极为适合的。然而，当前在COPD或ARDS并不可提较高效能数据 作为有迹象的举荐。所以作者建议愿意尽确实地包括所有兼具ECCO2R潜在哮喘的病症进行观察登记或临床审核。假设尽管缺乏严密的数据，肾衰竭体内循环基本功能器材的技术的发展正在全世界变为加权速率提升。ECCO2R是一项很有愿意的不可或缺技术，对于较高碳酸鲜血症官能肾衰竭病症确实可靠，或者能减小所制造合上给ARDS病症导致的关系紧张。那时候市场上能给与的子系统其设计引人注意比如却说，组变为机械极为是为了翻倍高速率而只能其设计及应有利用的。借此明确的ECCO2R器材以外独创的燃气，凝胶肺脏，接头和置管，其发展确实亦会提较高这些器材的功用/盈余状况。急需临床审核来确定ECCO2R在肾衰竭病症的潜在视觉效果。