麻醉学科管理学
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第三节 临床麻醉特殊仪器设备

一、困难气道处理设备

用于困难气道的器具有百余种之多,临床推荐最常用的和被公认最有用的几种。将这些工具分为处理非急症气道和急症气道的工具。处理非急症气道的目标是微创,而处理急症气道的目的是救命。

(一)非急症气道工具

在维持通气的条件下,麻醉医师应当选择相对微创和自己熟悉的方法建立气道。推荐以下七类工具:

1.常规直接喉镜及各种型号和尺寸的镜片

包括弯型镜片(Macintosh)和直型镜片(Miller)等。成人最常用的是弯型镜片,选择合适的尺寸号码最重要;直型喉镜片能在会厌下垂遮挡声门时直接挑起会厌显露声门。

2.可视喉镜

均为间接喉镜,通过显示器或目镜看到声门。这些镜片的可视角度均比常规喉镜大,因此能很好地解决声门显露问题,但插管时一定要借助管芯,以防止显露良好却插管失败。

3.管芯类(Stylets)

包括硬质管芯,可调节弯曲度的管芯以及插管探条。插管探条需在喉镜辅助下使用,当喉镜显露在Ⅱ~Ⅲ级时,可先行插入插管探条,确定探条进入气管内后,沿探条导入气管导管。优点是方法简便,提高插管成功率,减少损伤。

4.光棒(Light Wand)

光棒前端有光源,插管不需喉镜显露声门,事先将气管导管套在光棒外,光棒尖端的光源位于气管导管前端内,诱导后直接将光棒置入喉部,光源到达喉结下正中,光斑集中并最亮时置入气管导管。优点是快速简便,可用于张口度小和头颈不能运动的患者。

5.可视硬质管芯类(Rigid Fiberoptic Stylets)

能通过目镜看到声门,可模仿光棒法结合目镜观察辅助插管,也可模仿纤维气管镜法辅助插管。优点是结合了光棒和纤维气管镜的优势,快捷可视。

6.喉罩(Laryngeal Mask Airway,LMA)

是被广泛接受的最主要的声门上气道工具,常用的有经典喉罩、双管喉罩、一次性喉罩和免充气喉罩等。喉罩操作简便,不需喉镜辅助,对患者刺激小,对患者体位的要求也低,置入成功率高,在困难气道处理中的地位逐步提高。插管型喉罩已经塑成弯型并自带辅助置入的手柄,便于迅速置入到位,优点是只要插管型喉罩置入成功(在气管导管插入前)就已建立了气道,即刻开始通气,并为进一步的气管插管提供了便利,既可解决困难通气,也可解决困难插管。缺点是患者的张口度须大于3cm并且咽喉结构正常,插管成功率受到医生熟练程度的影响。

7.纤维气管镜辅助插管

此方法能适合多种困难气道的情况,尤其是表面麻醉下的清醒插管,并可吸引气道内的分泌物;但一般不适合急症气道,操作需经一定的训练。

(二)急症气道工具

发生急症气道时要求迅速建立气道,即使是临时性气道也是如此,以尽快解决通气问题,保证患者的生命安全,为进一步建立稳定的气道和后续治疗创造条件。推荐以下四种工具:

1.面罩正压通气

置入口咽或鼻咽通气道后面罩加压通气;双人通气,一人扣紧面罩托起下颌,另一人加压通气。

2.喉罩

既可以用于非急症气道,也可以用于急症气道。训练有素的医师可以在几秒内置入喉罩建立气道。紧急情况下,应选择操作者熟悉并容易置入的喉罩。

3.食管与气管联合导管

是一种双管道(食管前端封闭和气管前端开放)和双套囊(近端较大的口咽套囊和远端低压的食管套囊)的导管,两个套囊之间有8个通气孔,可通过食管或气管的任何一个管腔进行通气。特点是不需要辅助工具,可迅速将联合导管送入咽喉下方,无论进入食管或气管,经简单测试后都可进行通气。缺点是尺码不全,易导致损伤。现在,喉管(Laryngeal Tube)也是很好的急症气道工具,可以取代联合导管。

4.环甲膜穿刺置管和通气装置

环甲膜穿刺是经声门下开放气道的一种方法,用于声门上途径无法建立气道的紧急情况。时间是最重要的因素,另外穿刺针的口径以及与通气设备的连接也很关键,要事先准备妥当。如果穿刺口径过小,只能用于供氧或接高频通气机,而且必须经口腔排气,需要口咽通气道和托下颌,这种情况维持短暂,需要后续方法。如果穿刺口径较大(≥4mm)并可连接通气设备,即可进行通气,但易致气道损伤。

每个麻醉科都应该准备一个困难气道设备车或箱,内容包括上述急症和非急症气道工具,可以结合本科室的具体条件有所调整,但应当至少有一种急症气道工具。设备车内还应备好各种型号的气管导管、面罩、通气道以及简易呼吸器;另外还有牙垫、注射器、胶带等辅助物品。设备车应由专人负责,定期检查并补充和更换设备,使各种器具处于备用状态并定位摆放。

二、纤维支气管镜

纤维支气管镜除常规适用于做肺叶、段及亚段支气管病变的观察、活检采样、细菌学、细胞学检查外,目前在麻醉科常用于辅助困难气道的气管插管、经鼻气管插管、双腔支气管插管的定位(主要解剖标志包括气管隆嵴的位置、右上肺叶开口等来确定左、右支气管的正确位置)以及对支气管哮喘的哮喘持续状态的给药治疗。配合电视TV监测系统可进行摄影、示教和动态记录,便于实习医生、进修医生、规培医生和医学研究生的教学和科研。

纤维支气管镜引导下气管插管可以在全麻快诱导或在咽喉腔充分表面麻醉及环甲膜穿刺表麻后行健忘镇痛慢诱导下进行。操作者应熟悉纤支镜的使用流程,经口或经鼻于咽部寻找会厌这一解剖标志,进行气管插管。操作应轻柔、耐心,避免粗糙操作损坏纤支镜内的导光纤维。

三、微创循环功能监测设备
(一)连续温度稀释心输出量测定仪(continuous cardiac output,CCO)

采用与Swan-Ganz相似的导管(CCO-PACs)置于肺动脉内,在心房及心室这一段(约10cm)有一加温系统,使导管周围血液温度升高,然后由热敏电阻测定血液温度变化,加热是间断进行的,每30秒一次,获得温度-时间曲线来测定CO。开机后3~5分钟即可报出心排出量,以后每30秒报出以前所采集的3~6分钟的平均数据,成为连续监测。

1.原理方法及性能要求

CCO测定CO是将传统的肺动脉导管进行改进,在相当于右心室部位装入一热释放器,热释放器在安全范围内(不超过40℃)连续地、按非随机顺序将热能释放入血,经右心室血稀释后,随右心室收缩,血液流到导管顶端,由于该处被稀释后血温下降而使传感器产生一系列电位变化,形成与冷盐水相似的温度稀释曲线,从而计算出肺动脉血流速度和CO。装入肺动脉导管的温度释放器有开和关两种状态,在关的状态没有热能释放入血,而在开的状态,温度释放器以7.5W的能量释放热量。开和关状态轮流交换,仪器内有自动监控释放温度装置并自动进行调节,因此监测CO不需人工校正。

2.临床意义

由于CO的变化往往发生在MAP等变化之前,故对危重患者来说,连续动态观察CO能及早发现病情变化,采取措施,阻止其进一步发展。CCO监测适用范围包括心脏压塞、冠心病合并心肌梗死、心力衰竭和低心排出量综合征、危重患者行大手术、肺栓塞、ARDS、严重创伤和脓毒性休克、心脏手术及指导心血管用药、选择药物和调节计量等。

CCO不仅可动态显示CO,还可自行计算MAP、CVP、肺动脉楔压(PCWP)等,获得全套血流动力学指标。由于CCO还可连续显示混合静脉血氧饱和度(SvO2),因此可判断呼吸功能和微循环状态。同时,输入PaO2,可计算氧输送(DO2)、氧消耗(VO2)、氧摄取率(OER)等氧供需平衡指标。

CCO测定心排出量准确可靠。减少了仪器定标和注射盐水带来的许多影响,同时由于它应用随机或扩展光谱信号技术,有效地减轻噪声、温度基线漂移和呼吸、心动周期不规则对测定CO的影响,在临床上有较大的实用价值,被认为是血流动力学监测的里程碑。但由于CCO系统操作比较复杂,仪器和导管价格昂贵,在一定程度上限制其在临床上的广泛使用。

(二)温度稀释结合动脉搏动曲线分析的心排出量监测系统(PiCCO)

是一种较新的微创心排出量监测方法(PiCCO),通过持续的测量脉搏曲线来测定心排出量,并能对心脏前负荷以及肺水进行监测,是经肺温度稀释技术和动脉搏动曲线分析技术相结合的监测方法。

1.性能要求

通过计算脉搏曲线下面积的积分值而获得心排出量,这个面积与左心排出量在比例上相近似,心排出量就是由心每搏量乘以心率而得。计算的过程需要一个标准值(calibration factor),再通过以下公式:CO=A·HR·cal。(A:脉搏曲线下面积;HR:心率;cal:标准值)。要获得最初的标准值,PiCCO使用动脉热稀释法以方便此测量,不需置入肺动脉导管,只要由一条中央静脉导管快速注入一定量的冰生理盐水或葡萄糖水(水温5~10℃约10ml),再由另一条动脉热稀释导管(置于股动脉)得到热稀释的波形,此步骤重复三次,PiCCO仪器将自行记录这几次的结果并算出一个标准值,PiCCO以此标准值,再根据患者的脉搏、心率通过上述公式而持续算出心每搏量。

2.操作方法

①中心静脉置管;②放置PULSIONCATH动脉导管;③将PULSIONCATH动脉导管与PiCCO心排量模块相连;④作三次经肺温度稀释法测量对脉搏曲线心排出量测量进行校正,然后根据脉搏曲线变化可以持续监测。

3.临床意义

由PiCCO能直接提供前负荷数据(确切的ml数)及肺水情况,是创伤相对小、并发症少又经济的监测技术。但由于受到血管充盈程度、心肌收缩性、血管顺应性和胸膜腔内压的影响,用CVP和PAOP监测心脏前负荷有较大局限性。另外如果校零不准确、患者体位、呼吸方式或导管放置位置等都会影响测量结果。

(三)心排出量监测系统

该系统又称为动脉波形分析心排出量(arterial pressure-based cardiac output,APCO),是通过分析外周动脉压力波形信息连续计算CO、心排指数(CI)、每搏输出量(SV)、每搏输出量变异度(SVV)等血流动力学指标,操作简便,创伤性小,并发症少,使用安全并且不需要通过其他方法来校准。心排出量监测系统是基于动脉压力波形监测CO的微创技术,由主机、光学模块和FloTrac传感器等组成。通过连接患者桡动脉或股动脉产生的压力信号,再输入患者的身高、体质量、年龄、性别等一般资料,即可连续计算出CO、SVV等以上指标。SVV是监测循环相关指标中的一项重要指标,SVV在反映患者前负荷状态的同时,还可通过及时、准确地反映液体治疗反应,预测输液反应成为功能性血流动力学监测的重要指标之一。SVV反映患者前负荷状态必须满足以下三个条件:①机械通气;②潮气量大于8ml/kg;③无严重心律失常。

四、经食管超声心脏监测仪

TEE是监测心室活动和容量的优良的监测仪。TEE的逐渐成熟不仅引起了心内科专家的注意,几乎同时也吸引了麻醉科医师的极大兴趣。由于TEE检查有一定的侵袭性,在有些医院,术中TEE发展较心内科更加迅速和成熟。有趣的是TEE的早期临床应用侧重点在欧洲与美国略有不同。欧洲主要是侧重于各种心脏病的诊断,而在美国,TEE开始时主要侧重于术中心功能的监测。目前术中TEE的大部分工作是由麻醉科医师完成的。心血管麻醉医师已成为术中TEE监测的主要使用者,麻醉科医师有必要掌握这一新技术以适应术中监测的发展。

(一)术中TEE的性能要求

一台完整的配备了TEE的超声仪包括TEE探头(换能器)、主机和与之配备的图像记录系统。换能器是超声检查的关键部件,它通过特定的压电晶片将电信号换成超声信号发射至人体心脏,然后将经过心脏反射回来的超声信号转换成电信号。主机主要是控制发射超声频率和接收反射回来的超声信号,以灰阶图像或多普勒频谱等显示出来。主机配备有强大计算机功能的图像处理系统。

TEE探头是TEE的必要设备。最初使用的是机械式扫描二维探头,后来采用相控阵式等各种类型的二维TEE探头,扫描形式也从单平面、双平面发展到多平面等类型。目前的TEE探头,种类很多,根据用途分为成年用、儿童和婴儿用等类型,主要差别在于换能器大小和管体长短、粗细等。

目前使用的探头均具有二维、M型、彩色、脉冲和连续多普勒检查的功能。TEE探头基本结构由发射和接收超声的换能器、管体和操纵连接装置三部分组成。

1.换能器(探头)

是TEE探头的核心部件,均位于管体顶端,其扫描功能、体积大小、扫描平面和内部结构等已经历了多个发展阶段,同时,也是今后继续改进的主要目标,包括缩小体积、改善图像质量、增加检查功能、增加操作的灵活性和简便性等。目前换能器所采用的超声发射频率为3.75~7.0MHz。

目前TEE探头主要有下列四种:

(1)单平面TEE探头:

早期的成人TEE探头是单平面,频率多为5MHz或7.5MHz,安装在直径约10mm的胃镜的前端。只能作水平扫描,不利于显示心脏解剖结构。该探头有两个操作控制钮来控制换能器的前后倾斜和左右位移。

(2)双平面TEE探头:

该探头由水平扫描和纵向扫描两组换能器上下排列组成,其中心点相距约1cm,由计算机控制两组晶体片交替互相垂直方向发射扫描,能方便显示主动脉弓横断面、心脏长轴切面。

(3)多平面TEE探头:

采用了相控阵晶片旋转装置,可使发生声束从0°~360°范围连续扫查心脏和大血管结构,最大限度地提高了TEE显示心脏解剖结构、尤其是相互关系的能力,使操作者从切面解剖信息构思其立体三维结构变得相对容易。同时,多平面TEE也促进了动态三维超声心动图的迅速发展。目前,对体重大于20kg的患者多平面TEE探头几乎完全取代了单平面和双平面探头。

(4)3D-TEE探头:

采用面阵探头,直接采集三维体数据,目前由于受到探头技术的限制,成像角度较窄,且探头体积较大,今后若能真正突破三维多普勒的数据采集和显示的难题,实现三维血流多普勒成像和三维组织多普勒成像,将极大地拓展术中超声心动图的应用空间。

2.管体

管体为类似于胃镜的管体,直径5~10mm,长度70~110cm。管体一般由制作消化道内镜的类似特殊材料制成,表面光滑、柔韧,带有深度标尺,顶端安装换能器,靠近顶端处管体较柔软,可通过操纵连接装置做一定范围的左右、前后摆动。

3.操纵连接装置

管体后端连接操纵器,有控制钮操纵管体尖端在一定范围内前后左右活动,其中大轮为控制尖端前后移动,小轮控制左右移动。多平面探头的发声束调控按钮也位于此处。

(二)临床意义及发展趋势

由于心室前负荷对血压的稳定特别重要,因此需要对重症手术患者的血容量和液体负荷进行测量。TEE比PA导管植入更能准确地评估心室前负荷。TEE在创伤患者其他的临床应用包括评估心室功能,室壁运动异常,瓣膜疾病,心包积液,心脏压塞,主动脉损伤,房内分流和肺栓塞。但因为存在加重食管破裂的可能性,对已明确或者怀疑食管损伤的患者不能放置TEE。通过应用高分辨率的食管探头,可以使TEE更广泛、迅速地用于临床。

目前已经有商品化的经食管三维超声(3D-TEE),具有如下优点:①成像形象直观,容易被手术医生所理解;②可以提供常规二维切面所没有的视觉角度,如从心房面观察房室瓣膜启闭的动态立体结构;③对获得的三维图像进行任意角度的解剖二维切面,更有助于观察心脏、大血管情况;④可用于心室容量和射血分数的三维测量;⑤全麻下图像不受吞咽的影响,人工控制呼吸频率,可显著缩短3D-TEE的图像采集时间,提高图像质量。目前许多国内、外重要的心血管病中心纷纷开展3D-TEE的术中应用研究。

五、超声定位仪器

目前麻醉科使用超声来进行神经和血管定位已越来越普遍,其避免了原有凭解剖结构寻找神经穿刺异感的盲目性,也降低了神经损伤的发生率。超声多普勒技术可以清楚地观察到血管、神经,提高了对于局部解剖的可观察性。且现在的新工艺和技术可以制造出高性能有完整检查功能的小型化超声诊断设备。这些仪器的设计、重量、电池寿命、探头的选择、性能和模式的变化多种多样。更有一种系统,将超声处理系统整合在一个探头之中,仅联接到个人计算机或笔记本电脑即可。尽管研究认为便携式设备的显示性能略逊于大型超声设备,但是其应用于麻醉医生进行血管超声定位、超声引导神经穿刺的市场潜力是巨大的。

(一)超声定位仪器的基本原理和性能要求

超声成像是由特别设计的发射电路给探头施以高频交变电场,由探头的压电晶体产生超声波。经技术处理的单向声束传入人体各种组织,遇有组织密度和含水量不同所产生的大小各种界面而引起反射回波,反射回波作用于压电晶体使其产生电位变化。对回波电信号进行时相性、空间性、幅值性及频率变化等多种形式的显示即形成各种类型的超声影像。

1.M型超声心动图(M-mode echocardiography)

当把辉度信号加在示波器的垂直方向输入,而给其水平方向输入施加25mm/s或50mm/s等速度时基信号时,示波器上出现的是某一声束所经组织界面回声辉度与距离信号随时间变化的线条样运动图像,即M型回声显像。

2.二维超声心动图(two-dimensional echocardiography)

当探头发射多条声束时,将有一定角度的组织界面的超声信号反射至探头,仪器将不同角度的声束与单一声束的辉度信号分别施加给显像管的水平与垂直输入极板,就构成了组织的回波信号的二维声像图。当这种二维图像的更替频率达到一般电影或电视的速度时,就能够看到连续活动的心脏影像。

3.脉冲波多普勒(pulsed wave Doppler,PW)

其探头超声波的发射与接收由同一晶体片完成,并且依次交替进行。对回声信号出现的早晚与组织器官距探头的距离有关,所以应用脉冲式多普勒技术的真正目的是测距式定位能力的应用。只要对回声脉冲超声进行时间上的选择性截获并计算频移加以频谱显示,即可对声速通道上的血流进行定位取样分析。

4.连续多普勒(continuous wave Doppler,CW)

探头发射与接收超声波的晶体片是分开的,发射晶体片连续不断地发射超声波,而接收晶体片则连续不断地接收超声波,仪器快速计算出多普勒频移并给予一维频谱显示。其特点为所接收的是整个声束通道上所有血流信息的总和,但因接收晶体片接收到的回波脉冲频率实际上与超声发射频率相同,一般在2MHz以上,故以频谱方式显示的频移信息量极大,也即能较真实地测出高速血流。

5.彩色多普勒(color Doppler)

彩色多普勒血流显像是在脉冲波多普勒技术的基础上发展起来的。彩色多普勒血流显像是多条声束上进行多点取样,并且将不同的多普勒频移信号(转换成速度信息)按照国际照明委员会的规定,显示为红、绿、蓝三种基本颜色及其混合色,这些彩色信息点即构成血流状态的二维影像。一般以红色规定为正向多普勒频移(朝向探头的血流),而将蓝色规定为负向多普勒频移(背离探头的血流)。当血流仍朝向探头但为湍流时显示为黄色(红与绿的混合色),而反向湍流编码为深蓝色(蓝与绿的混合色)。彩色的亮度显示血流速度,颜色越明亮,血流速度越高。

(二)临床意义

使用超声成像方法引导中心静脉、动脉穿刺和神经丛穿刺麻醉。超声引导的优势包括确定目标血管和神经、确定尺寸位置、明确异常解剖结构、节约成本、减少穿刺失败率和相关并发症、减少患者的痛苦和焦虑等。

六、血气分析仪

血气分析仪是指利用电极在较短时间内对动脉中的酸碱度(pH)、二氧化碳分压(PCO2)和氧分压(PO2)、血电解质(Na+、K+、Ca2+)、血细胞比容(Hct)等相关指标进行测定的仪器。具有自动定标、自动进样、自动检测及故障自诊断等功能,具备简便、分析速度快、准确度高等特点。

(一)工作原理和性能要求

在管路系统的负压抽吸作用下,样品血液被吸入毛细管中,与毛细管壁上的pH参比电极、pH、PO2、PCO2四支电极接触,电极将测量所得的各项参数转换为各自的电信号,这些电信号经放大、模数转换后送达仪器的微机,经运算处理后显示并打印出测量结果,从而完成整个检测过程。

仪器结构:主要由电极系统、管路系统和电路系统三大部分组成。

1.电极系统 电极测量系统包括pH测量电极、PCO2测量电极、PO2测量电极。①pH测量电极是一种玻璃电极,由Ag-AgCl电极和适量缓冲溶液组成,主要利用膜电位测定溶液中H+浓度,参比电极为甘汞电极,其作用是为pH电极提供参照电势。②PCO2测量电极主要结构是气敏电极,关键在于电极顶端的CO2分子单透性渗透膜,通过测定pH的变化值,再通过对数变换得到PCO2数值。(3)PO2测量电极是基于电解氧的原理,由Pt-Ag电极构成,在气体渗透膜选择作用下,外施加一定电压,血液内O2在Pt阴极处被还原,同时形成一稳定的电解电流,通过测定该电流变化从而测定血样中的PO2

2.管路系统 是为完成自动定标、自动测量、自动冲洗等功能而设置的关键部分。

3.电路系统主要是针对仪器测量信号的放大和模数转换,显示和打印结果。近年来血气分析仪的发展多体现在电路系统的升级,在电脑程序的执行下完成自动化分析过程。

(二)血气分析仪的临床应用意义
1.麻醉患者

麻醉期间患者由于疾病、麻醉、手术以及术中出血和输血、输液的影响,很容易出现血气变化和酸碱失衡,而发生在麻醉中和麻醉恢复期间的心搏骤停约有60%与低氧血症和高碳酸血症有关,这一期间血气分析仪的应用能全面了解患者的呼吸功能,及时发现和准确诊断低氧血症与高碳酸血症,为正确处理麻醉患者所出现的血气变化和酸碱失衡提供依据。从而可以避免由此造成的麻醉意外的发生,保证患者在麻醉和手术中的安全,降低手术风险,减少术中和术后的并发症的出现。

2.PACU

麻醉后监测治疗室作为患者严密观察和监测,直至患者生命体征恢复稳定的重要单元,血气分析对患者的恢复状况评估具有重要的意义,有利于麻醉医生及时判断患者的内环境状况。

3.重症监护室(ICU)

ICU中的危重患者因机体内环境紊乱,常伴有多脏器功能损害,特别是肺和肾功能障碍,极易并发动脉血气异常和酸碱平衡紊乱,严重的酸碱平衡紊乱又可影响重要脏器的功能,有时往往成为患者致死的直接原因,因此及时正确地识别和处理常是挽救危重患者的关键因素之一。抢救危重患者时不但应争分夺秒,而且在救治过程中动态检测动脉血气变化对危重患者的治疗更具有指导作用。

七、血栓弹力图仪

血栓弹力图仪(Thrombelastography,TEG)是一种从整个动态过程来监测凝血过程的分析仪。血栓弹力图仪于20世纪80年代开始广泛用于临床指导术中输血,并取得了良好效果,现已成为当今围手术期监测凝血功能的最重要指标。同时也是世界上先进国家进行血制品管理的重要工具,它在临床的广泛使用可以节约20%~50%的血制品,这已被国内、外临床文献大量证明。该设备在1995年开始在心脏外科使用。目前以TEG为主要监测手段的体外循环术中凝血监测方案已经在世界上40多个国家使用。2004年,该设备上市了抗血小板药物疗效监测的方法——即血小板图试验,从而为临床带来了快速、准确的监测血小板聚集功能的技术。

近年来,它在肝移植及心肺转流术中对凝血功能监测得到广泛应用与肯定,展示出明显的优越性,不仅可提供而且能全面地分析凝血形成反应时间及快速的ACT测定时间、血块溶解的全过程以图形表示、数字量化指标,而且可分析凝血异常的原因、能动态地评估血小板与血浆凝血因子的相互作用以及其他细胞成分(WBC、RBC等)对血浆因子活动的影响,具有动态性、及时性、准确诊断的特点,这是传统的实验室检查所不及的。通过TEG分析仪的电脑数字化处理系统自动显示出TEG图形,血细胞凝集块形成及溶解等五个主要参数判断凝血异常原因,作为临床判断,拟定诊治指导性计划,具有很强的实用价值。

(一)凝血弹性图仪的工作原理及性能要求

TEG监测凝血的物理特性基于以下原理:一只特制的盛有血液(0.36ml)的圆柱形杯,以4°45′的角度旋转,每一次转动周期持续10秒。通过一根浸泡于杯内的血液中由螺旋丝悬挂的针来检测血液的凝固状态。杯旋转时,如杯内血液未凝固,血液呈液态,针与血浆无任何旋转切应力产生,一旦纤维蛋白与血小板复合物产生并与针黏合在一起,旋转切应力产生并不断增加,纤维蛋白-血小板复合物的强度能影响针运动的幅度,针与血液之间形成的切应力随着血细胞凝集块的强度而变化,这种针与杯旋转产生力的变化通过传感器放大描出TEG图形。当红细胞凝集块回缩或溶解时,针与血细胞凝集块的切应力又减少,图形也出现相应改变。

(二)TEG图形及其相应参数
1.R(R-time)

凝血反应时间,即从加血样至开始记录到第一次切应力的时间,正常为6~8分钟(普通杯),即开始形成凝血所需的时间;R-time能因抗凝剂及凝血因子缺乏而延长,因血液呈高凝状态而缩短。

图12-3 血栓弹力图波形及意义
2.K(K-time)

凝血形成时间,即形成血细胞凝集块所需的时间,即从测量凝血开始记TEG扫描图振幅为20mm的时间。因此,K-time可用来评估血细胞凝集块强度达到某一水平的速度(凝血速度)或动力学特性。增加凝血因子I和血小板功能可缩短K时间值,而影响血小板功能及凝血因子I水平的抗凝剂能延长K时间值。

3.R+K值为凝血时间

正常为10~12分钟。

4.Alpha角度(α°)

血细胞凝集块形成速率,正常值为50°~60°,代表血细胞凝集块形成的动力学特性。又与K-time密切相关,因为两者都是血细胞凝集块聚合速率的函数。在血液处于低凝状态时尤其是纤维蛋白缺乏时,血细胞凝集块的牢固程度小,最终振幅达不到20°。

5、MA

TEG最大振幅,正常值为50~60mm,为TEG扫描图上最大宽波幅度。用来评估正在形成的凝块的最大强度或幅度(最大切应力系数)。影响血细胞凝集块强度的因素有两个,即纤维蛋白及血小板,其中血小板的影响要比纤维蛋白大。

6.A60

从TEG最大振幅MA后至60分钟,正常值=MA-5mm。测量凝血块的溶解或退缩,A60下降预示着存在纤溶亢进。

7.LY30

指MA达到后30分钟的TEG振幅减小百分数,用来评估血细胞凝集块的溶解程度。用A60除以100之余,即为血栓溶解指数。正常血栓溶解指数为大于85%,纤溶亢进时血栓溶解指数减小,若患者应用凝血药或抗凝药上述各参数均可改变。

TEG能从一份血样完整地监测从凝血开始,至凝血块形成及纤维蛋白溶解的全过程。对凝血因子、纤维蛋白原、血小板聚集功能以及纤维蛋白溶解等方面进行凝血全貌的检测和评估,结果不受肝素类物质的影响。15~20分钟即可出结果,且带有自动诊断功能。而常规实验室检查凝血酶原时间(PT),部分凝血酶原时间(PTT)或D-Dimer等只是检查离体血浆和凝血级联反应中一个部分。即内或外源性凝血旁路这部分或纤维蛋白溶解部分的情况,是凝血全过程片段的、部分的描记,且结果常常受肝素类物质的影响。

(三)临床意义

麻醉科中的凝血监护已经越来越受到广大麻醉科医生的重视,在目前实施的很多麻醉手术中,患者的凝血都会发生不同程度的变化,无论是术中出血、药物及血制品的使用、术中纤溶亢进的出现以及预防术中血栓发生等方面,都给我们的麻醉科医生提出了很多值得探讨的课题。

TEG在围手术期的主要临床用途:

1.判断患者出血原因,鉴别是由于凝血系统异常引起,还是外科原因引起;

2.准确诊断患者的凝血异常的类型,鉴别凝血因子缺乏、血小板功能不良、纤溶亢进等;

3.指导成分血使用,明确成分血给予的时间、种类、剂量;

4.判断患者高凝状态,指导抗凝治疗,预防术中血栓;

5.鉴别原发纤溶亢进和继发纤溶亢进;

6.检测和评估成分血和(或)与凝血相关药物的治疗效果;

7.监测手术中其他治疗对凝血系统的影响,如输液、药物使用等;

8.判断肝素的效果和鱼精蛋白中和肝素的效果。

八、血生化分析仪

自动生化分析仪采用程序控制的自动分析。分析程序一经确定,工作时只要简单地输入测定项目或编码,仪器即可按编制程序自动完成测定、计算和报告。具体的控制程序因仪器而异,一般分为固定程序和自编程序两种。固定程序为仪器厂家预先设定,常与指定试剂配套;有的不能更改,有的也可由用户修改。它与配套试剂一同使用时,既方便工作,质量也比较可靠,但成本较高。自编程序灵活实用,便于开发新项目,强调程序的灵活性。比如,成批测定过程中应可随时插入急诊标本测定而不打乱原有程序;单个急诊标本测定操作简捷、消耗少,可灵活预稀释或重复测定。

(一)性能分类

按照反应装置的结构,自动生化分析仪主要分为流动式(Flow system)、分立式(Discrete system)两大类。

1.流动式

指测定项目相同的各待测样品与试剂混合后的化学反应在同一管道流动的过程中完成。这是第一代自动生化分析仪。

2.分立式

指各待测样品与试剂混合后的化学反应都是在各自的反应杯中完成。其中有几类分支:①典型分立式自动生化分析仪。此型仪器应用最广;②离心式自动生化分析仪,每个待测样品都是在离心力的作用下,在各自的反应槽内与试剂混合,完成化学反应并测定。由于混合,反应和检测几乎同时完成,它的分析效率较高;③袋式自动生化分析仪是以试剂袋来代替反应杯和比色杯,每个待测样品在各自的试剂袋内反应并测定;④固相试剂自定生化分析仪(亦称干化学式自动分析仪)是将试剂固相于胶片或滤纸片等载体上,每个待测样品滴加在相应试纸条上进行反应及测定。具有操作快捷、便于携带的优点。典型分立式自动生化分析仪基本结构,包括样品(Sample)系统、试剂(Reagent)系统、条形码(Barcode)识读系统、反应系统、清洗(Wash)系统、比色系统和程序控制系统。

(二)血生化分析仪的临床意义

围手术期血液生化检查意义包括:①血红蛋白和血细胞比容的变化可以判断有无血液浓缩或消化道出血的发生;②电解质的检查对于围手术期综合治疗有很大的指导意义;③肌酐、尿素氮对判断肾功能及血容量有价值;④长期用呼吸机者应查肝功能。

九、血液回收机

自体血液回收机(简称血液回收机),是利用现代化医学成果和高科技手段,从患者术中收集起来的血液,进行过滤、分离、清洗、净化后再回输给患者,可创造良好的社会效益和经济效益。

血液回收机通过负压吸收装置,将创伤出血或术中出血收集到储血器,在吸引过程中与适量抗凝剂混合,经多层过滤后再利用高速离心的血液回收罐把细胞分离出来,把废液、破碎细胞及有害成分分流到废液袋中,用生理盐水对血细胞进行清洗、净化和浓缩,最后再把纯净、浓缩的血细胞保存在血液袋中,回输给患者。

物品准备包括血液回收机1架及其一次性使用的配套物品1套,包括吸引管、抗凝药袋、储血器、血液回收罐、清洗液袋、浓缩血袋、废液袋;肝素2支,生理盐水数瓶,负压吸引装置1套。血液回收机的人工操作流程包括物品准备、失血的收集与抗凝、进血、清洗、排空、浓缩和回血步骤。

血液回收机的配备原则是在出血量较大的心血管、神经外科、肿瘤外科、肝胆外科手术间等每间配备一台,在科室设备库内备用2~3台。

十、心脏除颤仪

心脏除颤器又称电复律机,主要由除颤充/放电电路、心电信号放大/显示电路、控制电路、心电图记录器、电源以及除颤电极板等组成,是目前临床上广泛使用的抢救设备之一。它用脉冲电流作用于心脏,实施电击治疗,消除心律失常,使心脏恢复窦性心律,它具有疗效高、作用快、操作简便以及与药物相比较为安全等优点。

(一)主要功能

1.除颤功能 仪器上有能量选择开关,医生根据患者的体重选择适当的放电能量。一般体内除颤所用能量不能大于50J,体外除颤在200~300J之间。

2.心电监护 显示患者心率、心电波形。带有诊断功能的除颤器,对心动过速、心动过缓、心脏停搏等心律异常能自动报警,并自动记录数秒的异常心电波形。

3.充电电路 选好能量档位后,按下充电按钮,即对除颤器高压电容充电,达到预定值后,有声光指示。

4.放电电路 除颤电极左右手柄上各有一个放电按钮,除颤电极安放好后,压下放电按钮,储存在高压电容器上的能量通过高压继电器和电阻抗向患者释放高压电脉冲,终止纤颤。

5.同步除颤、使除颤脉冲与心电波形中的QRS波群同步,当R波出现时才能有放电脉冲出现。一般适用于室性或室上性心动过速、房扑、房颤等的治疗。

(二)除颤器的分类
1.按是否与R波同步来分

可分为非同步型和同步型除颤器两种。非同步型除颤器在除颤时与患者自身的R波不同步,可用于心室颤动或扑动。而同步型除颤器在除颤时与患者自身的R波同步,它利用人体心电信号R波控制电流脉冲的发放,使电击脉冲刚好落在R波下降支,而不是易激期,从而避免心室纤颤的发生,主要用于除心室颤动和扑动以外的所有快速性心律失常,如室上性及室性心动过速等。

2.按电极板放置的位置来分

包括体内除颤器和体外除颤器。体内除颤器是将电极放置在胸内直接接触心肌进行除颤,早期体内除颤器结构简单,主要用于开胸心脏手术时直接对心肌电击,现代的体内除颤器是埋藏式的,其结构和功能与早期除颤器大不相同,它除了能够自动除颤外,还能自动进行监护、判断心律失常、选择疗法进行治疗。体外除颤器是将电极放在胸壁处间接进行除颤,目前临床使用的除颤器大都属于这一类型。

(三)适应证

1.心室颤动是电复律的绝对指征。

2.慢性心房颤动(房颤史在1~2年以内),持续心房扑动。

3.阵发性室上性心动过速,常规治疗无效而伴有明显血流动力学障碍者或预激综合征并发室上性心动过速而用药困难者。

4.呈1∶1传导的心房扑动。

(四)禁忌证

1.缓慢心律失常,包括病态窦房结综合征。

2.洋地黄过量引起的心律失常(除室颤外)。

3.伴有高度或完全性传导阻滞的房颤、房扑、房速。

4.严重的低钾血症暂不宜作电复律。

5.左房巨大,心房颤动持续一年以上,长期心室率不快者。

(五)性能要求

新一代心电除颤器具有体积小、功能多的特点,在进行心电数据处理时,它可以捕捉长达8小时的持续心电波形和事件(包括药物和治疗标记)并在其内存中或是一张选配的可拆卸的数据卡上存储50幅12-导联心电图报告。并可以将“事件”总结报告打印出来,同时可传输到一个计算机上运行的数据管理软件中对数据进行汇编、编辑等工作,并可以共享和归档。新的除颤器可以在多种环境下使用,患者电缆线与除颤器相连就会自动开始进行心电监护,数字的测量结果,波形和报警指示可以快速找到医生所需的信息,测量结果和波形可以由医师自由定制。同时新的心电除颤器具有双相波形这种新技术,新一代的电除颤器是用双相波来显示心电波形信号的,无论是在除颤效果还是在减少除颤后心功能不全方面,都具有非常重要的作用。并且新的心电除颤器还具有阻抗补偿的功能。测量胸壁阻抗时能根据患者个体化的物理条件发出低能量的电击。并且可以进行快速充电,在3秒之内完成快速充电至最高能量200J来对危重的心脏患者进行心电除颤。另外新的心电除颤器还具有无创起搏的功能,采用的是单相截顶指数波起搏。起搏器40ms脉冲宽度是恒定的,但频率和输出电量是可调的。

随着医疗设备高新技术的不断进步,心电急救设备得到了很大的发展;心电除颤器现在采用的技术日趋先进,目前的心电除颤器功能较多,归纳起来有以下一些特点:①配件众多,但重量还是很轻,便于携带。② 除颤器提供了自我掌握节奏的培训项目,可以运行实际操作的模拟程序,并测试自己理解掌握的程度。③提供了快速参考卡片,使设备的关键功能和操作一目了然,便于医师快速掌握操作事项,使心电除颤器向智能化、多功能化方向得到了进一步的发展。

十一、脑氧饱和度监护仪

以近红外光谱仪(near infrared spectroscopy,NIRS)监测局部脑氧饱和度,能够及早发现脑区的氧供需平衡状况和脑血流变化情况,对脑组织缺血缺氧的程度、脑功能变化等做出判断,及时对麻醉计划做出调整,有助于麻醉管理,从而降低术后认知功能障碍的发生,缩短住院周期,提高患者术后的生活质量。

(一)基本原理和性能要求

近红外光(650~1100nm)对人体组织有良好的穿透性,可穿透头皮组织和颅骨进入脑组织几厘米深处。组织中的一些特殊物质如血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素等有依赖于波长的吸收特性,其中血红蛋白是近红外光在颅内衰减的主要色基,当体内氧化状态变化时它的吸收光谱会改变,从而导致穿透生物体的光强度发生变化。近红外光频谱仪采用的是双探测器本体感受器的工作原理,包括一个近红外线的发射器和两个反馈信号探测器,利用监测头颅闭合状态下的氧合血红蛋白(HbO2)与还原血红蛋白(Hb)的混合透射强度,通过Beer-Lamber定律:OD=InI/I0=aCLB+G(OD:光密度;I0:入射光强度;I:反射光强度;a:色基吸收系数;C:色基浓度;L:光线射入和射出组织两点间的实际距离;B:光路径常数,表示光在组织中的散射作用;G:与光通过组织路径几何形状有关的常数),从而得出局部血红蛋白的氧饱和度(rScO2)的。rScO2的实质是局部脑组织混合氧饱和度,由于脑血容量中动静脉血流比为15∶85,所以主要代表了脑部静脉氧饱和度,完全不受低氧血症、低碳酸血症的影响,较好反映了脑部氧供和氧耗的平衡变化。

(二)临床意义

NIRS对于脑缺氧非常敏感,且不受动脉搏动的影响,即使在体外循环下也能对rSO2进行无创、持续性地监测。有报道称rSO2低于50%或者较基础值下降20%以上者预示存在脑缺血的可能,而该结论已通过听觉诱发电位测试得到证实。此外,有研究显示rSO2与有创监测颈静脉窦血氧饱和度(SjvO2)间存在较好的相关性,而通过测定SjvO2监测大脑氧饱和度是已被美国食品与药品管理局(FDA)所认可的临床监测方法,可见以rSO2值来反映和评估脑氧供需平衡是具有可行性的。NIRS作为一种持续、无创、简便、灵敏度和特异度高的脑氧监测手段,能实时反映脑氧供氧需变化,对术中麻醉管理具有指导作用。然而,由于个体间rSO2基础值的差异较大,目前还尚未明确评估神经系统功能损害的rSO2临界值。