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这篇综述聚焦微型体外循环回路（MECC），探讨其对不同器官系统的影响及优势，分析临床证据、现有模型、存在问题等。MECC 在多方面优于传统旁路系统，但推广受限，值得关注研究。
微型体外循环技术和回路的研究进展
在心脏外科领域，微型体外循环技术和回路（MECC）的出现是一项重大进展。传统心肺转流（CCPB）在心脏手术中虽发挥重要作用，但会引发多种并发症，如全身炎症反应、神经认知功能下降、肺功能障碍、肾功能障碍、气体微栓形成、多器官衰竭甚至死亡。这些并发症主要源于非搏动性血流、严重血液稀释、低血压以及血液与 CPB 回路非内皮表面的接触。为降低风险，MECC 应运而生，它具有创伤小、生物相容性好的特点。
MECC 的特性
MECC 系统，曾被称为简化旁路系统（SBS）或微创体外循环回路（MiECC）。它采用封闭的动静脉（VA）回路，通过单个离心泵提供动力辅助静脉引流（KAVD）和全身灌注压力。在该系统中，患者自身充当储血器，成人患者的预充量在 400 - 500ml 之间。MECC 系统的 tubing 直径与 CCPB 系统相同，但管路长度大幅缩短，减少了接触面积，进而降低了手术过程中炎症反应的发生几率。
MECC 系统具备诸多临床优势，包括减少血液稀释、减轻全身炎症反应、降低凝血级联反应的激活、减少微气泡形成、降低术后发病率以及更好地保存血液。2015 年成立的微创体外循环技术国际协会（MiECTiS）致力于规范 MECC 的定义并推动相关研究。根据 MiECTiS 的定义，MECC 系统应至少具备四种回路类型中的 II 型回路特征。
MECC 系统最初源于体外生命支持（ECLS）回路，并可用于冠状动脉搭桥术（CABG）中实施心脏停搏液灌注（I 型）。该系统集成了封闭紧凑的 CPB 回路、生物惰性血液接触表面、减少的预充量、离心泵、膜式氧合器、静脉除气装置以及血液回收管理系统，部分还配备额外的心脏停搏液输送系统。按照标准定义，MECC 系统的主要组件必须包含表面经过改性的膜式氧合器，同时去除静脉储液器、心内吸引装置、热交换器和动脉过滤器。此外，动脉管路过滤、主动脉根部排气、肺静脉排气、肺动脉排气以及软袋 / 软壳储液器等组件也可集成到 MECC 系统中。
MECC 的临床证据
多项研究为 MECC 的临床应用提供了有力证据。在心血管系统方面，CPB 回路可能会对心肌造成损伤，而 MECC 在这方面展现出优势。例如，Karamlau 等人在 2005 年的研究中使用微型回路和无血预充技术，在仔猪模型中证明了该回路可降低体外循环后的炎症反应，对心肺功能有益，能显著提高右心室心脏指数（RVCI），降低肺血管阻力指数（PVRI） 。Beghi 等人对 60 例接受孤立性择期 CABG 手术的患者进行随机对照研究，结果显示 MECC 在血流动力学支持、安全性和低发病率方面具有令人满意的临床益处 。Castiglioni 等人在 2009 年对 120 例接受主动脉瓣置换术（AVR）的患者进行随机研究，发现 MECC 系统在术后输血需求、血小板消耗和心肌损伤等方面表现更优 。
在呼吸系统方面，Apostolakis 等人的综述指出，MECC 系统中生物相容性肝素涂层表面可显著减少肺内分流，改善呼吸指数（pO2/FiO2），还能减少肺毛细血管内皮细胞的激活，对肺功能有益 。在肾脏系统方面，Bennett 等人的回顾性分析表明，MECC 系统虽会减少泵向患者输送的平均流量，但血液稀释的减少可补偿这一影响，使两个系统的器官灌注和平均氧输送相似 。Yuruk 等人的随机对照研究也证实，MECC 回路对肌酐清除率和血清肌酐水平无有害影响 。
在神经认知方面，Karamlau 等人在 2005 年的另一项研究中发现，使用微型回路可显著调节炎症反应，预防与深低温停循环（DHCA）和低温低流量（HLF）相关的脑血管 “无复流” 现象，改善脑保护 。Bennett 等人对人体的研究表明，传统 CPB 组患者的脑去饱和现象更严重、持续时间更长 。Remadi 等人的大规模研究也发现，使用 MECC 的患者神经系统并发症发生率显著降低 。
在血液学方面，CCPB 常导致血液学并发症，如稀释性贫血、溶血、凝血障碍和血小板功能障碍。Remadi 等人的随机对照试验表明，MECC 能更好地保留血红蛋白（Hb）和血细胞比容（HCT），减少血液稀释 。此外，MECC 对纤维蛋白原和血小板计数的保存效果也优于 CCPB 。
在炎症反应方面，传统 CPB 术后早期的全身炎症反应是一个显著问题，而 MECC 系统在一定程度上解决了这一问题。该系统管路短、尺寸小，生物相容性涂层减少了血液、空气和人工回路组件之间的相互作用。同时，微型回路使用离心泵，减少了对循环红细胞的损伤，有助于减轻炎症 。研究表明，MECC 患者的血浆炎症介质水平显著低于 CCPB 患者 。
在术后发病率和死亡率方面，研究发现使用 MECC 系统可减少胸管引流、通气时间和 ICU 停留时间，降低术后房颤的发生率 。多数研究显示，使用 MECC 与 CCPB 相比，术中死亡率无显著变化，但也有研究表明 MECC 可降低术后死亡率 。
MECC 的模型
目前，市场上有多种 MECC 商业模型。Cardiovention corx 系统是首个商业化的最小化体外循环回路，由 CardioVention 公司开发。该系统包括一个一次性紧凑型 VA 回路，具备动力辅助泵送、氧合、除气和粗过滤功能。Mueller 等人在牛模型中的研究表明，该系统可改善气体交换，减少血液稀释，限制血小板计数的下降，且在 6 小时全流量灌注期间无溶血现象 。
COBE/Sorin Synergy System 由 COBE Cardiovascular Inc. 开发，是一种紧凑型回路，集成了氧合、过滤和除气功能，采用离心泵。该系统的静脉管路直接连接到离心泵，减少了血液与空气的接触，降低了预充量。Colli 等人和 Huybregts 等人分别成功将其用于 AVR 和二尖瓣修复手术 。
Maquet MECC System 由 JOSTRA AG/MAQUET Cardiopulmonary AG 公司生产，具有封闭设计，确保血液与空气或开放静脉储液器无接触。系统组件均涂有肝素，可显著降低炎症介质水平。Fromes 等人的研究显示，使用该系统的患者炎症反应低于接受标准 CPB 的患者 。
Medos DeltaStream ERP System 主要设计用于 ECLS 循环，也可用于术中循环。其泵的设计独特，具有体积小、重量轻、机电效率高的特点。经过体外实验和动物测试后，已被德国 / 欧盟国家的 Technischer überwachungsverein 产品服务认证机构批准用于临床 。
Medtronic Resting Heart System 是一种半闭环、低预充的 MECC 系统，提供最小的血液 - 空气界面，并分离心包引流血的吸引。系统的主要血液接触表面涂有肝素，具有生物相容性。Nozohoor 等人的前瞻性临床分析表明，使用该系统的患者临床结局更优，输血和再次手术率更低，器官保护效果好，死亡率降低 。
Medtronic Affinity MiECC system 是一种 III 型 MECC 系统，由 Affinity Fusion VR 氧合器、Affinity TM 离心泵和 Affinity VR 自动 VAD 等组成。该系统使用改良的 Calafiore 冷血心脏停搏液输送方法，具有良好的临床效果 。
Terumo ROCsafeRX MPC System 包含 SarnsTM离心泵、Terumo RX 15 中空纤维氧合器和 Pall AL8x 动脉管路过滤器等组件。系统配备空气气泡探测器（ABD）和电子静脉闭塞器（EVO），用于有效管理空气。此外，还设有垂直静脉储液器，便于在紧急情况下将封闭回路转换为开放回路 。
Terumo Capiox miniaturized system 是一种封闭的微型系统，采用 SP45X 离心泵、Capiox RX 25 氧合器和聚 - 2 - 甲氧基乙基丙烯酸酯（PMEA）涂层管路，可减少蛋白质和血细胞的吸附和去饱和。Ohata 等人的研究发现，使用该系统的患者 IL - 8、中性粒细胞弹性蛋白酶、失血和血液稀释均显著降低 。
Sorin extracorporeal circulation optimized system（ECCO）是一种全微型化的心肺转流系统，包括离心泵、中空纤维氧合器、低预充动脉过滤器、预旁路过滤器、间歇性隔离软壳储液器（SSR）和细胞回收装置。Momin 等人的多中心研究表明，该系统在主动脉心脏手术中安全可行 。
MECC 的问题与挑战
尽管 MECC 具有诸多优势，但在应用过程中仍存在一些问题和挑战。最初，MECC 用于微创心脏手术（MICS）时，因其采用 KAVD 技术，存在空气处理特性和全身空气栓塞风险的担忧，且缺乏静脉储液器和动脉微过滤器 。虽然后续改进在一定程度上解决了这些问题，但仍存在一些局限性。例如，缺乏静脉储液器使系统难以处理过多的静脉回流，无法立即进行容量输注；使用单独的细胞回收装置会增加系统成本；部分系统还缺乏热交换器 。这些限制要求麻醉医生具备处理血管内容量和体温平衡的能力，同时也需要灌注师接受额外的培训以应对系统故障 。
MECC 的应用建议与展望
目前的研究和实践为 MECC 的应用提供了一些建议。2011 年，Harling 等人的综述指出，MECC 和 OPCAB 在死亡率、住院时间、神经学结局、失血和输血需求等方面相当，但均优于传统 CPB 。2016 年，Wang 等人的荟萃分析表明，MECC 在瓣膜手术中可显著缩短 ICU 和总住院时间，但对降低术后发病率和死亡率无显著影响 。2019 年，Anastasiadis 等人认为 MECC 比 CCPB 更适合 MICS，它符合 “更生理的心脏手术” 原则 。
多项荟萃分析显示，MECC 与较短的住院时间、ICU 停留时间、减少的失血、输血需求和心律失常相关 。然而，仍需要更多强有力的随机对照试验来确认这些发现，并进行成本效益分析和评估长期结局 。目前，MECC 已被纳入一些指南，如 MiECTiS 的更新指南和联合 STS/SCA/AmSECT/SABM 指南，作为一种实用的血液保护方法 。但由于培训需求高、对灌注技术的理解要求深入以及手术团队成员间协作要求强等原因，该技术的接受度仍相对较低 。
MECC 的发展为心血管外科带来了新的希望，但仍需在技术改进、临床验证和推广应用等方面不断努力。随着研究的深入和技术的完善，MECC 有望在心脏手术中发挥更大的作用，为患者带来更好的治疗效果。
