Вспомогательные насосы и устройства

Искусственное кровообращение

Искусственное кровообращение — это метод, по­зволяющий отвести венозную кровь от сердца, удалить CO₂, насытить кровь кислородом и вер­нуть в крупную артерию (обычно в аорту). При ИК полностью прекращается кровоток в сердце и большая часть кровотока через легкие. Аппарат искусственного кровообращения (АИК) последо­вательно соединен с системным кровообращением и обеспечивает газообмен и перфузию. К сожале­нию, ИК абсолютно нефизиологично, поскольку АД, как правило, оказывается ниже нормы, а по­ток крови чаще всего имеет непульсирующий ха­рактер. Чтобы свести к минимуму повреждения органов во время ИК, обычно применяют систем­ную гипотермию (20-28 ⁰C). Для защиты сердца используют также местную гипотермию (талым льдом) и кардиоплегию (подавление электричес­кой активности миокарда специальным раст­вором).

Работа с АИК — сложный процесс, требующий непрерывного внимания высококвалифицирован-

ного специалиста — перфузиолога. Наладить оп­тимальный режим ИК можно только при тесном взаимодействии хирурга, анестезиолога и перфу­зиолога.

Основной контур

Аппарат искусственного кровообращения (АИК) состоит из пяти основных компонентов: венозный резервуар, оксигенатор, теплообменник, главный насос и артериальный фильтр (рис. 21-1). В совре­менных моделях АИК есть одноразовый моноблок, в котором объединены резервуар, оксигенатор и теплообменник. Большинство моделей АИК снаб­жены также отдельными вспомогательными насо­сами, которые предназначены для забора крови из раны (кардиотомический отсос), дренажа ЛЖ и кардиоплегии. Помимо того, используют дополни­тельные фильтры, тревожную сигнализацию, а также встроенные мониторы давления, SO₂ и тем­пературы.

Перед началом применения АИК заправляют раствором (1500-2000 мл для взрослых), в котором не должно быть пузырьков воздуха. Обычно ис­пользуют сбалансированный солевой раствор, но в него часто добавляют другие компоненты: кол­лоиды (альбумин или гидроксиэтилированный крахмал), маннитол (для защиты почек), гепарин (500-1000 единиц), бикарбонат и калий (если не предполагается проведение кардиоплегии). В нача­ле ИК гемодилюция в большинстве случаев приво­дит к снижению гематокрита до 25 %. Кровь, во из­бежание чрезмерной гемодилюции, используют в качестве заправочного раствора только у малень­ких детей, а также у взрослых с выраженной анемией.

Резервуар

В резервуар АИК кровь от больного (обычно из правого предсердия) поступает через одну или две венозных канюли под действием силы тяжес­ти. Поскольку венозное давление в норме низкое, то движущая сила прямо пропорциональна разно-

сти высоты между пациентом и резервуаром и об­ратно пропорциональна сопротивлению канюль и трубок. Заправка АИК приводит к эффекту сифо­на. Попадание воздуха в резервуар становится причиной возникновения воздушной пробки, пре­пятствующей току крови. Уровень жидкости в ре­зервуаре является критическим параметром: если резервуар опустошается, воздух может попасть в главный насос и вызвать летальную воздушную эмболию. Как правило, в АИК имеется тревожная сигнализация, предупреждающая о низком уровне жидкости в резервуаре.

Оксигенатор

Под действием силы тяжести кровь поступает из нижней части венозного резервуара в оксигена-тор. В настоящее время используют два типа окси-генаторов — пузырьковые и мембранные. Они от­личаются по способу контакта крови с газовой смесью (главным образом с кислородом), проходя­щей через оксигенатор. Кроме того, в патрубок по­дачи газовой смеси нередко добавляют CO₂ и инга­ляционные анестетики.

А. Пузырьковые оксигенаторы. В пузырько­вых оксигенаторах газообмен происходит при прямом контакте газа с кровью. Венозная кровь взаимодействует с кислородом, поступающим че-

рез маленькие отверстия на дне оксигенатора. В результате образуется много крошечных пу­зырьков (пена). Чем меньше размер пузырьков, тем больше площадь поверхности газообмена. Затем пузырьки удаляются посредством пропус­кания крови через пеногаситель (электрически заряженный силиконовый полимер). Степень ok-сигенации зависит от величины потока, площади поверхности газообмена (размера и числа пузырьков) и времени прохождения крови через колонку оксигенатора. Удаление CO₂ прямо про­порционально потоку кислорода pi обычно не представляет проблемы. Таким образом, PaO₂ и PaCO₂ взаимосвязаны и зависят от потока кисло­рода. Если регуляцию КОС проводят в режиме рН-stat (см. ниже), то иногда необходимо добав­ление CO₂. Как правило, пузырьковые оксигена­торы дешевле мембранных; но их главный недо­статок состоит в том, что они травмируют форменные элементы крови. Чем дольше длится ИК, тем выраженнее повреждение. Если продол­жительность ИК не превышает 2 ч, существенной травмы форменных элементов крови в пузырько­вых оксигенаторах не происходит. В этом случае конструктивные различия между обоими типами оксигенаторов клинически не проявляются.

Б. Мембранные оксигенаторы. Взаимодей­ствие между кровью и газом в мембранных оксиге-

Рис. 21-1. Схема аппарата искусственного кровообращения. Месторасположение главного насоса в контуре зависит от типа оксигенатора: насос помещают дистальнее пузырькового оксигенатора, но проксимальнее мембранного, поскольку последний создает большее сопротивление потоку крови

наторах осуществляется через очень тонкую газо­проницаемую силиконовую мембрану. Оксигена-ция обратно пропорциональна толщине слоя кро­ви, находящегося в контакте с мембраной, тогда как PaCO₂ (как и в пузырьковых оксигенаторах) зависит от газового потока. Поскольку FiO₂ может варьироваться, мембранные оксигенаторы позво­ляют независимо управлять PaO₂ и PaCO₂. Мемб­ранные оксигенаторы меньше повреждают фор­менные элементы крови, поэтому их следует использовать при длительном ИК.

Теплообменник

Кровь из оксигенатора поступает в теплообмен­ник. Здесь она охлаждается или нагревается, в за­висимости от температуры воды, циркулирующей в обменнике (4-42 ⁰C); теплопередача происходит в результате кондукции. Растворимость газов сни­жается при повышении температуры крови, по­этому для улавливания любых пузырьков, которые могут образоваться при согревании крови, в аппа­рате установлен фильтр.

Основной насос

В современных моделях АИК для перекачивания крови применяют либо роликовые, либо центри-фужные насосы.

А. Роликовый насос создает поток путем пере­жатия трубки большого диаметра вращающимся роликом в главной насосной камере. Неполное пе­режатие трубки предотвращает чрезмерное по­вреждение эритроцитов. Благодаря постоянной скорости вращения роликов кровь выталкивается независимо от встречаемого сопротивления, так что возникает постоянный непульсирующий по­ток, величина которого прямо пропорциональна числу вращений в минуту. Некоторые модели на­сосов снабжены запасной батареей аварийного пи­тания для работы в случае неполадок в электро­снабжении. Все роликовые насосы имеют ручной привод.

Б. Центрифужный насос состоит из несколь­ких соосно соединенных конусов в пластиковом корпусе. Когда они вращаются, создающиеся цент­робежные силы нагнетают кровь от расположенно­го в центре впускного штуцера к периферии. Производительность центрифужных насосов, в от­личие от таковой у роликовых, зависит от дав­ления в системе и потому подлежит контролю электромагнитным расходомером. Повышение давления в контуре дистальнее насоса уменьшает поток, что должно быть компенсировано увеличе­нием скорости работы насоса. В центрифужных

насосах не используют окклюзию, вследствие чего в них меньше повреждается кровь, чем в роликовых. В. Пульсирующий поток. Некоторые модели роликовых насосов формируют пульсирующий поток крови. Пульсация создается или мгновенны­ми колебаниями скорости вращения роликовых головок, или добавляется уже после того, как по­ток сгенерирован. Центрифужные насосы не спо­собны обеспечить пульсирующий поток. По мне­нию некоторых специалистов пульсирующий поток улучшает перфузию тканей, способствует лучшей экстракции кислорода в тканях, ослабляет высво­бождение стрессорных гормонов и обеспечивает меньшее ОПСС во время ИК. Эти наблюдения под­тверждены в экспериментальных исследованиях, обнаруживших улучшение почечного и мозгового кровообращения у животных при перфузии пуль­сирующим потоком.

Артериальный фильтр

Микрочастицы (тромбы, частицы жира, кальцие­вые депозиты, фрагменты тканей) попадают в кро-воток при ИК регулярно. Для предупреждения системной эмболии необходимо установить фильтр на линии артериальной магистрали (диа­метр пор 27-40 мкм). Кроме того, вспомогатель­ные фильтры подсоединяют и в других участках контура. После фильтрации кровь поступает к больному через канюлю в восходящей аорте. Нормально функционирующий аортальный кла­пан предотвращает ретроградный заброс крови из восходящей аорты в ЛЖ.

Параллельно с артериальным фильтром монти­руют шунт, который в нормальных условиях пере­жат. Это нужно на случай, если фильтр засоряется или создает большое сопротивление. По той же причине давление в артериальной магистрали из­меряют перед фильтром. Фильтр также позволяет улавливать пузырьки воздуха, которые удаляются с помощью встроенного трехходового крана.

Вспомогательные насосы и устройства

А. Кардиотомический отсос. Насос кардиотоми-ческого отсоса удаляет кровь из хирургического поля во время PlK и возвращает ее в венозный ре­зервуар основного насоса. Для этой цели можно использовать и так называемый cell-saver — осо­бым образом сконструированный отсос, не разру­шающий клетки и снабженный отдельным резер­вуаром. В конце операции кровь из резервуара cell-saver'a центрифугируют, отмывают и вводят больному. Избыточное разрежение, возникающее при технических погрешностях, приводит к допол-

нительному повреждению эритроцитов. Чрезмер­ное использование cell-saver'a во время ИК умень­шает объем крови в контуре АИК. Обычный ва­куумный отсос (подключенный к больничной системе разводки) очень сильно повреждает эрит­роциты, поэтому кровь из его резервуара не подле­жит реинфузии.

Б. Дренаж ЛЖ. В процессе проведения ИК кровь скапливается в ЛЖ в результате остаточно­го кровотока в легких по бронхиальным артериям (которые ответвляются непосредственно от аор­ты или межреберных артерий), в тебезиевых сосу­дах (гл. 19) или из-за аортальной регургитации. Аортальная регургитация возникает по причине органических (аортальная недостаточность) или функциональных (хирургические манипуляции на сердце) нарушений. Растяжение ЛЖ кровью пре­пятствует защите миокарда и требует декомпрес­сии (дренажа). В большинстве кардиохирургичес-ких центров дренаж выполняют с помощью катетера, введенного в ЛЖ через правую верхнюю легочную вену и левое предсердие. Реже катетер вводят через верхушку ЛЖ. Кровь, дренируемую из ЛЖ, пропускают через фильтр и возвращают в венозный резервуар.

В. Кардиоплегический насос. Для подачи кар-диоплегического раствора чаще всего используют встроенный в АИК вспомогательный насос. Это устройство позволяет оптимально контролировать давление в системе, объемную скорость инфузии и температуру. Отдельный теплообменник обеспе­чивает управление температурой кардиоплегичес-кого раствора. При упрощенном варианте охлаж­денный кардиоплегический раствор вводят под давлением из пластикового мешка.

Г. Ультрафильтр. Ультрафильтрацию при ИК иногда применяют для повышения гематокрита без трансфузии. Ультрафильтры состоят из полых капиллярных волокон, которые функционируют как мембраны, отделяя жидкую фазу крови от ее клеточных и белковых компонентов. К филь­тру кровь поступает или с артериальной стороны главного насоса, или от венозного резервуара с ис­пользованием вспомогательного насоса. Под дей­ствием гидростатического давления вода и элект­ролиты проходят через мембрану волокон. Скорость фильтрации — до 40 мл/мин.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: