Войти
| Искусственное кровообращение | |
|---|---|
 Аппарат искусственного кровообращения (вверху справа) в операции аортокоронарного шунтирования. | |
| ICD-9-CM | 39.61 |
| MeSH | D002318 |
| код OPS-301 | 14 |
| Другие коды | 22570829 |
| [редактировать Викиданные ] | |
Сердечно-легочное шунтирование (CPB ) - это метод, в котором аппарат временно берет на себя функцию сердца и легкие во время хирургического вмешательства, поддерживая циркуляцию крови и содержание кислорода в организме пациента. Сам насос CPB часто называют аппаратом искусственного кровообращения или «насосом». Насосы искусственного кровообращения обслуживаются перфузиологами. КПБ - это форма экстракорпорального кровообращения. Экстракорпоральная мембранная оксигенация обычно используется для длительного лечения.
CPB механически циркулирует и насыщает кислородом кровь для тела, минуя сердце и легкие. Он использует аппарат искусственного кровообращения для поддержания перфузии к другим органам и тканям тела, пока хирург работает в бескровном операционном поле. Хирург помещает канюлю в правое предсердие, полую вену или бедренную вену для вывода крови из организма. Венозная кровь удаляется из организма с помощью канюли, а затем фильтруется, охлаждается или нагревается и насыщается кислородом, прежде чем она будет возвращена в организм с помощью механического насоса. Канюля, используемая для возврата оксигенированной крови, обычно вводится в восходящую аорту, но ее можно ввести в бедренную артерию, подмышечную артерию или брахиоцефальную артерию (среди прочего).
Пациенту вводят гепарин. для предотвращения свертывания крови, и сульфат протамина назначают после, чтобы обратить вспять эффекты гепарина. Во время процедуры может сохраняться переохлаждение; температура тела обычно поддерживается на уровне 28–32 ° C (82,4–89,6 ° F). Во время CPB кровь охлаждается и возвращается в организм. Охлажденная кровь замедляет основной обмен веществ в организме, уменьшая потребность в кислороде. Охлажденная кровь обычно имеет более высокую вязкость, но раствор кристаллоидов, используемый для заливки обходной трубки, разбавляет кровь.
Иллюстрация одного типичного способа, которым сердце-легкое аппарат может быть подключен к венам и артериям около сердца. Три инструмента слева представляют (сверху вниз) насос, оксигенатор и резервуар. Сердечно-легочное шунтирование обычно используется при операциях с участием сердца. Этот метод позволяет хирургической бригаде насыщать кислородом и циркулировать кровь пациента, что позволяет хирургу оперировать сердце. Во многих операциях, таких как аортокоронарное шунтирование (АКШ), сердце останавливается (то есть останавливается) из-за трудности операции на бьющемся сердце. Операции, требующие открытия камер сердца, например восстановление митрального клапана или замена, требуют использования CPB, чтобы избежать системного поглощения воздуха и обеспечить бескровное поле для увеличения видимость для хирурга. Аппарат перекачивает кровь и с помощью оксигенатора позволяет эритроцитам поглощать кислород, а также снижает уровень углекислого газа. Это имитирует работу сердца и легких соответственно.
CPB может использоваться для индукции всего тела гипотермии, состояния, в котором тело может находиться до 45 минут без перфузии (кровоток). Если кровоток прекращается при нормальной температуре тела, необратимое повреждение мозга обычно происходит через три-четыре минуты - вскоре после этого может наступить смерть. Точно так же CPB можно использовать для повторного согревания людей, страдающих гипотермией. Этот метод согревания с использованием CPB является успешным, если внутренняя температура пациента выше 16 ° C.
Экстракорпоральная мембранная оксигенация (ECMO ) - это упрощенная версия сердца и легких. машина, которая включает в себя центробежный насос и оксигенатор, чтобы временно взять на себя функцию сердца и / или легких. ЭКМО полезна у пациентов с сердечной или легочной дисфункцией после операции на сердце, у пациентов с острой легочной недостаточностью, массивными легочными эмболиями, травмами легких в результате инфекций и рядом других проблем, которые ухудшают сердечную или легочную функцию. ЭКМО дает сердцу и / или легким время на восстановление или восстановление, но это только временное решение. Пациенты с терминальными состояниями, раком, тяжелым поражением нервной системы, неконтролируемым сепсисом и другими состояниями не могут быть кандидатами на ЭКМО.
Абсолютных противопоказаний к сердечно-легочному шунтированию нет. Однако есть несколько факторов, которые необходимо учитывать при планировании операции.
Гепарин-индуцированная тромбоцитопения (HIT) и гепарин-индуцированная тромбоцитопения и тромбоз (HITT) представляют собой потенциально опасные для жизни состояния, связанные с введением гепарина. При HIT или HITT образуются антитела против гепарина, которые вызывают активацию тромбоцитов и образование сгустков крови. Поскольку при ХПБ обычно используется гепарин, пациентам, у которых известно наличие антител, ответственных за ГИТ и ГИТТ, требуются альтернативные формы антикоагуляции. Бивалирудин является наиболее изученной альтернативой гепарину у пациентов с HIT или HITT, которым требуется CPB.
Небольшой процент пациентов, например с дефицитом антитромбина III, может проявлять устойчивость к гепарину. У этих пациентов пациенты могут нуждаться в дополнительном гепарине, свежезамороженной плазме или других продуктах крови, таких как рекомбинантный антитромбин III, для достижения адекватной антикоагуляции.
A стойкая левая верхняя полая вена (PLSVC) - это изменение торакальной системы, при котором левая полая вена не может инвертироваться при нормальном развитии. Это наиболее частая вариация грудной венозной системы, встречающаяся примерно у 0,3% населения. Аномалия часто обнаруживается при предоперационных исследованиях изображений, но также может быть обнаружена во время операции. PLSVC может затруднить достижение надлежащего венозного оттока или ретроградную кардиопледгию. Ведение PLSVC во время CPB зависит от таких факторов, как размер и дренажный участок PSLVC.
| Осложнение | Заболеваемость. (событий / 1000) | Смерть или серьезная. травма (%) |
|---|---|---|
| Протаминовая реакция | 1,3 | 10,5 |
| Тромбоз | 0,3–0,4 | 2,6–5,2 |
| Расслоение аорты | 0,4–0,8 | 14,3–33,1 |
| Газовая эмболия | 0,2–1,3 | 0,2–8,7 |
| Массивная системная газовая эмболия | 0,03–0,07 | 50–52 |
| Смещение канюли (вызывает массивное кровотечение) | 0,2–1,6 | 4,2– 7.1 |
| Острый респираторный дистресс-синдром | – | – |
| Арритмия | – | – |
| Синдром утечки капилляров | – | – |
| Гемолиз | – | – |
| Постперфузионный синдром («насосная головка») | – | – |
ХПБ не является доброкачественным и с рядом сопутствующих проблем. Как следствие, CPB используется только в течение нескольких часов, на которые может потребоваться операция на сердце. Известно, что CPB активирует каскад коагуляции и стимулирует медиаторы воспаления, что приводит к гемолизу и коагулопатиям. Эта проблема усугубляется по мере того, как белки комплемента накапливаются на мембранных оксигенаторах. По этой причине большинство оксигенаторов имеют рекомендацию производителя использовать их не более шести часов, хотя иногда они используются до десяти часов, при этом необходимо следить за тем, чтобы они не свернулись и не перестали работать. Для более длительных периодов времени используется ЭКМО (экстракорпоральная мембранная оксигенация), который может работать до 31 дня - например, в случае с Тайванем, в течение 16 дней, после чего пациент получил трансплантация сердца.
Наиболее частым осложнением, связанным с CPB, является реакция на протамин во время отмены антикоагуляции. Существует три типа протаминовых реакций, каждый из которых может вызывать опасную для жизни гипотензию (тип I), анафилаксию (тип II) или легочную гипертензию (тип III). Пациенты, ранее подвергавшиеся воздействию протамина, например пациенты, перенесшие вазэктомию (протамин содержится в сперме) или диабетики (протамин содержится в нейтральном протамине hagedorn (НПХ) инсулиновые препараты) подвержены повышенному риску протаминовых реакций II типа из-за перекрестной чувствительности. Поскольку протамин является быстродействующим препаратом, его обычно вводят медленно, чтобы можно было отслеживать возможные реакции. Первым шагом в лечении протаминовой реакции является немедленное прекращение инфузии протамина. Кортикостероиды используются при всех типах протаминовых реакций. Хлорфенамин используется для реакций типа II (анафилактических). При реакциях типа III назначают повторную дозу гепарина, и пациенту может потребоваться повторное шунтирование.
КПБ может способствовать немедленному снижению когнитивных функций. Система кровообращения сердце-легкие и сама операция соединения выпускают в кровоток различные инородные тела, в том числе кусочки клеток крови, трубки и бляшки. Например, когда хирурги зажимают аорту и соединяют ее с трубкой, образующиеся эмболы могут блокировать кровоток и вызывать мини-инсульты. Другими факторами хирургии сердца, связанными с психическим повреждением, могут быть гипоксия, высокая или низкая температура тела, аномальное артериальное давление, нерегулярный сердечный ритм и лихорадка после операции.
Искусственное кровообращение состоит из два основных функциональных блока, насос и оксигенатор, которые удаляют относительно обедненную кислородом кровь из тела пациента и заменяют ее богатой кислородом кровью через ряд трубок (шлангов). теплообменник используется для регулирования температуры тела путем нагрева или охлаждения крови в контуре. Важно, чтобы все компоненты контура были покрыты изнутри гепарином или другим антикоагулянтом, чтобы предотвратить образование тромбов внутри контура.
Перфузионист, работающий на современном аппарате искусственного кровообращения Компоненты контура CPB соединены между собой серией трубок из силиконового каучука или PVC.
Сейчас многие контуры CPB использовать центробежный насос для поддержания и контроля кровотока во время CPB. Изменяя скорость вращения (об / мин) головки насоса, кровоток создается за счет центробежной силы. Многие считают, что этот тип перекачивания превосходит действие роликового насоса, поскольку считается, что он предотвращает избыточное давление, зажатие или перегибание линий и вызывает меньшее повреждение продуктов крови (гемолиз и т. Д..).
Консоль насоса обычно содержит несколько вращающихся насосов с электроприводом, которые перистальтически «массируют» трубки. Это действие мягко продвигает кровь по трубке. Его обычно называют роликовым насосом или перистальтическим насосом. Эти насосы более доступны по цене, чем их центробежные аналоги, но подвержены избыточному давлению, если трубопроводы зажаты или перекручены. Они также чаще вызывают массивную воздушную эмболию и требуют постоянного и тщательного наблюдения со стороны перфузиолога.
оксигенатор предназначен для добавления кислорода для вливания крови и удаления части углекислого газа из венозной крови. Кардиохирургия стала возможной благодаря CPB с использованием пузырьковых оксигенаторов, но мембранные оксигенаторы вытеснили пузырьковые оксигенаторы с 1980-х годов. Основные причины этого заключаются в том, что мембранные оксигенаторы имеют тенденцию генерировать намного меньше микропузырьков, называемых газообразными микроэмболиями, которые обычно считаются вредными для пациента и уменьшают повреждение клеток крови по сравнению с пузырьковые оксигенаторы. В последнее время более широкое распространение получило использование оксигенаторов из полых волокон. Эти производные мембранных оксигенаторов дополнительно уменьшают возникновение микроэмбол, уменьшая прямую поверхность раздела воздух-кровь, одновременно обеспечивая адекватный газообмен.
Еще одним типом оксигенаторов, пользующимся популярностью в последнее время, является оксигенатор крови, покрытый гепарином, который, как считается, вызывают меньшее системное воспаление и снижают склонность к сгустку крови в контуре CPB.
Поскольку гипотермия часто используется в CPB для снижения метаболических требований (в том числе сердечных), теплообменники используются для нагрева и охлаждения крови в контуре. Нагрев и охлаждение осуществляются путем пропускания линии через баню с теплой или ледяной водой. Для линии кардиоплегии требуется отдельный теплообменник.
Множественные канюли вшиваются в тело пациента в различных местах, в зависимости от типа операции. Венозная канюля удаляет обедненную кислородом венозную кровь из тела пациента. Артериальная канюля вводит богатую кислородом кровь в артериальную систему. Основные факторы, определяющие выбор размера канюли, определяются размером и массой пациента, ожидаемой скоростью потока и размером сосуда, в котором выполняется канюля. Канюля для кардиоплегии вводит раствор для кардиоплегии, заставляющий сердце останавливаться.
Некоторые часто используемые места канюляции:
| Венозная | Артериальная | Кардиоплегия |
|---|---|---|
| Правое предсердие | Проксимальная аорта, дистальнее поперечный зажим | Проксимальный аорта, проксимальнее поперечный зажим |
| полая вена | бедренная артерия | коронарный синус (ретроградное родоразрешение) |
| Бедренная вена | Подмышечная артерия | Коронарное отверстие |
| Дистальный аорта | Шунтирующие трансплантаты (во время АКШ ) | |
| Верхушка сердца |
Кардиопледгия - это жидкий раствор, используемый для защиты сердца во время CPB. Он доставляется через канюлю к отверстию коронарных артерий (обычно через корень аорты) и / или в сердечные вены (через Коронарный синус). Эти методы доставки называются антеградными и ретроградными, соответственно. Раствор для кардиопледгии защищает сердце, останавливая (то есть останавливая) сердце, тем самым снижая его метаболические потребности. Существует несколько типов решений для кардиопледгии, но большинство из них действуют при ингибировании. укусывание быстрых натриевых потоков в сердце, тем самым предотвращая проведение потенциала действия. Другие типы растворов действуют, подавляя действие кальция на миоциты.
КПБ требует тщательного обдумывания перед операцией. В частности, стратегии канюляции, охлаждения и кардиозащиты должны быть согласованы между хирургом, анестезиологом, перфузиологом и медперсоналом.
Стратегия канюляции зависит от нескольких особенностей операции и пациента. Типичная артериальная канюляция включает размещение одной канюляции в дистальном отделе восходящей аорты . Самая простая форма заключается в установке одной канюли (известной как двухступенчатая канюля), проходящей через правое предсердие в нижнюю полую вену. При некоторых операциях, например при операциях на трикуспидальном или митральном клапане, используются две канюли: одна проходит через нижнюю полую вену, а другая - через верхнюю полую вену. Это известно как одноступенчатая канюляция.
Контур CPB должен быть заполнен жидкостью и весь воздух должен быть удален из артериальной линии / канюли перед подключением к пациенту. Контур заполняется раствором кристаллоида , а иногда также добавляются продукты крови. Перед канюляцией (обычно после вскрытия перикарда при использовании центральной канюляции) вводят гепарин или другой антикоагулянт до тех пор, пока время активированного свертывания не превысит 480 секунд. 90>
Место артериальной канюляции исследуют на предмет кальцификации или другого заболевания. Предоперационная визуализация или ультразвуковой датчик могут использоваться для определения кальцификатов аорты, которые потенциально могут смещаться и вызывать окклюзию или инсульт. После того, как место канюляции признано безопасным, в дистальный отдел восходящей аорты накладывают два концентрических ромбовидных кисетного шва. В сумочке делается колющий разрез с помощью скальпеля и через разрез проводится артериальная канюля. Важно, чтобы канюля проходила перпендикулярно аорте, чтобы избежать расслоения аорты. Нить кисетного шва стягивается вокруг канюли с помощью жгута и прикрепляется к канюле. В этот момент перфузиолог продвигает артериальную линию контура CPB, а хирург соединяет артериальную линию, идущую от пациента, с артериальной линией, идущей от аппарата CPB. Необходимо следить за тем, чтобы воздух не попал в контур при их соединении, иначе пациент может пострадать от воздушной эмболии. Другие места для артериальной канюляции включают подмышечную артерию, брахиоцефальную артерию или бедренную артерию.
Помимо различий в расположении, венозная канюляция выполняется аналогично артериальной канюляции. Поскольку кальциноз венозной системы встречается реже, осмотр или использование ультразвука для кальцификации в местах канюляции не требуется. Кроме того, поскольку венозная система находится под гораздо меньшим давлением, чем артериальная система, требуется только один шов, чтобы удерживать канюлю на месте. Если используется только одна канюля (двухэтапная канюляция), ее проводят через отросток правого предсердия, через трикуспидальный клапан и в нижнюю полую вену. Если требуются две канюли (одноступенчатая канюляция), первую обычно проводят через верхнюю полую вену, а вторую - через нижнюю полую вену. У некоторых пациентов бедренная вена также может быть канюлирована.
Если для операции необходимо остановить сердце, необходимы также канюли для кардиоплегии. В зависимости от операции и предпочтений хирурга могут использоваться антеградная кардиопледгия (протекающая вперед через артерии сердца), ретроградная кардиопледгия (протекающая назад через вены сердца) или оба типа. При антеградной кардиоплегии делается небольшой разрез в аорте проксимальнее места артериальной канюляции (между сердцем и местом артериальной канюляции), и через него вводится канюля для доставки кардиопледгии в коронарные артерии. При ретроградной кардиопледгии делают разрез на задней (задней) поверхности сердца через правый желудочек. Канюля помещается в этот разрез, проходит через трикуспидальный клапан и в коронарный синус. Линии кардиоплегии подключены к аппарату CPB.
На этом этапе пациент готов к обходу. Кровь из венозной (ых) канюли (а) поступает в аппарат CPB под действием силы тяжести, где она насыщается кислородом и охлаждается (при необходимости), прежде чем вернуться в организм через артериальную канюлю. Теперь для остановки сердца можно вводить кардиопледгию, а поперечный зажим помещается через аорту между артериальной канюлей и канюлей кардиопледгии, чтобы предотвратить обратный ток артериальной крови в сердце.
Когда пациент готов отойти от опоры для обходного анастомоза, перекрестный зажим и канюли удаляются и вводится протаминсульфат для устранения антикоагулянтного действия гепарина.
Аппарат искусственного кровообращения, использованный в лондонской больнице Мидлсекс в 1958 году. Музей науки, Лондон (2008) Австрийско-немецкий физиолог Максимилиан фон Фрей сконструировал ранний прототип аппарата искусственного кровообращения в 1885 году в Физиологическом институте Карла Людвига при Университете Лейпцига. Однако такие машины были невозможны до открытия гепарина в 1916 году, который предотвращает свертывание крови. Советский ученый Сергей Брюхоненко в 1926 году разработал аппарат искусственного кровообращения для общей перфузии тела, который использовался в экспериментах на собаках. Группа ученых из Бирмингемского университета (включая Эрика Чарльза, инженера-химика) была среди пионеров этой технологии.
Доктор Кларенс Деннис возглавил команду Медицинского центра Университета Миннесоты, которая 5 апреля 1951 года провела первую операцию на людях, включающую открытую кардиотомию с временным механическим переключением функций сердца и легких. Пациент не выжил из-за неожиданного сложного врожденного порока сердца. Одним из членов команды был доктор Рассел М. Нельсон, который позже стал президентом Церкви Иисуса Христа Святых последних дней и выполнил первая операция на открытом сердце в Юте.
Первая успешная механическая поддержка функции левого желудочка была выполнена 3 июля 1952 года Forest Dewey Dodrill с использованием аппарата, разработанного совместно с General Motors, Додрил-ГМР. Позже аппарат был использован для поддержки функции правого желудочка.
Первая успешная операция на открытом сердце на человеке с использованием аппарата искусственного кровообращения была выполнена Джоном Гиббоном и Фрэнком Ф. Оллбриттеном-младшими. 6 мая 1953 г. в Университетской больнице Томаса Джефферсона в Филадельфии. Они устранили дефект межпредсердной перегородки у 18-летней женщины. Аппарат Гиббона был разработан хирургической бригадой под руководством Джона У. Кирклина в клинике Мэйо в Рочестере, Миннесота в середине 1950-х годов в качестве надежного инструмента..
Аппарат искусственного кровообращения, использовавшийся в Мичиганском университете в 1960-х гг. Оксигенатор был впервые концептуализирован в 17 веке Робертом Гуком и разработан французскими и немецкими физиологами-экспериментаторами в практические экстракорпоральные оксигенаторы. в 19 веке. Пузырьковые оксигенаторы не имеют промежуточного барьера между кровью и кислородом, их называют оксигенаторами «прямого контакта». Мембранные оксигенаторы вводят газопроницаемую мембрану между кровью и кислородом, которая уменьшает кровяную травму оксигенаторов прямого контакта. С 1960-х годов большая часть работы была сосредоточена на преодолении газообмена мембранного барьера, что привело к разработке высокопроизводительных микропористых оксигенаторов из полого волокна, которые в конечном итоге заменили оксигенаторы прямого контакта в кардиологических залах.
Autojektor Брухоненко In В 1983 году Кен Литзи запатентовал замкнутую систему аварийного обхода сердца, которая уменьшила сложность схемы и компонентов. Это устройство улучшило выживаемость пациентов после остановки сердца, поскольку его можно было быстро применить в нехирургических условиях.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Сердечно-легочное шунтирование. |
