Вспомогательное устройство для желудочков | |
---|---|
Вспомогательное устройство для левого желудочка (LVAD), перекачивающее кровь из левого желудочка в аорту, подключенное к выносной блок управления и аккумулятор. | |
MedlinePlus | 007268 |
[редактировать в Викиданных ] |
A желудочковое вспомогательное устройство (VAD) - это электромеханическое устройство для поддержки сердечного кровообращения, который используется для частичной или полной замены функции отказавшего сердца. Функция VAD отличается от функции искусственных кардиостимуляторов ; некоторые предназначены для краткосрочного использования, как правило, для пациентов, выздоравливающих после инфаркта миокарда (сердечного приступа), и для пациентов, выздоравливающих после кардиохирургии ; некоторые предназначены для длительного использования (от нескольких месяцев до нескольких лет до бесконечности), как правило, для пациентов, страдающих тяжелой сердечной недостаточностью.
, VAD предназначены для помощи правому желудочку (RVAD) или левому желудочек (LVAD) или для помощи обоим желудочкам (BiVAD). Тип применяемого желудочкового вспомогательного устройства зависит от типа основного сердечного заболевания и от сопротивления легочной артерии, которое определяет рабочую нагрузку правого желудочка. Устройство помощи левому желудочку (LVAD) является наиболее распространенным устройством, применяемым к дефектному сердцу (в большинстве случаев этого достаточно; в этом случае правая сторона сердца часто может использовать сильно увеличенный кровоток), но когда сопротивление легочной артерии высокое, тогда может потребоваться (дополнительное) вспомогательное устройство для правого желудочка (RVAD) для решения проблемы сердечного кровообращения. Если требуются и LVAD, и RVAD, обычно используется BiVAD, а не отдельные LVAD и RVAD.
Обычно долгосрочная VAD используется как мост к трансплантации (BTT) - поддержание пациента живым, в достаточно хорошем состоянии и способностью ждать трансплантации сердца вне больница. Другие «мосты» включают мост к кандидатуре, мост к решению и мост к выздоровлению. В некоторых случаях VAD также используются в качестве целевой терапии (DT). В этом случае пациенту не следует проводить трансплантацию сердца, и VAD - это то, что пациент будет использовать до конца своей жизни.
VAD отличаются от искусственного сердца, которое разработано для выполнения функции сердца и, как правило, требует удаления сердца пациента.
насосы, используемые в VAD, можно разделить на две основные категории - пульсирующие насосы, имитирующие естественное пульсирующее действие сердца, и непрерывный поток. насосы. В импульсных VAD используются поршневые насосы прямого вытеснения. В некоторых пульсирующих насосах (которые используют сжатый воздух в качестве источника энергии) объем, занимаемый кровью, изменяется во время цикла откачки. Если насос находится внутри корпуса, необходима вентиляционная трубка для наружного воздуха.
Непрерывные VAD меньше по размеру и более долговечны, чем пульсирующие VAD. Обычно они используют центробежный насос или осевой насос. Оба типа имеют центральный ротор с постоянными магнитами. Управляемые электрические токи, проходящие через катушки, содержащиеся в корпусе насоса, прикладывают силы к магнитам, которые, в свою очередь, заставляют роторы вращаться. В центробежных насосах роторы имеют такую форму, чтобы ускорять кровь по окружности и тем самым заставлять ее двигаться к внешнему краю насоса, тогда как в насосах с осевым потоком роторы имеют более или менее цилиндрическую форму с лопастями, которые имеют спиралевидную форму, вызывая кровь должны быть ускорены в направлении оси ротора.
Важной проблемой с непрерывными насосами является метод, используемый для подвешивания ротора. Ранние версии использовали твердые подшипники; однако в более новых насосах, некоторые из которых одобрены для использования в ЕС, используется либо магнитная левитация («маглев»), либо гидродинамическая подвеска. Эти насосы содержат только одну движущуюся часть (ротор).
Первая система вспомогательного устройства для левого желудочка (LVAD) была создана Доминго Лиотта в Медицинском колледже Бейлора в Хьюстоне в 1962 году. Первое вспомогательное устройство для левого желудочка (LVAD) было имплантировано в 1963 году Лиоттой и Э. Стэнли Кроуфорд. Первая успешная имплантация вспомогательного устройства для левого желудочка была завершена в 1966 году Лиоттой вместе с доктором Майклом Э. Дебейки 37-летней женщине. Паракорпоральный (внешний) контур обеспечивал механическую поддержку в течение 10 дней после операции. Первая успешная долгосрочная имплантация искусственного LVAD была проведена в 1988 году доктором Уильямом Ф. Бернхардом из Бостонской детской больницы Медицинского центра и Thermedics, Inc из Вобурна, Массачусетс, под руководством Контракт на проведение исследований Национальным институтом здравоохранения (NIH) на разработку HeartMate, вспомогательного устройства с электронным управлением. Это было профинансировано в рамках трехлетнего контракта на 6,2 миллиона долларов с больницей Thermedics and Children's Hospital, Бостон, Массачусетс, с Национальным институтом сердца, легких и крови, программой NIH. Ранние VAD имитировали работу сердца, используя «пульсирующее» действие, при котором кровь поочередно всасывалась в насос из левого желудочка, а затем вытеснялась в аорту. К устройствам этого типа относится HeartMate IP LVAS, который был одобрен для использования в США Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) в октябре 1994 года. Эти устройства начали получать признание в конце 1990-х годов в качестве кардиохирургов. в том числе Эрик Роуз, О. Х. Фрейзер и Мехмет Оз начали популяризировать идею о том, что пациенты могут жить вне больницы. Освещение в СМИ амбулаторных пациентов с VAD подчеркивало эти аргументы.
Более поздние работы были сосредоточены на непрерывных насосах, которые можно условно разделить на центробежные насосы или осевые насосы рабочее колесо насосы с приводом. Эти насосы имеют преимущество большей простоты, что приводит к меньшим размерам и большей надежности. Эти устройства называются VAD второго поколения. Побочным эффектом является то, что у пользователя не будет импульса или что интенсивность импульса будет серьезно снижена.
VAD третьего поколения подвешивают рабочее колесо в насосе с помощью гидродинамической или электромагнитной подвески, что устраняет необходимость в подшипниках и сокращает количество движущихся частей до одной.
Другая технология, проходящая клинические испытания, - это использование чрескожной индукции для питания и управления устройством, а не чрескожные кабели. Помимо очевидного косметического преимущества, это снижает риск заражения и, как следствие, необходимость принятия профилактических мер. Пульсирующий насос, использующий эту технологию, имеет одобрение CE Mark и проходит клинические испытания для одобрения FDA США.
Совершенно другой подход на ранних стадиях разработки - это использование надувной манжеты вокруг аорты. Раздувание манжеты сжимает аорту, а сдувание манжеты позволяет аорте расширяться - по сути, аорта становится вторым левым желудочком. Предлагаемое усовершенствование заключается в использовании скелетных мышц пациента, приводимых в действие кардиостимулятором, для питания этого устройства, что сделает его действительно автономным. Однако аналогичная операция (кардиомиопластика ) была предпринята в 1990-х годах с неутешительными результатами. В любом случае, он имеет существенные потенциальные преимущества, так как позволяет избежать необходимости оперировать само сердце и избежать любого контакта между кровью и устройством. Этот подход предполагает возврат к пульсирующему потоку.
Питер Хоутон был дольше всех выжившим получателем VAD для постоянного использования. В июне 2000 года он получил экспериментальный LVAD Jarvik 2000. С тех пор он совершил благотворительную прогулку длиной 91 милю, опубликовал две книги, много читал лекции, совершал пешие прогулки по швейцарским Альпам и американскому западу, летал на сверхлегком самолете и путешествовал. широко по всему миру. Он умер от острого повреждения почек в 2007 году в возрасте 69 лет.
Большинство VAD на рынке сегодня в некоторой степени являются громоздкий. Самое маленькое устройство, одобренное FDA, HeartMate II, весит около 1 фунта (0,45 кг) и имеет размеры 3 дюйма (7,6 см). Это оказалось особенно важным для женщин и детей, для которых альтернативы были бы слишком большими. По состоянию на 2017 год HeartMate III был одобрен FDA. Он меньше, чем его предшественник HeartMate II, и использует полное рабочее колесо на магнитной подвеске вместо системы чашечного и шарикового подшипника, как в HeartMate II.
Одно устройство, VentrAssist, получило одобрение CE Mark для использования в ЕС и начались клинические испытания в США. По состоянию на июнь 2007 года эти насосы были имплантированы более чем 100 пациентам. В 2009 году Ventracor был передан в руки администраторов из-за финансовых проблем, а позже в том же году был ликвидирован. Никакие другие компании не покупали эту технологию, поэтому устройство VentrAssist практически перестало функционировать. По состоянию на январь 2010 года около 30–50 пациентов по всему миру продолжают пользоваться устройствами VentrAssist.
HeartWare HVAD работает аналогично VentrAssist, но гораздо меньше по размеру и не требует имплантации брюшного кармана. Устройство получило знак CE в Европе и одобрение FDA в США. Недавно было показано, что HeartWare HVAD может быть имплантирован через ограниченный доступ без стернотомии.
В небольшом количестве случаев комбинированные вспомогательные устройства для левого желудочка с помощью лекарственной терапии позволили сердцу восстановиться в достаточной степени для того, чтобы устройство можно было удалить (эксплантировать).
Серия исследований, включающих использование HeartMate II LVAD доказал свою полезность в определении жизнеспособности и рисков использования LVAD для промежуточной трансплантации и целевой терапии.
Исследование протокола восстановления Harefield (HARPS) - это клиническое испытание для оценки того, могут ли пациенты с тяжелой сердечной недостаточностью, которым требуется поддержка VAD, восстановить достаточную функцию миокарда, чтобы можно было удалить устройство (известное как эксплантация). HARPS сочетает LVAD (HeartMate XVE) с обычными пероральными лекарствами от сердечной недостаточности, за которыми следует новый агонист β2 кленбутерол. Это открывает возможность того, что некоторые пациенты с прогрессирующей сердечной недостаточностью могут отказаться от трансплантации сердца.
На сегодняшний день 73% (11 из 15) пациентов, которые прошли режим комбинированной терапии, продемонстрировали достаточное выздоровление, чтобы позволить эксплантацию и избежать трансплантации сердца; отсутствие рецидива сердечной недостаточности у выживших пациентов составило 100% и 89% через один и четыре года после эксплантации, соответственно; средняя фракция выброса составила 64% через 59 месяцев после эксплантации; все пациенты относились к классу I по NYHA, при терапии кленбутеролом не сообщалось о значительных побочных эффектах.
Клиническое испытание REMATCH (рандомизированная оценка механической помощи при лечении застойной сердечной недостаточности) началось в мае 1998 г. и проводилось до июля 2001 г. в 20 центрах трансплантации сердца в США. Исследование было разработано для сравнения долгосрочной имплантации вспомогательных устройств для левого желудочка с оптимальным медицинским лечением пациентов с сердечной недостаточностью в терминальной стадии, которым требуется, но не соответствует требованиям, для трансплантации сердца. В результате клинических результатов устройство получило одобрение FDA по обоим показаниям в 2001 и 2003 годах соответственно.
Испытание продемонстрировало улучшение двухлетней выживаемости на 81% среди пациентов, получавших HeartMate XVE, по сравнению с оптимальным медицинское управление. Кроме того, исследование целевой терапии после исследования REMATCH продемонстрировало дополнительное улучшение на 17% (61% против 52%) годичной выживаемости пациентов, которым имплантировали VAD (HeartMate XVE), что повлияло на соответствующий выбор. кандидатов и сроки имплантации VAD.
Тест, проведенный в 2001 г. доктором. Эрик А. Роуз и группа исследования REMATCH с пациентами с застойной сердечной недостаточностью, которые не подходили для трансплантации, показали выживаемость через два года в 23% для тех, кому имплантировали LVAD, по сравнению с 8% для тех, кто лечился лекарствами. Двумя основными осложнениями имплантации VAD были инфекция и механический отказ (см. Ниже).
Согласно ретроспективному когортному исследованию, сравнивающему пациентов, получавших вспомогательное устройство для левого желудочка, и инотропную терапию в ожидании трансплантации сердца, у группы, получавшей LVAD, улучшились клинические и метаболические функции во время трансплантации с лучшим кровяным давлением, натрий, азот мочевины крови и креатинин. После трансплантации у 57,7% группы инотропа была почечная недостаточность по сравнению с 16,6% в группе LVAD; 31,6% группы инотропов имели правожелудочковую недостаточность по сравнению с 5,6% в группе LVAD; а выживаемость без событий составила 15,8% в группе инотропа по сравнению с 55,6% в группе LVAD.
Кровотечение является наиболее частым ранним послеоперационным осложнением после имплантации или эксплантации LVAD., что потребовало повторной операции у 60% получателей. Последствия массивных переливаний крови огромны и включают инфекцию, легочную недостаточность, увеличение затрат, правожелудочковую недостаточность, аллосенсибилизацию и передачу вируса, некоторые из которых могут оказаться фатальными или помешать трансплантации. Когда происходит кровотечение, оно влияет на годовую смертность по Каплан-Мейеру. Помимо сложности группы пациентов и сложности этих процедур, способствующих кровотечению, сами устройства могут способствовать тяжелой коагулопатии, которая может возникнуть при имплантации этих устройств.
Поскольку эти устройства обычно вызывают кровоток на небиологической поверхности, предрасполагающей кровь к свертыванию, необходимы меры антикоагуляции. Одно устройство, HeartMate XVE, разработано с биологической поверхностью, полученной из фибрина, и не требует длительной антикоагуляции (кроме аспирина); К сожалению, эта биологическая поверхность может также предрасполагать пациента к инфекции из-за избирательного уменьшения количества лейкоцитов определенных типов.
Новые конструкции VAD, которые сейчас одобрены для использования в Европейском сообществе и проходят испытания для одобрения FDA, имеют все, кроме устранены механические повреждения.
Трудно измерить артериальное давление у пациентов с LVAD с помощью стандартного мониторинга артериального давления, и в настоящее время его измеряют с помощью допплеровской ультрасонографии у амбулаторных пациентов и инвазивное артериальное кровяное давление мониторинг у стационарных пациентов.
Инфекция, связанная с VAD, может быть вызвана большим количеством различных организмов:
Лечение инфекции, связанной с VAD, чрезвычайно сложно Пострадавшая, многие пациенты умирают от инфекции, несмотря на оптимальное лечение. Первоначальное лечение должно проводиться антибиотиками широкого спектра действия, но необходимо приложить все усилия для получения подходящих образцов для посева. Окончательное решение относительно терапии антибиотиками должно быть основано на результатах микробиологических культур.
Другие проблемы включают иммуносупрессию, свертывание крови с инсультом и кровотечение, вызванное антикоагулянтами. Некоторые из компонентов полиуретана, используемых в устройствах, вызывают удаление части иммунных клеток при контакте с ними крови. Это предрасполагает пациента к грибковым и некоторым вирусным инфекциям, требующим соответствующей профилактической терапии.
Учитывая множество рисков и изменений образа жизни, связанных с имплантатами вспомогательного устройства для желудочков, это важно информировать потенциальных пациентов до принятия решения. В дополнение к консультациям врача доступны различные интернет-ресурсы, ориентированные на пациентов, которые могут помочь в обучении пациентов.
Это неполный список, который может никогда не быть полным. Упомянутые дополнения приветствуются
Устройство | Производитель | Тип | Статус утверждения по состоянию на июль 2010 г. |
---|---|---|---|
HeartAssist5 | ReliantHeart | Непрерывный поток, управляемый ротор с осевым потоком. | Одобрено для использования в Европейском Союзе. Детская версия одобрена FDA для использования детьми в США. Проходит клинические испытания в США на одобрение FDA. |
Новакор | Сердце Мира | Пульсирующий. | Было одобрено для использования в Северной Америке, Европейском Союзе и Японии. Сейчас не существует и больше не поддерживается производителем. (Приобретение компании HeartWare завершено в августе 2012 г.) |
HeartMate XVE | Thoratec | Pulsatile | Одобрен FDA для BTT в 2001 г. и DT в 2003 г. Сертифицированный знак CE. Сейчас редко используется из-за проблем с надежностью. |
HeartMate II | Thoratec | Непрерывный осевой поток с приводом от ротора, шариковые и чашечные подшипники. | Одобрено для использования в Северной Америке и ЕС. Знак CE авторизован. Одобрение FDA для BTT в апреле 2008 г. Недавно одобрено FDA в США для целевой терапии (по состоянию на январь 2010 г.). |
HeartMate III | Thoratec | Непрерывный поток, управляемый осевым ротором с магнитной подвеской. | Основные испытания HeartMate III начались в 2014 г. и поддерживаются CarewMedicalWear. Одобрение FDA для BTT в 2017 году |
Incor | Berlin Heart | Непрерывный поток, управляемый осевым ротором с магнитной подвеской. | Одобрено для использования в Европейском Союзе. Используется для получения разрешений по гуманитарным соображениям в индивидуальном порядке в США. Вступил в клинические испытания в США в 2009 году. |
Excor Pediatric | Berlin Heart | Внешнее мембранное насосное устройство, предназначенное для детей. | Одобрено для использования в Европейском Союзе. В декабре 2011 года FDA предоставило США исключение по использованию гуманитарных устройств. |
Jarvik 2000 | Jarvik Heart | Непрерывный осевой ротор, поддерживаемый керамическими подшипниками. | В настоящее время используется в США в качестве моста к трансплантации сердца в рамках клинических исследований, одобренных FDA. В Европе Jarvik 2000 получил сертификат CE Mark как для мостовидных протезов, так и для пожизненного использования. В настоящее время разрабатывается дочерняя версия. |
MicroMed DeBakey VAD | MicroMed | Непрерывный поток, приводимый в действие осевым ротором, поддерживаемым керамическими подшипниками. | Одобрено для использования в Европейском Союзе. Детская версия одобрена FDA для использования детьми в США. Проходит клинические испытания в США на одобрение FDA. |
VentrAssist | Ventracor | Непрерывный поток, управляемый гидродинамически подвешенным центробежным ротором. | Одобрено для использования в Европейском Союзе и Австралии. Компания объявила о банкротстве, пока в 2009 году продолжались клинические испытания на одобрение FDA. В настоящее время компания распущена, а интеллектуальная собственность продана Thoratec. |
MTIHeartLVAD | Непрерывный поток, приводимый в движение центробежным ротором с магнитной подвеской. | В настоящее время проходят испытания на животных, недавно успешно завершен 60-дневный имплантат теленка. | |
C-Pulse (теперь "Aquadex") | Sunshine Heart (теперь "CHF Solutions") | Пульсирующий, приводится в действие надувной манжетой вокруг аорты. | Коммерчески доступный в настоящее время |
HVAD | HeartWare | Миниатюрное устройство «третьего поколения» с центробежным кровотоком и ротором с гидромагнитной подвеской, которое можно разместить в перикардиальном пространстве. | Получен знак CE для распространения в Европе, январь 2009 г. Получено одобрение FDA в США, ноябрь 2012 г. Начато исследование BTT в США в октябре 2008 г. (завершено в феврале 2010 г.) и исследование DT в США в августе 2010 г. (регистрация завершена в мае 2012). Одобрение FDA для BTT в 2012 г. и DT в 2017 г. |
MVAD | HeartWare | Помпа HeartWare MVAD - это миниатюрное вспомогательное устройство для желудочков, находящееся на стадии разработки, примерно треть размера помпы HeartWare HVAD. | HeartWare завершила исследования GLP (сентябрь 2011 г.). |
DuraHeart | Terumo | Центробежный насос с магнитной левитацией. | Сертификат CE, испытания FDA США продолжаются по состоянию на январь 2010 года. |
Thoratec PVAD (Паракорпоральное желудочковое вспомогательное устройство) | Thoratec | Пульсирующая система включает три основных компонента: насос для крови, канюли и пневматический драйвер (консоль с двойным приводом или переносной драйвер VAD). | Обозначение CE. Получено одобрение FDA для BTT в 1995 году и для восстановления после кардиотомии (операции на открытом сердце) в 1998 году. |
IVAD - имплантируемое вспомогательное желудочковое вспомогательное устройство | Thoratec | Пульсирующая система включает три основных компонента: насос крови, канюли и пневматический драйвер (консоль с двойным приводом или переносной драйвер VAD). | Обозначение CE. Получено одобрение FDA для BTT в 2004 году. Разрешено только для внутреннего имплантата, но не для паракорпорального имплантата из-за проблем с надежностью. |
FiVAD | Leviticus Cardio | Универсальная беспроводная система для LVAD. Предоставить пациентам 6 часов свободы | Исследовательское устройство, 2 пациента в декабре 2018 года провели испытания с Ярвиком 2000 LVAD в Астане, проф. Пия. |