facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Global international scientific
analytical project
GISAP
GISAP logotip
Перевод страницы
 

НОВЫЙ ПОРТАТИВНЫЙ АППАРАТ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ ДЛЯ СЕРДЕЧНО-ЛЕГОЧНОЙ РЕАНИМАЦИИ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ (РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА)

НОВЫЙ ПОРТАТИВНЫЙ АППАРАТ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ ДЛЯ СЕРДЕЧНО-ЛЕГОЧНОЙ РЕАНИМАЦИИ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ (РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА)
Зураб Чхаидзе, профессор, доктор, ph.d. медицинских наук

Нодар Ходели, профессор, ph.d. медицинских наук, профессор

Тбилисский государственный Университет им. И. Джавахишвили, Грузия

Участник конференции

В статье описывается аппарат собственной конструкции, предназначенный для проведения экстракорпоральной сердечно-лнгочной реанимации при острой внегоспитальной остановке сердечной деятельности. Рассмастирается конструкторская новизна кровяного насоса и принцип его работы. Приведены его технические данные.

Ключевые слова: кровяной насос, экстракорпоральная циркуляция, сердечно-легочная реанимация.

This article describes the new machine of own design, intended for extracorporeal cardiopulmonary resuscitation in acute out of hospital cardiac arrest. Considered engineering novelty of blood pump and its working principles. Given its technical data.

Keywords: blood pump, extracorporeal circulation, cardiopulmonary resuscitation.

 

Общепринятые методы сердечно-легочной реанимации, скрупулезно разрабатывались на протяжении последнего полувека. Они основаны на строго расписанных компонентах, проводимых согласно реанимационному алфавиту Сафара. В этом комплексе выдержана последовательность действий реаниматолога, по их английскому названию, которые обозначаются соответствующими буквами.

  • A – Airway – обеспечение проходимости дыхательных путей;
  • B – Breathing – искусственная вентиляция легких (ИВЛ) доступным способом, например при дыхании “рот в рот”;
  • C – Circulation – обеспечение гемоциркуляции – непрямой массаж сердца.
  • D – Drugs – введение лекарственных средств.
  • E – Electrocardiography – регистрация ЭКГ.
  • F – Fibrilation – проведение при необходимости электрической дефибрилляции (кардиоверсия).
  • G – Gauging – оценка первичных результатов.
  • H – Hypothermy – охлаждение головы.
  • I – Intensive care – проведение интенсивной терапии постреанимационных синдромов.

После внезапной остановки кровообращения, произошедшей вне госпиталя, успех реанимации, наряду с другими факторами, во многом определяется временем начала реанимационных мероприятий, компетентностью реаниматологов и интенсивностью манипуляций [7]. Согласно общепринятому международному гайдлайну(Guidelines on Cardiopulmonary Resuscitation, 2005) бригада реаниматологов должна состоять из 5 человек, из которых один является руководителем бригады и в манипуляциях непосредственного участия не принимает. Это указывает на серьезность и многокомпонентность метода в целом и необходимость координации действий. Современное техническое оснащение реанимационной бригады (портативнай респиратор, механический кардиомассажер, различные приспособления для наружной компрессии тела, дефибриллятор, кардиограф и др.) значительно упрощает проведение манипуляций и облегчает работу медперсонала. Но несмотря на это, процент эффективности метода остается далеко неутешительным и по данным различных авторов, долгосрочная выживаемость пациентов после сердечно-легочной реанимации колеблется в пределах 5-10% [2, 6].

Многолетний опыт накопленный специалистами, работающими в этой области медицины сформировал мнение, что при внезапной остановке кровообращения (сердца) решающим и определяющим успех метода реанимации является восстановление адекватной циркуляции крови. Согласно этому соображению, с 2011 года в реанимационном алфавите Сафара буква “C” перемещается на первую позицию и компонент – Circulation становится приоритетным. Причем, многочисленные экспериментальные исследования и клинический опыт однозначно подтверждают преимущества принудительного экстракорпорального искусственного кровообращения перед всеми другими компонентами реанимации.  Поэтому, при безуспешности стандартных манипуляций, бесспорным является своевременное начало экстракорпоральной перфузионной поддержки [1, 4, 5].

Последнее десятилетие ознаменовалось рядом успешных сердечно-легочных реанимаций с применением перфузионных систем “MAQUET”, “CAPIOX” и др. в которых насосную функцию выполняют роликовые или центрифужные насосы. Подобные насосы характеризуются известными недостатками, ограничивающими их широкое применение или требующими включения в систему перфузионной схемы определенных, корригирующих поток крови, технических приспособлений. Но главным недостатком этих насосов следует считать нефизиологичный характер кривой  давления, создаваемый ими в артериальной системе перфузируемого организма [3, 9]. Результатом этого может явиться ответная барорецепторная нейро-сосудистая реакция, проявляющаяся в микроциркуляторных нарушениях, накоплении метаболитов, буферных сдвигах и, в результате, нарушении органного кровотока с централизацией кровообращения [8, 10, 11]. Следует отметить, что описанные нарушения прямопропорциональны длительности и объемам перфузии. Данный вопрос становится наиболее актуальным, когда после восстановления сердечной деятельности, ослабленной сердечной мышце на определенный период требуется реабилитация, на практике достигаемая снятием пред- или постнагрузки. Понятно, что разгрузка миокарда по объему и давлению может реализоваться только применением кардиосинхронизированной контрпульсации [9, 12].

Группа специалистов Научно-Тренингового Центра Экспериментальной Хирургии Института Морфологии Тбилисского Государственного Университета с 2006 года, на базе прежних патентных разработок создала новую перфузионную систему, в которой насосную функцию выполняет двухкамерный кровяной пневмонасос (Рис. 1).

Основные характеристики насоса:

  • · В каждой камере совмещены функции венозного резервуара крови и насоса;
  • · Рабочее давление в камере создается нагнетанием в нее воздуха с объемной скоростью 3-5 л/мин;
  • · Максимальное давление в ресивере 1,5 атм;
  • · Заполнение камеры происходит самотеком при градиенте 40-60 см;
  • · Управление потоками воздуха и крови происходит наружным пережатием соответствующих магистралей так, что камеры находятся в рабочей противофазе;
  • · Пульсация кровяного потока достигается ритмичным пережатием артериальной магистрали;
  • · Пульсатор работает по анализу R-Rинтервала цикла электрокардиограммы, с возможностью управления сдвига задаваемого импульса и изменения интенсивности нарастания давления выброса (ΔP/Δt);
  • · Частота пульса 0-200 уд/мин;
  • · Общий объем каждой камеры – 500 мл;
  • · Рабочий объем каждой камеры – 400 мл;
  • · Максимальный ударный объем при частоте 80 уд/мин = 80-90 мл;
  • · Производительность насоса 0-7 л/мин;
  • · Возможность формирования ударного выброса как по объему, так и по давлению;
  • · Возможность разгрузки миокарда как управлением преднагрузкой, так и постнагрузкой;
  • · Нет касающихся крови внутренних клапанов;
  • · Нет касающихся крови механических деталей нагнетания;
  • · Возможность работы как в режиме ламинарного потока, так и в пульсирующем режиме;
  • · Возможность получения на выходе насоса потоков одновременно с различными характеристиками давления и объема;
  • · Габариты 30x30x60см
  • · Мобильность, транспортабельность, универсальность.

Учитывая перечисленные параметры нового кровяного насоса, предполагается его использование в аппаратах различного назначения:

  • · В аппаратах искусственного кровообращения для сердечно-легочного обхода во время кардиохирургических операций;
  • · В аппаратах для проведения экстракорпоральной мембранной оксигенации;
  • · В аппаратах для перфузионной консервации органов как insitu, так и изолировнных донорских органов exvivo.

Полностью вся система экстракорпорального жизнеобеспечения кроме насоса включает расположенные в определенной схематической последовательности: оксигенатор с теплообменником, смеситель газов, артериальный фильтр, а также, проточные модули мониторинга газов крови и температуры (Рис. 2). Данная система прошла стендовые испытания и апробирована в нескольких наладочных экспериментах на лабораторных животных. Предполагается проведение серии экспериментов на овцах в модели острой остановки кровообращения с проведением сердечно-легочной реанимации с помощью разработанного аппарата экстракорпорального жизнеобеспечения.

 

Литература:

  • 1. Arnaoutoglou H, Petrou A, Tefa L, Drossos G, Matsagas M, Papadopoulos G. Successful cardiac and cerebral resuscitation with extracorporeal circulation and mild hypothermia. Minerva Anestesiol. 2006;72(9):763-766. 
  • 2. Berg RA, Böttiger BW, Callaway C, Clark RSB, Geocadin RG, Jauch EC, Kern KB, Laurent I, Longstreth WT, Merchant RM, Morley P, Morrison LJ, Nadkarni V, Peberdy MA,   Rivers EP, Rodriguez-Nunez A, Sellke FW, Spaulding C, Sunde K, Vanden Hoek T. Post-cardiac arrest syndrome: Epidemiology, pathophysiology, treatment, and prognostication. Resuscitation. 2008;79(3):350-370.
  • 3. Dapper F, Neppl H, Wozniak G, Strube I, Zickmann B, Hehrlein FW, Neuhof H. Effects of pulsatile and nonpulsatile perfusion mode during extracorporeal circulation-a comparative clinical study. Thorac cardiovasc Surg. 1992;40(6):345-351.
  • 4. Foerster K, D’Inka M, Beyersdorf F, Benk C, Nguyen-Thanh T, Mader I, Fritsch B, Ihling C, Mueller K, Heilmann C, Trummer G. Prolonged cardiac arrest and resuscitation by extracorporeal life support: favourable outcome without preceding anticoagulation in an experimental setting. Perfusion. 2013;28(6):520-528.
  • 5. Gazmuri RJ, Weil MH, von Planta M, Gazmuri RR, Shah DM, Rackow EC. Cardiac resuscitation by extracorporeal circulation after failure of conventional CPR. J Lab Clin Med. 1991;118(1):65-73.
  • 6. Mayo V. J. The quest to improve cardiac arrest survival: overcoming the hemodynamic effect of ventilation. Crit. Care Med. 2005;33:898-899.
  • 7. Nolan JP, Neumar RW, Adrie C, Aibiki M, Berg RA. Update and simplification of the Utstein templates for resuscitation registries. A statement for healthcare professionals from a task force of the international liaison committee on resuscitation. Resuscitation. 2004;63(3):233-249. 
  • 8. Jennifer E, James A, de Burgh Daly M.  Effects of graded pulsatile pressure on the reflex vasomotor responses elicited by changes of imean pressure in the perfused carotid sinus-aortic arch regions of the dog. J. Physol. 1971;214:51-64.
  • 9. Khodeli N, Shengelia O, Chkhaidze Z, Partsakhashvili D, Sologashvili T. New Type of Pump for the Heart-Lung Bypass System. The Heart Surgery Forum. 2010;(1)Suppl 2:1-175.
  • 10. Koushanpour E. Baroreceptor discharge behavior and resetting Baroreceptor Reflexes. 1991-Springer.9-44.  
  • 11. Nishimura T, Tatsumi E, Nishinaka T, Taenaka Y, Nakata M, Takano H. Prolonged nonpulsatile left heart bypass diminishes vascular contractility.The International Journal of Artificial Organs. 1999;22(7):492-498.
  • 12. Sezai A,  Shiono M, Orime Y, Nakata K, Hata M, Iida M, Kashiwazaki S, Kinoshita J, Nemoto M, Koujima T, Furuichi M, Eda K, Hirose H, Yoshino T, Saitoh A, Taniguchi Y, SezaiY. Major organ function under mechanical support: comparative studies of pulsatile and nonpulsatile circulation. Artificial Organs. 1999;23(3):280-285.
1. Arnaoutoglou H, Petrou A, Tefa L, Drossos G, Matsagas M, Papadopoulos G. Successful cardiac and cerebral resuscitation with extracorporeal circulation and mild hypothermia. Minerva Anestesiol. 2006;72(9):763-766. 
2. Berg RA, Böttiger BW, Callaway C, Clark RSB, Geocadin RG, Jauch EC, Kern KB, Laurent I, Longstreth WT, Merchant RM, Morley P, Morrison LJ, Nadkarni V, Peberdy MA,   Rivers EP, Rodriguez-Nunez A, Sellke FW, Spaulding C, Sunde K, Vanden Hoek T. Post-cardiac arrest syndrome: Epidemiology, pathophysiology, treatment, and prognostication. Resuscitation. 2008;79(3):350-370.
3. Dapper F, Neppl H, Wozniak G, Strube I, Zickmann B, Hehrlein FW, Neuhof H. Effects of pulsatile and nonpulsatile perfusion mode during extracorporeal circulation-a comparative clinical study. Thorac cardiovasc Surg. 1992;40(6):345-351.
4. Foerster K, D’Inka M, Beyersdorf F, Benk C, Nguyen-Thanh T, Mader I, Fritsch B, Ihling C, Mueller K, Heilmann C, Trummer G. Prolonged cardiac arrest and resuscitation by extracorporeal life support: favourable outcome without preceding anticoagulation in an experimental setting. Perfusion. 2013;28(6):520-528.
5. Gazmuri RJ, Weil MH, von Planta M, Gazmuri RR, Shah DM, Rackow EC. Cardiac resuscitation by extracorporeal circulation after failure of conventional CPR. J Lab Clin Med. 1991;118(1):65-73.
6. Mayo V. J. The quest to improve cardiac arrest survival: overcoming the hemodynamic effect of ventilation. Crit. Care Med. 2005;33:898-899.
7. Nolan JP, Neumar RW, Adrie C, Aibiki M, Berg RA. Update and simplification of the Utstein templates for resuscitation registries. A statement for healthcare professionals from a task force of the international liaison committee on resuscitation. Resuscitation. 2004;63(3):233-249. 
8. Jennifer E, James A, de Burgh Daly M.  Effects of graded pulsatile pressure on the reflex vasomotor responses elicited by changes of imean pressure in the perfused carotid sinus-aortic arch regions of the dog. J. Physol. 1971;214:51-64.
9. Khodeli N, Shengelia O, Chkhaidze Z, Partsakhashvili D, Sologashvili T. New Type of Pump for the Heart-Lung Bypass System. The Heart Surgery Forum. 2010;(1)Suppl 2:1-175.
10. Koushanpour E. Baroreceptor discharge behavior and resetting Baroreceptor Reflexes. 1991-Springer.9-44.  
11. Nishimura T, Tatsumi E, Nishinaka T, Taenaka Y, Nakata M, Takano H. Prolonged nonpulsatile left heart bypass diminishes vascular contractility.The International Journal of Artificial Organs. 1999;22(7):492-498.
12. Sezai A,  Shiono M, Orime Y, Nakata K, Hata M, Iida M, Kashiwazaki S, Kinoshita J, Nemoto M, Koujima T, Furuichi M, Eda K, Hirose H, Yoshino T, Saitoh A, Taniguchi Y, SezaiY. Major organ function under mechanical support: comparative studies of pulsatile and nonpulsatile circulation. Artificial Organs. 1999;23(3):280-285.
Комментарии: 2

Чиглинцев Александр Юльевич

С учетом существование международного патентного права, данная разработка имеет "права гражданства", только при получении патента, в противном случае это все изобретения в "сарае". С уважением Чиглинцев А.Ю. (автор 16 изобретений).

Кулиева Хокума

Нет сомнений, что разработанный авторами аппарат имеет важное значение для сердечно-легочной реанимации (думаю не только в полевых условиях). На основе представленных в статье технических данных сложно оценить изобретение: из рис.2 трудно представить портативный вариант аппарата. Авторы указывают на успешное проведение испытаний, желаю благополучного оформления и представления данных для получения патента. Удачи...
Комментарии: 2

Чиглинцев Александр Юльевич

С учетом существование международного патентного права, данная разработка имеет "права гражданства", только при получении патента, в противном случае это все изобретения в "сарае". С уважением Чиглинцев А.Ю. (автор 16 изобретений).

Кулиева Хокума

Нет сомнений, что разработанный авторами аппарат имеет важное значение для сердечно-легочной реанимации (думаю не только в полевых условиях). На основе представленных в статье технических данных сложно оценить изобретение: из рис.2 трудно представить портативный вариант аппарата. Авторы указывают на успешное проведение испытаний, желаю благополучного оформления и представления данных для получения патента. Удачи...
Партнеры
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.