Основний контур
Відео: 3ТЕ10м зупинка водяного насоса основного контуру
Апарат штучного кровообігу (АШК) складається з п`яти основних компонентів: венозний резервуар, оксигенатор, теплообмінник, головний насос і артеріальний фільтр (рис. 21-1). У сучасних моделях АІК є одноразовий моноблок, в якому об`єднані резервуар, оксигенатор і теплообмінник. Більшість моделей АІК забезпечені також окремими допоміжними насосами, які призначені для забору крові з рани (кардіотоміческій відсмоктування), дренажу ЛШ і кардіоплегії. Крім того, використовують додаткові фільтри, тривожну сигналізацію, а також вбудовані монітори тиску, SO2 і температури.
Перед початком застосування АІК заправляють розчином (1500-2000 мл для дорослих), в якому не повинно бути бульбашок повітря. Зазвичай використовують збалансований сольовий розчин, але в нього часто додають інші компоненти: колоїди (альбумін або гідроксіетильованого крохмаль), манітол (для захисту нирок), гепарин (500-1000 одиниць), бікарбонат і калій (якщо не передбачається проведення кардіоплегії). На початку ІК гемодилюция в більшості випадків призводить до зниження гематокриту до 25%. Кров, щоб уникнути надмірної гемодилюції, використовують в якості заправного розчину тільки у маленьких дітей, а також у дорослих з вираженою анемією.
резервуар
У резервуар АІК кров від хворого (зазвичай з правого передсердя) надходить через одну або дві венозних канюлі під дією сили тяжіння. Оскільки венозний тиск в нормі низька, то рушійна сила прямо пропорційна різно
сті висоти між пацієнтом і резервуаром і обернено пропорційна опору канюль і трубок. Заправка АІК призводить до ефекту сифона. Попадання повітря в резервуар стає причиною виникнення повітряної пробки, яка перешкоджає току крові. Рівень рідини в резервуарі є критичним параметром: якщо резервуар випорожнюється, повітря може потрапити в головний насос і викликати летальну повітряну емболію. Як правило, в АІК є тривожна сигналізація, що попереджає про низький рівень рідини в резервуарі.
оксигенатор
Під дією сили тяжіння кров надходить з нижньої частини венозного резервуара в оксигена-тор. В даний час використовують два типи окси-генаторов - бульбашкові і мембранні. Вони відрізняються за способом контакту крові з газовою сумішшю (головним чином з киснем), що проходить через оксигенатор. Крім того, в патрубок подачі газової суміші нерідко додають CO2 і інгаляційні анестетики.
А. Бульбашкові оксигенатори. У бульбашкових оксигенатори газообмін відбувається при прямому контакті газу з кров`ю. Венозна кров взаємодіє з киснем, що надходять че;
рез маленькі отвори на дні оксигенатора. В результаті утворюється багато крихітних пухирців (піна). Чим менше розмір бульбашок, тим більше площа поверхні газообміну. Потім бульбашки видаляються за допомогою пропускання крові через піногасник (електрично заряджений силіконовий полімер). Ступінь OK-сігенаціі залежить від величини потоку, площі поверхні газообміну (розміру і числа бульбашок) і часу проходження крові через колонку оксигенатора. Видалення CO2 прямо пропорційно потоку кисню PI зазвичай не викликає особливих проблем. Таким чином, PaO2 і PaCO2 взаємопов`язані і залежать від потоку кисню. Якщо регуляцію КОС проводять в режимі рН-stat (див. Нижче), то іноді необхідно додавання CO2. Як правило, бульбашкові оксигенатори дешевше мембранних- але їх головний недолік полягає в тому, що вони травмують формені елементи крові. Чим довше триває ІК, тим виражено пошкодження. Якщо тривалість ІК не перевищує 2 ч, істотною травми формених елементів крові в бульбашкових оксигенатори не відбувається. В цьому випадку конструктивні відмінності між обома типами оксигенаторів клінічно не проявляються.
Б. Мембранні оксигенатори. Взаємодія між кров`ю і газом в мембранних оксіге-
Мал. 21-1. Схема апарату штучного кровообігу.
Відео: Установка для плазмового різання металу поповнила верстатний парк АТ Контур nanonews 2011
Місцезнаходження головного насоса в контурі залежить від типу оксигенатора: насос поміщають дистальнее бульбашкового оксигенатора, але проксимальніше мембранного, оскільки останній створює більший опір потоку кровінаторії здійснюється через дуже тонку газопроникних силіконову мембрану. Оксигена-ція обернено пропорційна товщині шару крові, що знаходиться в контакті з мембраною, тоді як PaCO2 (як і в бульбашкових оксигенатори) залежить від газового потоку. Оскільки FiO2 може варіюватися, мембранні оксигенатори дозволяють незалежно управляти PaO2 і PaCO2. Мембранні оксигенатори менше ушкоджують формені елементи крові, тому їх слід використовувати при тривалому ІК.
теплообмінник
Кров з оксигенатора надходить в теплообмінник. Тут вона охолоджується або нагрівається, в залежності від температури води, що циркулює в обміннику (4-42 0C) - теплопередача відбувається в результаті кондукції. Розчинність газів знижується при підвищенні температури крові, тому для уловлювання будь-яких бульбашок, які можуть утворитися при зігрівання крові, в апараті встановлено фільтр.
основний насос
У сучасних моделях АІК для перекачування крові застосовують або роликові, або центри-фужние насоси.
А. Роликовий насос створює потік шляхом стискання трубки великого діаметру обертовим роликом в головній насосній камері. Неповне перетискання трубки запобігає надмірному пошкодження еритроцитів. Завдяки постійній швидкості обертання роликів кров виштовхується незалежно від встречаемого опору, так що виникає постійний непульсірующій потік, величина якого прямо пропорційна числу обертів на хвилину. Деякі моделі насосів забезпечені запасною батареєю аварійного живлення для роботи в разі неполадок в електропостачанні. Все роликові насоси мають ручний привід.
Б. Центрифужний насос складається з декількох співвісно з`єднаних конусів в пластиковому корпусі. Коли вони обертаються, що створюються відцентрові сили нагнітають кров від розташованого в центрі впускного штуцера до периферії. Продуктивність центрифужних насосів, на відміну від такої у роликових, залежить від тиску в системі і тому підлягає контролю електромагнітним витратоміром. Підвищення тиску в контурі дистальніше насоса зменшує потік, що має бути компенсовано збільшенням швидкості роботи насоса. У центрифужних
насосах не використовують оклюзію, внаслідок чого в них менше пошкоджується кров, ніж в роликових. В. Пульсирующий потік. Деякі моделі роликових насосів формують пульсуючий потік крові. Пульсація створюється або миттєвими коливаннями швидкості обертання роликових головок, або додається вже після того, як потік згенерований. Центрифужні насоси не здатні забезпечити пульсуючий потік. На думку деяких фахівців пульсуючий потік покращує перфузію тканин, сприяє кращій екстракції кисню в тканинах, послаблює вивільнення стресових гормонів і забезпечує меншу ОПСС під час ІК. Ці спостереження підтверджені в експериментальних дослідженнях, які виявили поліпшення ниркового і мозкового кровообігу у тварин при перфузії пульсуючим потоком.
артеріальний фільтр
Мікрочастинки (тромби, частки жиру, кальцієві депозити, фрагменти тканин) потрапляють в кро-вотока при ІК регулярно. Для попередження системної емболії необхідно встановити фільтр на лінії артеріальної магістралі (діаметр пор 27-40 мкм). Крім того, допоміжні фільтри під`єднують і в інших ділянках контура. Після фільтрації кров надходить до хворого через канюлю в висхідній аорті. Нормально функціонуючий аортальний клапан запобігає ретроградний закид крові з висхідної аорти в ЛШ.
Паралельно з артеріальним фільтром монтують шунт, який в нормальних умовах перетиснено. Це потрібно на випадок, якщо фільтр засмічується або створює великий опір. З тієї ж причини тиск в артеріальній магістралі вимірюють перед фільтром. Фільтр також дозволяє вловлювати бульбашки повітря, які видаляються за допомогою вбудованого триходового крана.
Допоміжні насоси і пристрої
А. Кардіотоміческій відсмоктування. Насос кардіотомі-чеського відсмоктування видаляє кров з хірургічного поля під час PlK і повертає її в венозний резервуар основного насоса. Для цієї мети можна використовувати і так званий cell-saver - особливим чином сконструйований відсмоктування, що не руйнує клітини і забезпечений окремим резервуаром. В кінці операції кров з резервуара cell-saver`a центрифугируют, відмивають і вводять хворому. Надмірне розрідження, що виникає при технічних погрішності, призводить до допол-
чої пошкодження еритроцитів. Надмірне використання cell-saver`a під час ІК зменшує обсяг крові в контурі АІК. Звичайний вакуумний відсмоктувач (підключений до лікарняного системі розводки) дуже сильно пошкоджує еритроцити, тому кров з його резервуара не підлягає реінфузії.
Б. Дренаж ЛШ. В процесі проведення ІК кров скупчується в ЛШ в результаті залишкового кровотоку в легенях по бронхіальних артеріях (які відгалужуються безпосередньо від аорти або міжреберних артерій), в тебезіевих судинах (гл. 19) або через аортальної регургітації. Аортальна регургітація виникає через органічних (аортальна недостатність) або функціональних (хірургічні маніпуляції на серці) порушень. Розтягування ЛШ кров`ю перешкоджає захисту міокарда і вимагає декомпресії (дренажу). У більшості кардіохірургічес-ких центрів дренаж виконують за допомогою катетера, введеного в ЛШ через праву верхню легеневу вену і ліве передсердя. Рідше катетер вводять через верхівку ЛШ. Кров, дренируемой з ЛШ, пропускають через фільтр і повертають в венозний резервуар.
В. кардіоплегічним насос. Для подачі кар-діоплегіческого розчину найчастіше використовують вбудований в АІК допоміжний насос. Цей пристрій дозволяє оптимально контролювати тиск в системі, об`ємну швидкість інфузії і температуру. Окремий теплообмінник забезпечує управління температурою кардіоплегічес-кого розчину. При спрощеному варіанті охолоджене кардіоплегічним розчин вводять під тиском з пластикового мішка.
Г. ультрафільтри. Ультрафільтрацію при ІК іноді застосовують для підвищення гематокриту без трансфузии. Ультрафільтри складаються з порожніх капілярних волокон, які функціонують як мембрани, відокремлюючи рідку фазу крові від її клітинних і білкових компонентів. До фільтру кров надходить або з артеріальною боку головного насоса, або від венозного резервуара з використанням допоміжного насоса. Під дією гідростатичного тиску вода і електроліти проходять через мембрану волокон. Швидкість фільтрації - до 40 мл / хв.
