Аппарат искусственного кровообращения

Аппарат искусственного кровообращения (АИК), или аппарат «искусственное сердце — лёгкие» — специальное медицинское оборудование, обеспечивающее жизнедеятельность человека при частичной или полной невозможности выполнения функций сердца и/или лёгких.

Модель образца 1992 г. Аппарат искусственного кровообращения MAQUET HL 20

Первый аппарат искусственного кровообращения (автожектор) был сконструирован советскими учёными С. С. Брюхоненко и С. И. Чечулиным в 1926 году^[1]^[2]^[3]^[4]. Аппарат был применён в экспериментах на собаках, однако это устройство не использовалось в клинической практике при операциях на сердце человека. 3 июля 1952 года в США американский кардиохирург и изобретатель Форест Дьюи Додрилл провёл первую успешную операцию на открытом сердце человека с использованием аппарата искусственного кровообращения «Dodrill-GMR», разработанного им в сотрудничестве с компанией General Motors^[5]^[6].

В СССР первая успешная операция с искусственным кровообращением выполнена А. А. Вишневским в 1957 году^[7].

Наряду с искусственным кровообращением, предусматривающим полную замену насосной функции сердца и газообменной функции лёгких механическими устройствами, применяют регионарное искусственное кровообращение, осуществляя перфузию отдельного органа или области организма, временно изолированных от остальной сосудистой системы, для подведения больших концентраций лекарственных веществ непосредственно к очагу поражения.

Помимо аппаратов искусственного кровообращения (АИК) в клинической практике широко применяются аппараты вспомогательного кровообращения (АВК) для поддержания оксигенации и частичного замещения функции сердца.

Конструкция АИКПравить

Конструктивно аппарат представляет собой совокупность компонент, состоящую из консоли с насосами и блоком управления с необходимым набором датчиков и вспомогательной оснастки (инфузионные стойки, полки из нержавеющей стали, венозный зажим). На подвижной консоли устанавливаются роликовые насосы с частотой вращения роликов до 250 об/мин, что позволяет получать потоки крови от 0 до 11,2 литра в минуту на трубках ½". Один из насосов (артериальный) перекачивает кровь из венозной системы в артериальную. Второй — предназначен для дренажа левого желудочка сердца, третий — для отсоса крови из раны и возвращения её в экстракорпоральный контур, четвёртый и пятый насосы используют для различных режимов кардиоплегии. Для уменьшения размеров аппарата и обеспечения согласованных режимов кровяной кардиоплегии насосы могут быть объединены в единый насосный модуль с 2 независимыми моторами в едином корпусе и с совместным электронным модулем контроля. Кроме насосов, аппарат снабжён блоком контроля давления, электротермометром, смесителем газов, таймерами, детекторами уровня и пузырьков — объединёнными в блок управления.

Насосы для крови используют трёх типов: создающие отдельно систолу и диастолу (основаны на принципе изменения объёма камеры мембраной при помощи гидравлической или пневматической среды); создающие кровоток в гибких трубках расширением или сжатием (клапаны размещены в просвете трубки или вне её); создающие кровоток прерывистой волной (роликовые и пальчиковые). Все насосы для крови по механизму действия разделяются на насосы с постоянным и переменным ударным объёмом, а по характеру создаваемого ими тока крови - на насосы с малой и большой пульсацией. Для реализации температурных режимов используют теплообменник с терморегулирующим устройством. Система управления обеспечивает заданные режимы работы как отдельных функциональных узлов, так и аппарата в целом.

Аппарат искусственного кровообращения приводят в действие при помощи гидравлического, пневматического или электромеханического приводов. При аварийном режиме применяют ручной привод. В мире создано множество различных по назначению аппаратов искусственного кровообращения: для изолированной химиотерапии злокачественных новообразований, воспалительных процессов и деструктивных поражений; для вспомогательного искусственного кровообращения при нарушениях сердечной и дыхательной функции; для реанимации больных, находящихся в состоянии клинической смерти; для поддержания жизнедеятельности изолированных органов, предназначенных для последующей пересадки. Все аппараты имеют общую структурную схему и отличаются друг от друга производительностью, особенностями систем управления или дополнительными специальными функциональными узлами.

Производители АИК и АВК в СССРПравить

В период с конца 1960-х годов в СКБ МТ КЧХЗ (основной продукцией которого являлись механические искусственные клапаны сердца) были разработаны, изготовлены и переданы в клиники сотни аппаратов вспомогательного кровообращения, работающих по методу внутриаортальной баллонной контрпульсации, (АВК-1, АВК-2, АВК-3, АВК-5М, АВК-7 и транспортный вариант — АВКТ). В 1981 году был создан аппарат «АВК-5МС» с электрокардиостимулятором. В 1984 году разработан аппарат вспомогательного и искусственного кровообращения «АВИК-9М», способный до 10 суток осуществлять совместно или раздельно электрическую стимуляцию сердца и вспомогательное кровообращение. В 1986 году освоен аппарат «АВИК-10» для управления работой насосов вспомогательного кровообращения. Блок оперативного контроля вспомогательного кровообращения «ВК-02», предназначенный для контроля за состоянием пациента в операционных, с успехом применялся в кардиоклиниках страны, и был удостоен серебряной медали ВДНХ^[8].

Аппарат АВК-5М
Аппарат АВКТ-2
Аппарат АВИК-10
Блок ВК-02

Подключение АИКПравить

Схема и техника подключения АИК могут быть различными в зависимости от операционного доступа и вида патологии сердца (или сосуда). Для нагнетания крови чаще используют одну из бедренных или подвздошных артерий, откуда ретроградно кровь поступает в брюшную и грудную аорту, затем в её дугу, проходя в сосуды, питающие мозг и сердце (коронарные сосуды). Иногда артериализированную кровь нагнетают через канюлю в восходящий отдел аорты. Дренирование венозной системы производят либо с помощью двух пластмассовых катетеров, введённых в обе полые вены через правое предсердие либо с помощью одного катетера, введённого в правое предсердие или желудочек. Венозная кровь поступает в оксигенатор АИК, где насыщается кислородом, и насосом АИК направляется в артериальную систему больного. Обе эти манипуляции производят после введения в кровь больного гепарина в дозе 2—3 мг на 1 кг веса тела. Для большей безопасности больного канюлирование артериальной системы должно предшествовать катетеризации венозного русла^[7].

Проведение искусственного кровообращенияПравить

Проведение искусственного кровообращения начинают с одновременного включения артериального насоса и снятия зажимов с венозной линии аппарата, не допуская полного оттока крови из организма. Синхронно увеличивая производительность насоса и величину венозного притока, доводят объёмную скорость перфузии до расчётной (2,2—2,4 л/мин на 1 м² поверхности тела). В дальнейшем руководствуются критериями адекватности перфузии.

Длительность искусственного кровообращения зависит от характера патологии и колеблется от нескольких минут (ушивание дефекта межпредсердной перегородки, ликвидация изолированного клапанного стеноза лёгочного ствола) до многих часов (одновременное протезирование нескольких клапанов сердца)^[7].

Переход на естественное кровообращение начинают с постепенного или одномоментного прекращения поступления крови в аппарат с одновременным уменьшением производительности артериального насоса. Нагнетание крови в артерии полностью прекращают по достижении оптимального объёма циркулирующей крови в сосудистом русле больного, о чём судят по величине центрального венозного давления, которая должна составлять в этот момент 150—180 мм водного столба.

В случае длительного искусственного кровообращения (свыше 1 часа) целесообразно сочетать его с искусственной гипотермией, которая сопровождается снижением потребности организма в кислороде, что позволяет уменьшить объёмную скорость перфузии, а тем самым и травму форменных элементов крови. В большинстве случаев достаточна умеренная гипотермия (температура в пищеводе не ниже 28°). Глубокая гипотермия до 15—10° применяется крайне редко, при необходимости временной полной остановки кровообращения.

При проведении искусственного кровообращения широко применяют метод управляемой гемоделюции, то есть разбавления циркулирующей крови замещающими жидкостями (например, низкомолекулярными растворами электролитов, сахаров или белков)^[7].

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

↑ Брюхоненко С. С., Чечулин С. И. Опыты по изолированию головы собаки (с демонстрацией прибора) // Труды II Всесоюзного съезда физиологов. — Л., 1926. — С. 289—290.
↑ Бакулев А. Н. Современные вопросы искусственного кровообращения в эксперименте и клинике. — М., 1966. — С 5.
↑ Андреев С. В., Косарев И. Н. Центральные научно-исследовательские лаборатории медицинских вузов СССР. — М., 1971. — С. 41.
↑ С. С. Брюхоненко и С. И. Чечулин — рождение искусственного кровообращения. // Новости медицины и фармации, 10 (365), 2011
↑ The Michigan Heart: The World’s First Successful Open Heart Operation? Part I — Stephenson — 2007 — Journal of Cardiac Surgery — Wiley Online Library (неопр.). Дата обращения: 11 ноября 2014. Архивировано 29 ноября 2014 года.
↑ American Heart Association — Building healthier lives, free of cardiovascular diseases and stroke (неопр.). Дата обращения: 11 ноября 2014. Архивировано 23 августа 2017 года.
↑ ¹ ² ³ ⁴ Бунятян А. А., Осипов В. П. Искусственное кровообращение (неопр.). Дата обращения: 5 июля 2014. Архивировано 9 августа 2013 года.
↑ Уткин В. В. Завод у двуречья. 1973—1992 (часть 1). — Кирово-Чепецк: ОАО «Кирово-Чепецкий химический комбинат им. Б. П. Константинова», 2007. — 144 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-85271-293-6.

ЛитератураПравить

Осипов В. П., Бунятян A. А. Искусственное кровообращение // Большая медицинская энциклопедия, 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия. — Т. 9.
Шумаков В. И. Вспомогательное кровообращение // Большая медицинская энциклопедия, 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия. — Т. 4.

СсылкиПравить

Искусственное кровообращение (рус.). Сердечно-сосудистая хирургия. Кардиолог - сайт о заболеваниях сердца и сосудов. Дата обращения: 13 июня 2019.
А.В. Царев, Л.В. Усенко. С.С. Брюхоненко и С.И. Чечулин — рождение искусственного кровообращения (рус.) // Новости медицины и фармации : Газета. — Донецк: Издательский дом «Заславский», 2011. — № 10 (365).

ДокументалистикаПравить

Аппарат искусственного кровообращения Брюхоненко. Документальный фильм из цикла «Первые в мире». Автор и режиссёр: Алексей Артемьев. ООО «Голд Медиум» по заказу ВГТРК. 2018 г. ГТРК «Культура». 13.06.2019. 13 минут.

[1] Брюхоненко С. С., Чечулин С. И. Опыты по изолированию головы собаки (с демонстрацией прибора) // Труды II Всесоюзного съезда физиологов. — Л., 1926. — С. 289—290.

[2] Бакулев А. Н. Современные вопросы искусственного кровообращения в эксперименте и клинике. — М., 1966. — С 5.

[3] Андреев С. В., Косарев И. Н. Центральные научно-исследовательские лаборатории медицинских вузов СССР. — М., 1971. — С. 41.

[4] С. С. Брюхоненко и С. И. Чечулин — рождение искусственного кровообращения. // Новости медицины и фармации, 10 (365), 2011

[5] The Michigan Heart: The World’s First Successful Open Heart Operation? Part I — Stephenson — 2007 — Journal of Cardiac Surgery — Wiley Online Library (неопр.). Дата обращения: 11 ноября 2014. Архивировано 29 ноября 2014 года.

[6] American Heart Association — Building healthier lives, free of cardiovascular diseases and stroke (неопр.). Дата обращения: 11 ноября 2014. Архивировано 23 августа 2017 года.

[ordo01-7] ¹ ² ³ ⁴ Бунятян А. А., Осипов В. П. Искусственное кровообращение (неопр.). Дата обращения: 5 июля 2014. Архивировано 9 августа 2013 года.

[8] Уткин В. В. Завод у двуречья. 1973—1992 (часть 1). — Кирово-Чепецк: ОАО «Кирово-Чепецкий химический комбинат им. Б. П. Константинова», 2007. — 144 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-85271-293-6.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]