Реферат: Практическое пособие Москва 1998 Оглавление Оглавление 3 устройство современных аппаратов искусственного кровообращения 4 регуляция свертывающей системы крови во время искусственного кровообращения 22

Научный центр хирургии Российской Академии Медицинских Наук

Л.С.ЛОКШИН, Г.О.ЛУРЬЕ, И.И.ДЕМЕНТЬЕВА.

ИСКУССТВЕННОЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ В СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ХИРУРГИИ

Практическое пособие

Москва 1998
Оглавление
Оглавление 3

1. УСТРОЙСТВО СОВРЕМЕННЫХ АППАРАТОВ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ 4

2.РЕГУЛЯЦИЯ СВЕРТЫВАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ КРОВИ ВО ВРЕМЯ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ 22

3. КИСЛОТНО-ЩЕЛОЧНОЕ СОСТОЯНИЕ И ЭЛЕКТРОЛИТНЫЙ БАЛАНС КРОВИ 29

^ 4.ГЕМОДИЛЮЦИЯ И ЗАПРАВОЧНЫЕ РАСТВОРЫ 40

5.ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ ПЕРФУЗИИ 44

6.УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ КРОВИ ПРИ ОПЕРАЦИЯХ С ИСКУССТВЕННЫМ КРОВООБРАЩЕНИЕМ 46

^ 7. ЗАЩИТА МИОКАРДА ПРИ ОПЕРАЦИЯХ НА ОТКРЫТОМ СЕРДЦЕ 52

8. ИСКУССТВЕННОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ С ПУЛЬСИРУЮЩИМ ПОТОКОМ КРОВИ. 58

9.ОБЪЕМНАЯ СКОРОСТЬ ПЕРФУЗИИ И ЕЕ АДЕКВАТНОСТЬ. 60

^ 10. МОНИТОРИНГ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ 63

11. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ 65

12. ИСКУССТВЕННОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ У ДЕТЕЙ 70

13.ИСКУССТВЕННОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ ПРИ ОПЕРАЦИЯХ НА АОРТЕ 75

14.ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ 78



^ 1. УСТРОЙСТВО СОВРЕМЕННЫХ АППАРАТОВ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ
Оксигенаторы

Оксигенатор - газообменное устройство, предна­значенное для насыщения крови кислородом и удале­ния из нее углекислоты. По сути дела оксигенатор это искусственное легкое, которое, являясь биологиче­ским блоком аппарата искусственного кровообраще­ния, превращает венозную кровь в артериальную.

Не вдаваясь в исторические аспекты создания и развития оксигенаторов, можно констатировать, что современный рынок предлагает.одноразовые пузырь­ковые и мембранные оксигенаторы. Принципиальное отличие первых от вторых - это то, что газообмен в пузырьковых оксигенаторах происходит при прямом контакте крови с газом, в так называемой «интерфазе кровь - газ», которая травмирует клетки и белки кро­ви. Пузырьковые оксигенаторы не рассчитаны на длительное использование. По нашему мнению, их не стоит ставить на операции, где планируется искус­ственное кровообращение более 1,5 - 2,0 часов. В мембранных оксигенаторах кровь отделена от газа мембраной, что исключает образование интерфазы кровь-газ, а, следовательно, и повреждение элементов крови (тромбоциты, эритроциты и т.д.) и ее белков (фибриноген, ферменты). Необходимо отметить, что существуют истинные мембранные оксигенаторы, предназначенные для длительной поддержки утра­ченной функции легких на протяжении нескольких суток и даже недель (реанимационный аспект). Это катушечный спиральный силиконовый оксигенатор Avecor - Ultrox I (в прошлом Sci-Med Kolobow).

В неистинных мембранных оксигенаторах, предна­значенных для искусственного кровообращения дли­тельностью до 7 часов (анестезиологический аспект), в мембране существуют отверстия различного диа­метра, через которые и происходит поступление ки­слорода в кровь, а углекислоты из крови. На совре­менном рынке различные фирмы предлагают боль­шое разнообразие этих оксигенаторов. Основной потребитель оксигенаторов это кардиохирургия, ис­пользующая только на североамериканском конти­ненте более 600000 штук в год.

На представленных в конце книги таблицах рас­смотрен далеко не полный перечень пузырьковых и мембранных оксигенаторов с их техническими харак­теристиками.

Прежде чем углубляться в сравнительные характеристики различных оксигенаторов, хотелось бы оста­новиться на конструктивных особенностях пузырько­вых и мембранных оксигенаторов.

^ Пузырьковые оксигенаторы Современные пу­зырьковые оксигенаторы по сути дела состоят из трех камер: 1- газообменной, где происходит газообмен, то есть превращение венозной крови в артериальную, 2-пеногасящей, где кровь освобождается от мелких и крупных пузырьков и 3-отстойной или артериально-резервуарной, откуда артериальная кровь насосом забирается и направляется к пациенту через систему артериального фильтра.

В газообменной камере, как видно из названия, венозная кровь встречается с газом (кислород, иногда с углекислотой), поступающим снизу через диффузор, который, как правило, находится на дне оксигенато­ра. В результате образуется пена с большой поверх­ностью, где и происходит газообмен и превращение венозной крови в артериальную. Затем кровь под давлением газов проникает в пеногасящую камеру, которая представляет систему различных фильтров, покрытых пеногасящим веществом - антифомом, уничтожающим мелкие пузырьки; крупные пузырьки разрушаются механически при прохождении пены через экранные и глубинные фильтры. Далее кровь пропотевает и выдавливается в артериальную камеру, которую перфузиолог видит перед собой. Здесь кровь отстаивается, теряет оставшиеся пузырьки и забира­ется насосом. Очень важно иметь в виду, чтобы уро­вень крови в этой камере был не меньше, чем указано в инструкции к конкретному оксигенатору. При той или иной объемной скорости уровень различен и не­обходим для более полного освобождения крови от пузырьков.

Корпус оксигенатора, как правило, изготовлен из поликарбоната, а фильтрующая часть - из полиэстера, нейлона и других синтетических материалов. Перед сборкой экстракорпорального контура необходимо внимательно прочесть инструкцию и иногда воздер­жаться от смачивания коннекторов оксигенатора эти­ловым спиртом (для облегчения соединения с труб-кой) так как последний может являться растворите­лем того или иного пластика. По нашим наблюдени­ям, оксигенаторы бразильского и мексиканского про­изводства не выдерживают спирт, и их штуцеры и коннекторы часто остаются в руках, а оксигенаторы выкидываются на доперфузионном периоде, не вы­полнив свою основную функцию газообмена.



Современные пузырьковые оксигенаторы вы­пускаются со встроенным в них теплообменником. который может сочетаться с газообменной камерож В этом случае газообмен происходит одновременно с согреванием или охлаждением крови. Ярким пред­ставителем этой группы является оксигенатор Harvey -1700.

У другой группы оксигенаторов теплообменник на­ходится после газообменной камеры, как правило, в артериальном отстойном отсеке (оксигенаторы Bently -5,Bently -10, Bently -10 Plus).

Перфузиолог должен учитывать конструктивные особенности оксигенаторов, так как во время смены температурного режима имеются различия в насыще­нии крови кислородом и элиминации углекислоты при подаче одной и той же пропорции газов (кисло­рода и углекислоты).

Еще одна особенность пузырьковых оксигенато­ров - недопустимость подачи воздуха с газовой сме­сью. Нарушение этого правила приведет к воздушной эмболии и смерти пациента.

Положительным качеством пузырьковых окси­генаторов является их местонахождение в экстракор­поральном контуре аппарата искусственного крово­обращения. Они всегда находятся перед артериаль­ным насосом, который может работать эффективно в пульсирующем режиме, чего не удается достичь при использовании мембранного оксигенатора, который всегда стоит после насоса и демпфирует пульсовую волну за счет своего сопротивления.

^ Мембранные оксигенаторы по конструктивному признаку разделяются на три вида: 1 - катушечные, 2 - пластинчатые и 3 - капиллярные. Ярким представи­телем катушечного оксигенатора является мембран­ный оксигенатор Sci-Med Kolobow, в котором рукав из силикона с арматурной сеткой внутри завернут в • катушку. Кислород подается во внутрь рукава, а кровь циркулирует снаружи.

Пластинчатые оксигенаторы представляют собой пакет пластин из того или иного синтетического ма­териала, в частности из полиэтилена, который вы­полняет роль каркаса, покрытого силиконовой мембраной (оксигенатор Lande-Edwards), через которую и происходит газообмен.

Современные мембранные оксигенаторы, применяе­мые в кардиохирургии, относятся к капиллярному типу - и имеют в основе полое волокно, по которому движется кровь или газ, а по другую сторону, соот­ветственно, газ или кровь. Последняя комбинация считается наиболее эффективной. Яркими представи­телями этой группы оксигенаторов являются: Maxima, Cobe-Optima, Baxter-Univox, Bard -5700, Dideco D-703, Avecor-Affinity.

Внешне эти оксигенаторы выглядят как вертикально или горизонтально расположенные цилиндры, в ко­торые упакованы капилляры с суммарной поверхно­стью до 4м2 , обеспечивающих транспорт кислорода до 260 мл/мин и элиминацию углекислоты до 280 мл/мин при кровотоке 4 л/мин. Встроенный тепло­обменник с площадью теплообмена до 2200см2 обес­печивает быстрое охлаждение и согревание пациен­тов. В последнее время теплообменник изготавлива­ют не из металла, а из пластика и размещают не после газообменной камеры, а тут же, обеспечивая одно­временный газообмен и теплообмен.

Входной, венозный штуцер оксигенатора, как пра­вило, располагается в нижней его части, то есть на входе в теплообменник, а выходной, артериальный, в верхней части оксигенатора, чем достигается эффек­тивное заполнение его кровезаменителями и кровью во время его заправки.

Правда, есть исключения из правил. Так в оксигена­торе Cobe - CMS, входной венозный штуцер распо­ложён сверху, а выходной артериальный - снизу. Это имеет свой смысл в плане безопасности пациента при ситуации резкого сокращения притока крови в аппа- . part искусственного кровообращения и попадания воздуха в газо-обменную камеру оксигенатора. Его, воздух, невозможно выгнать в артериальную магист­раль даже на больших оборотах артериального насо­са.

Кровяные штуцеры имеют диаметр 3/8", водяные штуцеры- 1/2". Рециркуляционный штуцер имеет диаметр 1/4 ". Газовый входной штуцер имеет диа­метр 1/4, а выходной - 1/2".

Капиллярный мембранный оксигенатор в контуре аппарата искусственного кровообращения располо­жен после артериального насоса. Он осуществляет газообмен при повышенном давлении, которое созда- ет насос, в отличие от прежних пластинчатых оксиге­наторов (Lande-Edwards), которые находились до на­соса, заполнялись кровью силой тяжести и не были приспособлены для высокого давления и характери­зовались низкой эффективностью и громоздкостью.

Как уже было сказано, капиллярные мембран­ные оксигенаторы могут работать до 7 часов с произ­водительностью до 7,5 литров в минуту. Ограничи­тельным временным фактором является набухание мембраны в силу пропотевания плазмы через газо­обменные отверстия мембраны. Существует прямая зависимость между величиной отверстий и количест­вом прошедшей в газовый отсек плазмы. С 1995 года фирма Medtronic выпускает оксигенатор Maxima -PRF, у которого мембрана пронизана очень мелкими отверстиями, за счет чего снижено пропотевание плазмы и увеличен срок эффективного газообмена.




С 1991 года фирма Medtronic стала производить мембранные оксигенаторы с биосовместимьш по­крытием шведского производства Carmeda. Оно сни­жает травму форменных элементов крови за счет уменьшенного введения свободного гепарина, как в больного, так и в экстракорпоральный контур и пре­пятствует тромбообразованию.


Химический смысл этого покрытия заключается в фиксации молекулы гепарина к инородной поверх­ности мембраны с помощью ковалентной связи в не­скольких точках, что значительно прочнее ионной связи, которую используют с 1994 в биосовместимом покрытии Duraflow-2 на мембранных оксигенаторах фирмы Baxter.

В заключение, хотелось бы подчеркнуть, что сей­час у перфузиологов появилась возможность рабо­тать на любых оксигенаторах, которые представляют различные фирмы, но, несомненно, преобладает тен­денция приобретения мембранных оксигенаторов, как наиболее физиологичных, хотя и более дорогих.

При покупке оксигенаторов, во-первых, необходи­мо обращать внимание на заправочный объем при равных или почти равных газо-обменных характери­стиках, во вторых, - на вид теплообменника: метал­лический или пластиковый. Последний предпочтите­лен при равных коэффициентах теплообмена.

Особое внимание необходимо уделить целям и за­дачам, которые вы хотите решить с помощью того или иного оксигенатора: использовать ли его в кар­диохирургии взрослых, детей, или новорожденных, или использовать его в реанимационных целях для длительной поддержки дыхания.

Наконец, надо отнестись со вниманием к комплек-. тации экстракорпорального контура: его размерам, количеству соединительных трубок, катетеров, ка­нюль, фильтров, переходников, тройников и т.д.


Насосы

Насос - механическое устройство, предназначенное для перекачивания жидкости, в нашем случае, крови и кровезаменителей. В аппарате искусственного кро­вообращения артериальный насос исполняет роль искусственного сердца, которое во время основного этапа кардиохирургической операции обеспечивает адекватный возврат крови пациенту для питания его органов и тканей.

На сегодняшний день существует три типа насо­сов, применяемых в аппаратах искусственного и вспомогательного кровообращения. Это насосы роликовые, центрифужные и желудочковые. Наибо­лее распространенным видом насосов, применяемых в последние тридцать лет, являются роликовые насосы, которые и составляют основу современных аппа­ратов искусственного кровообращения (ДИК). АИК обычно оснащены 3-5 насосами. Основной насос - артериальный, который должен перекачивать не менее 6 литров в минуту, чтобы обеспечить пациентам различного веса необходимый минутный объем кровообращения. Второй насос необходим для дре­нажа левого желудочка, третий, а в некоторых кли­никах, и четвертый - коронарный, предназначен для забора крови из раны и обеспечения «сухого поля», позволяющего хирургу работать не в луже крови и
видеть структуры сердца для их коррекции. Пятый, а иногда и шестой насосы нужны для проведения кардиоплегии.

В последние годы в позицию артериального на­соса АИКа все чаще устанавливают центрифужный насос в силу тех преимуществ, о которых мы поговорим позже. Все же остальные насосы на АИКе оста­ются роликовыми. Что же касается насосов желудоч­кового типа, то их поле деятельности не искусствен­ное, а вспомогательное кровообращение, где требует­ся поддержка кровообращения в течение длительного времени, суток, недель, месяцев.

^ Роликовые насосы представляют механическое устройство, в котором вращение ротора электродви­гателя через систему редукторов (ременная или зуб­чатая передача) передается на головку насоса, пред­ставляющую горизонтальную штангу, на концах ко­торой располагаются два движущихся по радиусу ро­лика,

В этой" же штанге имеется механизм фиксации роликов. Помимо движущейся части головки насоса имеется и стационарная часть, которая представлена ложем, в которое укладывается насосная трубка од­норазовой системы. При вращении ротора насоса ролик прижимает сегмент трубки и толкает впереди себя кровь, выдавливая ее. Количество выдавливае­мой крови, то есть производительность насоса на­прямую зависит от диаметра трубки, длины сегмента трубки, то есть от диаметра ложа головки насоса и скорости вращения головки. Немаловажное значение имеет и величина окклюзии трубки роликами, чем больше она приближается к полной, тем больше про­изводительность. Таким образом, гипоокклюзия ве­дет к снижению производительности насоса, а гипе­рокклюзия опасна механическим повреждением труб­ки вплоть до полного разрыва ее Существует много способов выставления окклюзии трубки роликами насоса. Мы предлагаем два.

Первый - после наложения зажимов на артериаль­ную магистраль включаем насос на малых оборотах (10-20 мл/мин) добиваясь подъема перфузионного давления до рабочего уровня. Во время полного ис­кусственного кровообращения оно равно 250-ЗООмм рт.ст на объемной скорости 4,5-5,0 л/мин. Останав­ливаем ролики в горизонтальном положении таким образом, чтобы оба ролика пережимали трубку. Затем винтом фиксации роликов постепенно уменьшаем окклюзию и следим за падением давления.

Как только отмечено его медленное падение 1-3мм рт.ст. за 10 секунд мы прекращаем снижать окклю­зию, и фиксируем ролики в этом положении.

Второй - это гравитационный метод. После выстав­ленной заранее полной окклюзии трубки роликами и пережатия артериальной магистрали после места ее разгерметизации мы отсоединяем трубку сброса крови из фильтра в кардиотомический резервуар. Таким образом, создается водяной столб в 60-80 см. Это расстояние от мениска жидкости в трубке до артери­альной трубки в насосе, пережатой роликами. Посте­пенно уменьшая окклюзию, мы смотрим за мениском жидкости в верхней трубке. Как только он начинает двигаться вниз со скоростью 1-3 см в минуту, мы прекращаем снижать окклюзию, и фиксируем ролики в этом положении. Таким образом, мы считаем опти­мальным незначительную гнпоокклюзию насосной трубки роликами.

^ Центрифужный насос. В последние время в каче­стве артериального насоса АИКа в крупных клиниках используют центрифужные насосы. Наибольшую по­пулярность приобрели насосы Biopump фирмы Bio-Medicus и Delphin фирмы Saras, которые действуют по единому принципу, но имеют конструктивные различия, позволяющие менять функциональные свойства исполнителных устройств.



Как показано на рисунке, одноразовая часть насоса Biopump представляет собой конусообразное устрой­ство с двумя штуцерами для входа в центре й для вы­хода крови по касательной. Внутри этого конуса на­ходится конусовидный ротор, в основании которого расположен магнитный диск. Последний вращается индуктивно с Металлического диска исполнительного устройства консоли насоса. Скорость ротора насоса может достигать 5000 оборотов в минуту, что позво­ляет перекачивать кровь с объемной скоростью до 10 литров в минуту. Емкость одноразового конуса фир­мы Bto*Medicus равна 80 мл, емкость конуса фирмы Sams равна 48 мл, емкость конуса фирмы Jostra равна 32 мл. В отличие от роликовых центрифужные насо­сы зависимы от преднагрузки и при одних и тех же оборотах в минуту могут давать различную произво­дительность, которую измеряют встроенным в кон­соль флоуметром. Это считается основным положи­тельным качеством центрифужных насосов, позво­ляющим им автоматически подстраиваться^ под. при­ток крови. При этом значительно снижается вероят­ность присасывания венозной канюли, попадания воздуха извне в экстракорпоральный контур, исклю­чается образование мельчайших пузырьков кавитаци-онного происхождения, уменьшается повреждение элементов крови (эритроцитов, тромбоцитов и т.д.).

Центрифужные насосы зависимы и от постнагруз­ки: чем она больше, тем меньше их производитель­ность при тех же оборотах. При этом происходит автоматическое снижение производительности до нуля. При пережатии выходной магистрали экстра­корпорального контура никогда не произойдет ее разрыв и разгерметизация контура, что чревато ката­строфой при использовании роликовых насосов.

Еще .одно преимущество центрифужных насосов перед роликовыми в плане их безопасности заключа­ется в отсутствии возможности массивной воздушной эмболии при резком снижении притока крови в ве­нозный резервуар. Как только попадает 32 мл воздуха в систему Saras и 52мл в систему Bio-Medicus, насос перестает функционировать как перекачивающее уст­ройство, потому что не способен качать воздух.

При всех вышеперечисленных достоинствах, ко­торые приобретают огромное значение при длитель­ных перфузиях, не столько при искусственном, сколько при вспомогательном кровообращении, надо отметить и недостатки центрифужных насосов: это -их дороговизна, сложность заправки системы, не­предсказуемость объемной скорости, сложность или невозможность генерации хорошего пульсового по­тока

МИКРОФИЛЬТРЫ

Одним из осложняющих факторов искусст­венного кровообращения является микроэмболизация практически всех органов. Уже на первых аутопсиях больных, погибших после операций на открытом сердце, в капиллярах головного мозга обнаруживали микроэмболы из инородных частиц, пузырьков газа, клеточных и белковых элементов.

Последующие исследования показали влияние перфузии на неврологический дефицит, а также ее отрицательное воздействие на интеллект и психику больных.

Помимо центральной нервной системы осо­бенно подверженными микроэмболизации являются легкие, почки, печень.

Кратко перечислим характер и источники мик­роэмболизации в"О время искусственного кровообра­щения. В результате работы коронарного отсоса в контур аппарата попадают из операционного поля фрагменты костной ткани и жира из средостения, частицы шовного материала, денатурированные бел­ки и т.д. Денатурация белков и клеточных элементов крови происходит при интенсивной работе коронар­ного отсоса, когда отсасываемая кровь смешивается с большим количеством воздуха

Неизбежным источником образования микро­агрегатов (особенно тромбоцитов) является контакт крови с внутренней поверхностью физиологического блока аппарата искусственного кровообращения. Да­же ультрасовременные системы, покрытые содержа­щими гепарин соединениями, не предотвращают об­разования микроагрегатов.

Во время работы артериального насоса роли­кового типа происходит слущивание (spallation) слоев внутренних трубки насоса. В большей степени это имеет место при использовании трубки из силикона, в меньшей — при работе с полихлорвиниловой труб­кой. Слущенные частички трубки попадают в артери­альную магистраль.

"Традиционным" источником образования пу­зырьковых микроэмболов является оксигенатор. По­нятно, что в первую очередь это относится к пузырь­ковым оксигенаторам, в которых имеет место прямой контакт крови с газом. Мембранные оксигенаторы в силу их устройства не генерируют такого количества микропузырьков, как оксигенаторы пузырькового типа. Однако и в мембранном оксигенаторе возможна утечка газа в кровяной отсек, в особенности при на­личии микротравмы мембраны.

Еще один источник микроагрегатов — донор­ская кровь и ее препараты. Отметим, что число бел­ковых и клеточных микроагрегатов при этом тем больше, чем срок хранения препаратов крови.

Микрочастицы содержатся даже в кристалло-идных и в большей степени в коллоидных плазмоза-менителях, широко применяемых в искусственном кровообращении.

В зависимости от механизма фильтрации су­ществуют два типа микрофильтров для крови или для смесей, содержащих кровь. В глубинном фильтре (depth filter), предложенном Swank, фильтрация осу­ществляется через слой синтетических волокон (дак-роновая шерсть) или порозной пластиковой пены. Проходя через глубинный фильтр, кровь движется по извилистым каналам разного диаметра. На этом пути происходит адсорбция микроагрегатов и микрочас­тиц.

Фильтрующий элемент экранного фильтра (screen filter) — это своего рода ткань из переплетен­ных полимерных нитей с одинаковыми порами. Диа­метр пор экранного фильтра составляет от 20 до 40 мкм. В качестве материала для фильтрующего эле­мента используют обычно нейлон или полиэстер. Экранные микрофильтры получили значительно бо­лее широкое распространение, чем глубинные.

Фильтрующий элемент экранного фильтра на» холится на каркасе из жесткой сетки. Для увеличения площади фильтра фильтрующий элемент располагают в виде гармошки. Каркас и фильтрующий элемент располагают в твердом прозрачном корпусе из поли­карбоната. Поблизости от входного штуцера распо­ложен штуцер меньшего диаметра. Эта отдушина (Vent) для эвакуации воздуха при заполнении фильтра и в случае непреднамеренного попадания воздуха в фильтр во время перфузии.

К магистрали vent'a обычно через тройник присоединяют трубку датчика давления в артериаль­ной магистрали. Сюда же можно присоединить вход­ную магистраль насоса для кровяной кардиоплегии и вход гемоконцентратора, если он используется. Сам Vent впадает в кардиотомический сосуд. Выходной штуцер артериального микрофильтра, как и входной, у фильтров для взрослых имеет диаметр 3/8". Вход­ной штуцер может располагаться по касательной к корпусу. Это заставляет поток крови, входящий в фильтр, закручиваться и освобождаться от крупных газовых пузырей




На рисунке схематично представлено устрой­ство артериального микрофильтра и его подключе­ние. Видно, что параллельно с артериальным микро­фильтром расположен шунт. Это сделано для того, чтобы в случае полного блока фильтра можно было продолжать перфузию, пережав вход ш фильтр й от­крыв шунт. Хотя на практике блок артериального микрофильтра встречается крайне редко, (может воз­никнуть при грубых погрешностях гепаринизации, когда возникшие сгустки крови "забивают" фильтр)/ большинство перфузиологов предпочитают системы с шунтом микрофильтра. Через этот шунт, кстати, возможно ретроградное заполнение артериального

фильтра.

Микрофильтр обычно уже при изготовлении системы для искусственного кровообращения инкор­порирован в артериальную магистраль. Либо же он продается в отдельной стерильной упаковке. Имеется инструкция по заполнению и эксплуатации микро­фильтра. Некоторые изготовители перед заполнением микрофильтра рекомендуют "промывать" его углеки­слотой. На практике это мало кто делает (или запол­няют микрофильтр ССЬ при продувке мембранного оксигенатора).

Как и любое медицинское приспособление или препарат, артериальный микрофильтр наряду с поло­жительными качествами (задержка микроэмболов, микрочастиц и микропузырьков газа, а также круп­ных пузырей воздуха при их случайном попадании) имеет определенные качества отрицательного поряд­ка. Считают, например, что применение артериально­го микрофильтра повышает гемолиз. Практически это, однако, невозможно заметить. Мембрана экран­ного микрофильтра, будучи чужеродной для крови поверхностью, способствует активации комплемента с известными отрицательными последствиями. Надо заметить, что активация комплемента обнаружена только при использовании мембран из нейлона. Так что предпочтительнее экранные фильтры из полиэс­тера.

Хотя значительное большинство перфузиоло-гов считает артериальный микрофильтр неотъемле­мой частью системы для искусственного кровообра­щения, некоторые специалисты считают возможным работать без артериального микрофильтра, полагая, что при применении мембранного оксигенатора и фильтра в кардиотомическом резервуаре йет нужды в Артериальном фильтре. Мы полагаем, что доводы противников" артериальных фильтров несостоятель­ны. Единственный их аргумент, против которого невозможно возразить, — это удешевление перфузии при работе без артериального фильтра.

Далее коротко остановимся на других микро­фильтрах, применяемых при искусственном кровооб­ращении.

Применение фильтра в кардиотомическом ре­зервуаре вполне оправдано даже при использовании артериального фильтра, так как кардиотомический фильтр "берет на себя" микроэмболы и частицы из операционного поля, о которых мы говорили выше. Тем самым этот фильтр уменьшает нагрузку на арте­риальный фильтр. В настоящее время практически все фирмы-производители инкорпорируют микро­фильтр в кардиотомический резервуар. Диаметр пор кардиотомнческого фильтра, как и артериального, составляет от 20—25 до 40 мкм.

Пребайпассные фильтры появились за последние годы. Ими укомплектованы не все системы для ис­кусственного кровообращения. Эти фильтры распо­ложены на месте соединения артериальной и веноз­ной магистрали. Их задача — фильтрация микрочас­тиц, имеющихся на внутренней поверхности физио--логического блока аппарата искусственного кровооб­ращения и в кристаллоилных заправочных растворах. Диаметр пор пребайпассного фильтра колеблется от 0,2 до 5 мкм. После заправки оксигенатора кристал­лоидами проводят рециркуляцию с большой объем­ной скоростью (около 5 л/мин, у взрослых и около 2,5 л/мин, у детей) в течение 5—10 мин. Если при заправке предполагается использование препаратов крови, то пребайпассньш фильтр необходимо убрать либо до начала рециркуляции, либо до начала добав­ления крови. Диаметр эритроцита, как известно, около 8 мкм, и при несоблюдении сказанного неизбежен разрыв или разъединение системы искусственного кровообращения с вытекающими последствиями.

Существуют также тазовые микрофильтры для фильтрации газовой смеси, подаваемой в оксигена­тор, фильтры для донорской крови или эритромассы, фильтры для фильтрации кристаллоидного кардиоп-легического раствора (применение последних одоб­ряется не всеми). Дыхательная смесь, подаваемая респиратором во время искусственной вентиляции легких, также проходит через фильтр.

Некоторые широко применяемые артериальные микрофильтры представлены в таблице. ^ АРТЕРИАЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ



Изготови­тель

Тип фильтра

Размер пор

(мкм)

.Материал

фильтра

Объем

заправки

Примените фильтра

Bard

Экранный

33

Полиэстер

195

У взрослых

Bentley

Экранный

25 и 40

Полиэстер

220и115

У взрослых И

детей

Delta

Экранный

37

Нейлон

250 и 120

У взрослых и летей

Dideco

Экранный

20и40

Полиэстер

195 и 100

У взрослых и детей

Gish

Экранный

25 и 40

Полиэстер

195

У взрослых

Jonsonand

Jon son

Экранный

40

Полиэстер

255

У взрослых

Pall

Экранный

40

Полиэстер

220.200 и 110.35

У «простых и . детей

Polvstan

Экранный

40

Нейлон

220

У взрослых

Shilev

Экранный

20 и 40

11 силой

215

У взрослых

Sorin

Экранный

25н4О

По.шэсгер

200

У взрослых

Swank

Глубинный

13

Дзкроновая шерсть

300 и 240

У взрослых

На рисунке показано схематическое подключение известных в настоящее время микрофильтров, ис­пользуемых при операциях с искусственным крово­обращением. Нет нужды говорить о том, что все микрофильтры — одноразовые.


Магистрали

Магистрали - трубки, связывающие различные функциональные элементы экстракорпорального контура, а сам контур - с пациентом. Трубки произ­водят из различных материалов, в зависимости от функциональной нагрузки, которую они несут. На­сосная трубка, как правило, изготавливается из сили­коновой или,латексной резины, которая обладает оптимальным сочетанием упругости и мягкости. Неко­торые фирмы предлагают для насосных трубок поли-винилхлорид,(ТуSоп). Эти трубки недостаточно мяг­ки, а, следовательно, создают большие нагрузки для насоса, но зато более прочны, чем силикон. Что же касается соединительных трубок, то во всем мире предпочитают делать их из поливинилхлорида (ПВХ).

Для венозной магистрали у взрослых больных используют трубку из ПВХ с внутренним диаметром 1/2», длина ее варьирует от 160 до 200 см. Функция этой трубки соединить пациента с венозным резер­вуаром аппарата искусственного кровообращения (АИК). Затем венозная кровь (если используют мем­бранный оксигенатор) активно забирается из резер­вуара через трубку 3/8» Длиной бСЙЮсм артериаль­ным насосом, в который вставляется трубка 1/2» дли­ной 60см через переходники 3/8»-1/2» и 1/2» -3/8», и направляется через трубку 3/8» длиной 50-6Осм в мембранный оксигенатор, который имеет кровяные штуцеры для входа и выхода диаметром 3/8». Затем кровь, насыщенная кислородом, выходит из оксиге­натора через трубку 3/8» длиной 30-60см и направля­ется к артериальному фильтру, где претерпевает очи­стку от материальных и газовых эмболов. После фильтра кровь поступает пациенту через артериаль­ную магистраль диаметром 3/8» длиной 15О-2ООсм.

Для забора крови из раны и из полостей левого предсердия или желудочка существуют трубки внут­ренним диаметром 1/4» длиной 180-250 см, которые проводят соответственно в роликовые насосы «коро­нарного отсоса» и «дренажа левого желудочка». Эти трубки, как правило, изготовлены из ПВХ, но могут и иметь насосные вставки из силиконовой резины.

Для кардиоплегических систем используют труб­ки из ПВХ внутренним диаметром 1/4» длиной от 186 до 250см в зависимости от того, какой вид кар-диоплегии предпочитают в той или иной клинике

Для рециркуляции артериальной крови исполь­зуют трубку 1/4» длиной 50-60см, которая соединяет выходной штуцер 1У4» оксигенатора и входной шту­цер 1/4» венозного-кардиотомического резервуара. Эта трубка изготовлена из ПВХ.

Для сброса крови из артериального фильтра, для измерения перфузионного давления, для забора арте­риальной и венозной крови, (при определении газо­вого и кислотно-основного равновесия) используют трубки из ПВХ диаметром 1/8»-1|16» длиной от 50 до 90см.

Каждый перфузиолог, собирая экстракорпораль­ный контур, стремится уменьшить его заправочный объем, который состоит из объемов оксигенатора, теплообменника, артериального фильтра (они указа­ны в инструкциях) и объема магистралей, который можно подсчитать, имея следующую таблицу:



Внутренний,

щаметр трубок

Объем

(дюймы)

(мм)

(мл/метр)

1/4

6

33
^ 2.РЕГУЛЯЦИЯ СВЕРТЫВАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ КРОВИ ВО ВРЕМЯ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ
Адекватная гипокоагуляция крови является одним из основных условий успешного проведения искусст­венного кровообращения (ИК) у кардиохирургиче-ских больных. До настоящего времени лучшим пре­паратом, предупреждающим свертывания крови во время перфузии, является гепарин, который не только облагает уникальной антикоагуляционной активно­стью, отсутствием токсичности и кумуляции, но и легко нейтрализуется после ИК доступным антидо­том немедленного действия - протамина сульфатом.

Активность гепарина оценивают биологическими методами по способности тормозить свертывание крови и выражают в единицах действия (ЕД). Под одной ЕД подразумевается минимальное количество гепарина, которое после добавления к 1 мл цитратной рекалыдифицированной овечьей плазмы задерживает свертывание на 1 час. Общепринято, что 1 мг гепари­на соответствует 100 ЕД, хотя в зависимости от спо­соба приготовления и чистоты препарата, активность может варьировать от 60 до 180 ЕД. При операциях, с ИК используют гепарин различных фирм, получае­мый из мукозы толстого кишечника свиней, который стандартизируют в международных единицах (I.E). Гепарин, полученный из легких крупного рогатого скота, стандартизирован в US-единицах.

Гепарин обладает широким спектром действия на систему свертывания крови, предупреждая образова­ние тромбопластина, тромбина, воздействуя также и на фибринолитический процесс. Основной механизм антикоагуляционного действия гепарина заключается в образовании комплекса антитромбин Ш-гепарин. Связывая антитромбин III (AT-III), он вызывает кон-фармационные изменения белка, ускоряя (медленно протекающую в нормальных условиях) инактивацию тромбина. Гепарин осуществляет активизацию реак­ции нейтрализации тромбина AT HI;- облегчает и способствует протеолитическому воздействию тром­бина на AT III. Образованные с AT III и AT III-тромбином комплексы обладают не только антикоа-гулянтным действием, но и способностью лизировать нестабилизированный фибрин.

Эффект гепарина как антикоагулянта проявляется при внутривенном введении через 5 минут, продол­жительность действия зависит от скорости элимина­ции его из крови, которая в свою очередь зависит от величины введенной дозы. Обычно при введении гепарина в дозе 3-4 мг/кг (300-400 ЕД/кг) он исчезает из кровеносного русла через 5 часов; в дозе 1.5-2.5 мг/кг (150-250 ЕД/кг)- через 3.7 часов, активность гепарина снижается на 50% в течение часа.

Введенный гепарин частично выводится с мочой в неизменном виде, другая его часть концентрируется в печени, легких и селезенке, инактивируется и выво­дится в течение 24-48 часов. Кроме того, частично гепарин разрушается гепариназой, адсорбируется на поверхности эритроцитов и тромбоцитов.

Как правило, дозу гепарина выражают в мг/кг, -, реже в единицах действия (ЕД). Выбор дозировки во многом определяется особенностями метода ИК (тип аппарата или оксигенатора, продолжительность пер­фузии, исходное состояние свертывающей системы больных и т.п.). Наиболее часто используемая при ИК доза составляет 2-3 мг/кг (200-300 ЕД/кг) веса