Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Курсовая работа

"Аппарат искусственного кровообращения"

Выполнил: Иванов Г.В.

Принял: Бологов Д.В.

Москва 2016г.

Введение

Искусственное кровообращение - способ поддержания кровотока в организме, отдельном органе или отдельной области искусственным путем.

Впервые мысль о возможности "сохранить в живом состоянии любую часть человеческого организма" с помощью искусственного кровообращения высказал французский физиолог Легаллуа (С. J. J. Legallois, 1812). В дальнейшем многие физиологи пытались осуществить эту идею в эксперименте на изолированных органах животных или человека [1].

Самым крупным вкладом в развитие искусственного кровообращения были фундаментальные исследования С.С. Брюхоненко и его последователей С.И. Чечулина, Н.Н. Тереванского и В.Д. Янковского.

Эти исследования, начатые в начале 20-х гг. 20 в., явились основополагающими в решении проблем искусственного кровообращения, связанных с конструированием аппарата "сердце - легкие", разработкой способов стабилизации. Свертывающей системы крови, а также использованием искусственного кровообращения для целей оживления целого организма и кардиохирургии. Созданный С.С. Брюхоненко и С.И. Чечулиным прибор, названный ими "автожектор", и его дальнейшие модификации фактически были первыми аппаратами, пригодными для осуществления полного искусственного кровообращения в эксперименте на животных. Они послужили прототипом целой серии отечественных аппаратов искусственного кровообращения, нашедших в дальнейшем широкое применение в клинике.

Первые операции на открытом сердце с применением искусственного кровообращения в эксперименте осуществлены Н.Н. Теребинским в 1930 г., а в клинике - в 1953 гг. Гиббоном (J. H. Gibbon).

В СССР первые кто осваивали метод искусственного кровообращения в клинике были коллективы, руководимые Н.М. Амосовым, А.А. Вишневским, А.Н. Бакулевым, С.А. Колесниковым, П.А. Куприяновым, Б.В. Петровским и другими. Первая успешная операция с искусственным кровообращением в СССР выполнена А.А. Вишневским в 1957 г.

Составные части АИК.

Любой АИК состоит из двух блоков: физиологического и механического. К физиологическому блоку относятся все детали, соприкасающиеся с кровью. Основными узлами физиологического блока являются оксигенатор, или "искусственное легкое", и артериальный насос, или "искусственное сердце". Сюда же относятся различного рода емкости и шланги, с помощью которых узлы физиологического блока соединяются между собой, образуя так называемый циркуляторный контур аппарата, по которому движется кровь во время искусственного кровообращения. На рисунке представлена типичная схема АИК используемого в кардиохирургии для общего искусственного кровообращения [2].

Схема аппарата искусственного кровообращения: 1 - коронарный отсос; 2 - манометр; 3 - фильтр-ловушка; 4--теплообменник; 5 - артериальный насос; 6 - оксигенатор; 7 - приемный сосуд.

Манометр - прибор для измерения давления газа и жидкостей в замкнутом пространстве кровообращение искусственный кардиохирургия

Венозная кровь из сосудов больного самотеком переливается в оксигенатор, располагающийся ниже уровня операционного стола, где насыщается кислородом, освобождается от избытка углекислоты и далее артериальным насосом нагнетается в кровяное русло больного.

Перед тем как попасть в кровяное русло больного кровь проходит через теплообменник (устройство для поддержания необходимой температуры крови) и фильтр-ловушку, предохраняющий от попадания в сосудистое русло больного эмболов (тромботические массы, кусочки кальция с клапанов и пузырьки газа). Кровь из вскрытых полостей сердца и поврежденных тканей эвакуируется в АИК с помощью специального устройства - так называемого коронарного отсоса.

Аппарат искусственного кровообращения состоит из:

1) Оксигенатора (искусственного лёгкого),

2) Теплообменника, обеспечивающего поддержание необходимого температурного режима,

3) Регулируемого артериального насоса (искусственного сердца),

4) Артериальной и венозной магистралей для тока крови,

5) Одного либо нескольких микрофильтров, улавливающих во время искусственного кровообращения из крови агрегаты форменных элементов, пузырьки газа и другие микроэмболы.

6) Кроме того, имеются специальные системы для дренирования левого желудочка и отсасывания из операционной раны крови (так называемый коронарный отсос), измерительные устройства для определения производительности насосной системы, показателей расхода газов, перфузионного давления, уровня крови в искусственном лёгком и т.д.

Оксигенатор. Кровь попадает туда из катетеризированных вен правого предсердия самотеком. В оксигенаторе она насыщается кислородом и освобождается от углекислого газа. Оксигенаторы делятся на два основных класса: оксигенаторы, в которых газообмен осуществляется при непосредственном контакте кислорода с кровью, и оксигенаторы, где кровь и кислород разделены газопроницаемой мембраной.

В первый класс входят два типа: пузырьковые и пленочные. Второй класс получил название мембранных оксигенаторов.

Большая площадь контакта кислорода с кровью в пузырьковых оксигенаторах достигается путем подачи газообразного кислорода непосредственно в кровь.

Газообмен кислорода с кровью в пленочных оксигенаторах достигается благодаря созданию тонкой пленки крови на какой-либо твердой основе, помещенной в атмосферу кислорода. В мембранных оксигенаторах газообмен между кровью и кислородом осуществляется через газопроницаемую мембрану.

Теплообменник. Согревает или охлаждает кровь до определенной требуемой температуры. Так, чтобы избежать травматизации клеток крови во время перфузии, а это возможно при длительных оперативных вмешательствах, когда она проходит через циркуляторный контур многократно, используют гипотермию. Теплообменник может быть трубчатым или щелевым.

Схемы теплообменников: а) трубчатый теплообменник: кровь протекает через ряд параллельных трубок, помещенных в цилиндрическую емкость, через которую циркулирует вода; б) - щелевой теплообменник типа "труба в трубе": кровь протекает через узкую щель между внутренней и наружной трубами (с двойными стенками), по которым циркулирует вода-направление движения крови указано белыми стрелками, воды - пунктирными стрелками.

Артериальный насос. По своей конструкции он может быть мембранный, камерный, роликовый, пальчиковый. Основная функция его состоит в нагнетании оксигенированной крови в артерию.

Фильтр-ловушка. Кровь, попадая в аппарат искусственного кровообращения, может образовать сгустки, содержать пузырьки газа, поэтому перед обратным поступлением в кровеносное русло больного ее фильтруют.

Коронарный отсос. Его задача отсасывать излившуюся кровь из раны и возвращать в циркуляторный контур аппарата искусственного кровообращения.

Насосы. Конструкция и изготовление устройств, выполняющих нагнетательную функцию сердца, встречают меньше трудностей, чем решение проблемы искусственной артериализации крови. Создаются насосы, обладающие производительностью, приблизительно равной минутному объему сердца в покое, то есть порядка 5 л?мин, однако при их конструировании учитываются специфические требования, предъявляемые к "искусственному сердцу".

Практическое применение в АИК нашли два основных класса насосов: клапанные и бесклапанные.

Клапанные насосы подразделяются на насосы с внутренними и наружными клапанами. Наиболее типичными представителями клапанных насосов являются мембранные и камерные насосы (на рисунке номера 1 и 2).

Схемы клапанных (1 и 2) и бесклапанных (3 и 4) насосов: 1 - мембранный насос; 2 - камерный насос; 3 - роликовый насос; 4 - пальчиковый насос; а и б последовательные положения подвижных частей (направление передвижения указано черными стрелками) насоса в различные моменты его рабочего цикла; направление движения крови указано белыми стрелками.

Бесклапанные насосы работают по принципу выдавливания крови из эластичной трубки путем прокатывания по ней ролика или попеременного пережатия ее механическими "пальцами" (роликовые и пальчиковые насосы, на рисунке номера 3 и 4). При конструировании насосов для АИК учитывают реологические свойства крови (вязкость, скорость тока крови по магистралям аппарата и другое), чтобы свести к минимуму травматизацию ее клеток.

Основные требования, предъявляемые для АИК.

К современному АИК для общего искусственного кровообращения предъявляют следующие основные требования [3]:

1) Аппарат должен надежно поддерживать на протяжении всей перфузии заданный минутный объем кровообращения в организме (порядка 4--5 л для взрослого больного) и заданную температуру циркулирующей крови;

2) Оксигенатор должен обеспечивать адекватную артериализацию крови: насыщение ее кислородом не ниже чем до 95% и поддержание р на уровне 35--45 мм ртутного столба;

3) Объем заполнения АИК должен быть небольшим (не более 3 л при перфузии взрослых больных);

4) Аппарат должен быть снабжен устройством для возврата в циркуляторный контур крови, изливающейся из вскрытых полостей сердца и поврежденных тканей;

5) Травма крови в аппарате должна быть минимальной (не более 40 мг свободного гемоглобина плазмы за первый час перфузии);

6) Физиологически блок АИК должен изготовляться из нетоксичного материала, химически инертного по отношению к крови;

7) Его конструкция должна обеспечивать возможность очистки и стерилизации в условиях клиники.

Подготовка АИК и его подключение.