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.