Искусственное кровообращение (ИК) – метод временного замещения (поддержки) механическим оборудованием насосной функции сердца, газообменной функции легких на период выполнения отдельных этапов операций на сердце, аорте, а также при проведении интенсивной терапии больным кардиологического профиля. Аппарат искусственного кровообращения (АИК) представляет сложную многофункциональную систему, состоящую из насосов, оксигенатора, фильтра, трубопроводов. Современные аппараты наряду с ручным имеют компьютерное программное управление.
Принцип ИК заключается в следующем. Кровь больного забирают из венозного русла, как правило, из полых вен в венозный резервуар аппарата, а затем в оксигенатор. В оксигенаторе происходит насыщение крови кислородом и удаление углекислого газа. Оксигенированную кровь перекачивают насосом в артериальное русло, обычно в нисходящий отдел аорты. Отдельным отсосом забирают изливающуюся в плевральную полость кровь и возвращают ее в венозный резервуар. АИК оснащен теплообменником, который предназначен для быстрого охлаждения и согревания крови.
Насосы. В современных АИК применяют роликовые или центрифужные насосы. Насосы создают в замкнутой тюбинговой системе перепад давления, за счет чего происходит перекачивание крови по трубопроводам. В роликовом насосе движение крови создается за счет пережатия трубки вращающимся роликом в насосной камере. Скорость вращения ролика регулируется, в зависимости от этого возможно создание как непульсирующего, так и пульсирующего потока крови. Пульсирующий поток считается более физиологичным, при нем в меньшей степени увеличивается периферическое сопротивление сосудов, тем самым создается более полноценная микроциркуляция. Однако при непульсирующем потоке меньше повреждаются эритроциты, уменьшается гемолиз. Еще меньшее повреждение крови происходит в центрифужных насосах, в которых не создается окклюзионное давление.
Кроме основного насоса имеются еще несколько вспомогательных. 1. - насос для удаления крови из операционного поля (кардиотомический отсос), 2. - для введения кардиоплегического раствора в коронарные сосуды (кардиоплегический), 3. – для дренирования крови из левого желудочка (дренаж ЛЖ).
Кровь в АИКе движется по трубопроводам. Трубопроводы изготавливают стерильными, для разового применения. В артериальном контуре трубопровода устанавливают фильтр для улавливания газовых пузырьков.
Оксигенаторы бывают двух типов – пузырьковые и мембранные. В пузырьковых оксигенаторах газообмен происходит при прямом контакте кислорода с кровью. Считают, что такие оксигенаторы приводят к более сильному повреждению эритроцитов и тромбоцитов, однако они относительно дешевле. В мембранных оксигенаторах кровь отделяется от кислорода полупроницаемой мембраной, через которую и происходит газообмен.
Теплообменник предназначен для охлаждения и согревания крови в пределах от 4о до 42 о С. При повышении температуры крови растворимость газов снижается, в ней могут появляться пузырьки воздуха.
Фильтры в аппарате выполняют разную роль, поэтому их устанавливают в нескольких местах: на линиях артериальной магистрали и рециркуляции, в системе коронарного отсоса. Одни из них улавливают из крови газовые пузырьки, другие - микрочастицы (тромбы, частички жира, фрагменты тканей).
Заполняющая жидкость. В ранних моделях АИК экстракорпоральный контур заполняли гепаринизированной цельной кровью. Нередко возникали проблемы с совместимостью донорской крови. Однако это было вынужденной мерой, поскольку объем заполнения резервуара достигал 4-х литров и более. В современных АИК заполняют резервуар значительно в меньшем объеме (1,5-2 л). Это позволило отказаться от использования цельной крови для заполнения наружного контура аппарата, и использовать для этой цели плазмозамещающий раствор. При смешивании крови больного с раствором, заполняющем систему АИК, гематокрит снижается до 20-25%. При хорошей оксигенации и достаточном органном кровотоке не происходит значимой тканевой гипоксии. У больных с низким предоперационным показателем гемоглобина и прогнозируемым снижением гемоглобина во время ИК ниже 20%, к заполняющей аппарат жидкости добавляют кровь. Основу заполняющей жидкости составляет раствор лактата натрия. К нему добавляют реополиглюкин, маннитол, гидрокарбонат натрия, калий. Во всех случаях окончательная заполняющая жидкость должна быть изоосмоляльной и с физиологическим значением рН.
Методика ИК. Аппарат заполняют перфузатом, удаляют воздух из артериальной магистрали. Больному вводят гепарин (ориентировочно 300 ЕД/кг), после чего канюлируют восходящую аорту и полые вены. Переход на искусственное кровообращение осуществляют в два этапа. Первоначально проводят параллельное кровообращение. При работающем сердце запускают в работу АИК, добиваясь четкого баланса между притоком крови в аппарат и ее оттоком. В течение 2-3 минут увеличивают производительность аппарата до 2,2-2,4 л/м2/мин, затем переходят только на искусственное кровообращение. ИК приводит к активации многих гормональных систем. В крови увеличивается концентрация катехоламинов, АДГ, ангиотензина, кортизола и других стрессовых гормонов. Общая анестезия лишь частично способна блокировать стрессовую реакцию. Улучшение микроциркуляции достигают введением вазодилататоров.
После начала ИК отмечается выраженное снижение артериального давления, которое через 10-15 мин повышается, но обычно не достигает исходного уровня. Во время перфузии среднее АД поддерживают на уровне 50-60 мм рт. ст., повышение среднего давление выше 100 мм рт. ст. служит основанием для применения вазодилататоров.
Защита миокарда. Процесс ИК предполагает пережатие аорты между аортальной канюлей и аортальным клапаном. Сердце изолируется от потока оксигенированной крови. Риск ишемического повреждения миокарда снижают охлаждением сердца до 15-18оС. При такой температуре сердце выдерживает полную ишемию в течение одного часа. Снижению энергетических потребностей миркарда способствует и остановка сердца (кардиоплегия). Асистолия должна быть полной, фибрилляция желудочков удваивает потребность миокарда в кислороде. Повреждению миокарда способствуют инотропные препараты и большие дозы хлористого кальция.
Калиевая кардиоплегия. Стандартным методом прекращения электрической активности сердца является перфузия коронарных сосудов кристаллоидным раствором или кровью с содержанием калия и мембраностабилизирующего препарата (новокаин). Охлажденный кардиоплегический раствор в объеме 500-1000 мл вводят в коронарные артерии. Высокая концентрация внеклеточного калия приводит к снижению трансмембранного потенциала и инактивации натриевых каналов. Сердце останавливается в фазу диастолы. Постепенное вымывание кардиоплегического раствора и повышение температуры сердца приводит к восстановлению сердечной деятельности, поэтому холодовую кардиоплегию повторяют каждые 30 мин.
После окончания этапа операции на сердце удаляют зажим с аорты, восстанавливается коронарный кровоток. Кардиоплегический раствор вымывается, одновременно производят согревание сердца. Часто сердечная деятельность восстанавливается самостоятельно. Иногда это восстановление происходит через фибрилляцию желудочков. В таких ситуациях производят прямую электрическую дефибрилляцию. При удовлетворительной работе миокарда поток крови через АИК постепенно сокращают до полного прекращения. О полноценной сердечной деятельности свидетельствует нормализация артериального давления, удовлетворительные показатели сердечного выброса и общего периферического сопротивления сосудов.
Литература
1. «Неотложная медицинская помощь», под ред. Дж. Э. Тинтиналли, Рл. Кроума, Э. Руиза, Перевод с английского д-ра мед. наук В.И.Кандрора, д. м. н. М.В.Неверовой, д-ра мед. наук А.В.Сучкова, к. м. н. А.В.Низового, Ю.Л.Амченкова; под ред. Д.м.н. В.Т. Ивашкина, Д.М.Н. П.Г. Брюсова; Москва «Медицина» 2001
2.Интенсивная терапия. Реанимация. Первая помощь: Учебное пособие / Под ред. В.Д. Малышева. — М.: Медицина.— 2000.— 464 с.: ил.— Учеб. лит. Для слушателей системы последипломного образования.— ISBN 5-225-04560-Х