Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Медицинские науки
Трансплантология и искусственные органы

Диссертационная работа:

Гасанов Эюб Кяримович. Обеспечение безопасности и повышение эффективности вспомогательного кровообращения методом обхода левого желудочка сердца : 14.00.41 Гасанов, Эюб Кяримович Обеспечение безопасности и повышение эффективности вспомогательного кровообращения методом обхода левого желудочка сердца (Экспериментальные исследования) : Дис. ... д-ра биол. наук : 14.00.41 Москва, 2006 238 с. РГБ ОД, 71:06-3/208

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 7

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 16

1.1. Обход левого желудочка с помощью паракорпоральных и

интракорпоральных систем 16

  1. Анализ физиологических механизмов, связанных с применением методов вспомогательного кровообращения 21

  2. Факторы, влияющие на эффективность обхода левого желудочка сердца 28

  3. Характер потока крови и его влияние на гемодинамику при обходе левого желудочка сердца 31

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 41

  1. Выбор животных 41

  2. Методика проведения анестезии у телят 45

  3. Гидродинамический стенд, имитирующий большой и малый круг кровообращения 46

  4. Используемые аппараты и насосы 50

  5. Методика подключения насосов крови 64

  6. Методика бивентрикулярного обхода с помощью ИЖС 67

  7. Методика проведения контрпульсации легочной артерии 69

  8. Методика отсроченного подключения ИЖС 70

2.9. Методика для канюлирования полостей сердца 71

  1. Методика проведения пневмокомпрессии нижних конечностей 74

  2. Методика проведения электромиостимуляции бедер и брюшной стенки 75

  3. Методика проведения абдоминальной компрессии 76

  4. Методика проведения внутриаортальной контрпульсации в сочетании с ЦН 77

  5. Методы исследования параметров гемодинамики 78

  6. Статистическая обработка данных 81

ГЛАВА III. РОЛЬ ПОДГОТОВКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ЖИВОТНЫХ (ТЕЛЯТ) ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И
ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБХОДА ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА СЕРДЦА 83

ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО
И НЕПУЛЬСИРУЮЩЕГО НАСОСОВ НА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОМ
СТЕНДЕ 94

  1. Исследование сочетанной работы ЦН и бесклапанного желудочка 94

  2. Исследование влияния на гемодинамические параметры подключения «Пульсатора» на вход и выход центробежного насоса 99

ГЛАВА V. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ НЕПУЛЬСИРУЮЩЕГО
ОБХОДА ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА СЕРДЦА 104

5.1. «Пульсатор» для повышения эффективности непульсирующего обхода левого

желудочка сердца на фоне острой сердечной недостаточности 104

  1. Пневмокомпрессия нижних конечностей для повышения эффективности непульсирующего обхода левого желудочка сердца на фоне сердечной недостаточности 113

  2. Электромиостимуляция голеней, бедер и брюшной стенки для повышения эффективности непульсирующего обхода левого желудочка на фоне острой сердечной недостаточности 120

  3. Непульсирующий обход левого желудочка сердца и абдоми-нальная компрессия на фоне острой сердечной недостаточности 132

  4. Оптимизация направленного транспорта лекарств к миокарду для повышения эффективности обхода и внутриаортальной контрпульсации 140

ГЛАВА VI. ХИРУРГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОВЫШЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ОБХОДА ЛЕВОГО
ЖЕЛУДОЧКА СЕРДЦА 145

  1. Влияние способов подключения центрифужного насоса к сердечнососудистой системе на эффективность вспомогательного кровообращения методом обхода левого желудочка сердца 146

  2. Отсроченное подключение искусственного желудочка сердца и применение устройств для канюляции полостей сердца 153

ГЛАВА VII. ВОЗМОЖНОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СЕРДЕЧНОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ФИБРИЛЛЯЦИИ ЖЕЛУДОЧКОВ СЕРДЦА НА
ФОНЕ ОБХОДА ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА СЕРДЦА С ПОМОЩЬЮ
МЕМБРАННЫХ НАСОСОВ 158

  1. Обход левого желудочка в условиях фибрилляции желудочков сердца 158

  2. Обход левого желудочка и контрпульсация легочной артерии при фибрилляции желудочков сердца 162

  3. Бивентрикулярный обход для восстановления сердечной деятельности при фибрилляции желудочков сердца 165

ГЛАВА VIII. ЭФФЕКТИВНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ИМПЛАНТИРУЕМОГО ОБХОДА ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА СЕРДЦА С ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ.. 170

8.1. Влияние экстракорпорального имплантируемого искусственного желудочка

сердца с электромеханическим приводом на показатели гемодинамики 171

  1. Влияние интракорпорального ИИЖС на показатели гемодинамики 174

  2. Осложнения и морфология жизненно важных органов при ИИЖС с электромеханическим приводом 180

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 187

ВЫВОДЫ 208

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 211

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 213

5 Список сокращений использованных в диссертации

АД - артериальное давление;

ВАКП - внутриаортальная контрпульсация;

ВК - вспомогательное кровообращение;

ИЖС - искусственный желудочек сердца;

ИИЖС - имплантируемый искусственный желудочек сердца;

ИМ - ишемия миокарда;

КК - коронарный кровоток;

ЛЖ - левый желудочек;

ЛП - левое предсердие;

ЛА - легочная артерия;

Лп - Ао - левое предсердие - аорта;

Лж - Ао - левый желудочек - аорта;

МОС - минутный объем сердца;

МОК - минутный объем кровообращения;

ОЛЖ - обход левого желудочка;

ОЛС - общелегочное сопротивление;

ОСИ - острая сердечная недостаточность;

Р - давление в полостях сердца и крупных сосудах;

Рсист., Рдиаст., Р ср. - систолическое , диастолическое и среднее давление в

артериальной системе;

Рл. а. сист., Рл.а. диаст., Рл.а. ср. - систолическое, диастолическое и среднее

давление в легочной артерии;

П - пульсатор;

КП - контрпульсатор;

СИ - сердечный индекс;

TTI - индекс напряжение - время;

DPTI - индекс расслабление - время;

УО - ударный объем;

ЧСС - частота сердечных сокращений;

ЦН - центрифужный насос;

Qn.a. - объёмная скорость кровотока по легочной артерии;

ЦВД - центральное венозное давление;

Введение к работе:

Актуальность проблемы

Вспомогательное кровообращение чрезвычайно перспективное направление в клинической и экспериментальной кардиохирургии. Основной задачей методов вспомогательного кровообращения (ВК) является борьба с опасными для жизни последствиями нарушения насосной функции сердца (В.И. Бураковский с соавт. (1980); В.А. Бухарин с соавт. (1981, 1982); B.C. Дубровский с соавт. (1982); В.И. Шумаков, В.Е. Толпекин (1980); J.F. Kampine (1981); H.L. Lazar с соавт. (1981); G.V. Parr с соавт. (1981); Н. Suga с соавт. (1983)).

В настоящее время методы вспомогательного кровообращения широко используются в клинической практике при осложненных формах инфаркта миокарда, при сердечной недостаточности, возникающей после операций с применением искусственного кровообращения, при нестабильной стенокардии (А.А. ГТисаревский с соавт. (1974); В.И. Шумаков, В.Е. Толпекин (1980, 1992, 1999); Ю.В. Носов (1987); А.Я. Кормер (1987); А.Р. Гутникова с соавт. (1984); А.Х. Касымов (1983); М. DeBakey (1971); I. Takashi с соавт. (1984); Е.К. Olsen с соавт. (19820; D.G. Pennington с соавт. (1982); W.S. Pierce с соавт. (1982); D.M. Rose с соавт. (1983); К. Taguchi с соавт. (1983); В.И. Шумаков, В.Е. Толпекин (1985)).

Широкому внедрению методов ВК в практику клиницистов предшествовали фундаментальные исследования центральной гемодинамики и сократительной функции миокарда, травмы крови, изменений концентрации катехоламинов и других биологически активных веществ. Немаловажными были и разработки технической базы вспомогательного кровообращения, позволившие создать образцы искусственных желудочков сердца, насосов-баллончиков, различные варианты приводов и систем управления (Б.А. Константинов (1978); В.И. Шумаков., В.Е. Толпекин (1980);

B.C. Работников (1983); Б.В. Шабалкин (1983); Б.В. Петровский, В.И. Шумаков (1980); В.И. Бураковский, В.Г. Барвынь (1980); О. Frazier (1995, 1998)).

Большим достижением, резко увеличившим возможности такого метода вспомогательного кровообращения, как обход левого желудочка сердца (ОЛЖ), явилась разработка большого количества кровяных насосов принципиально новых конструкций, таких как центрифужные Биопамп, Сарнс, (США), АВ-100 (Англия) и миниатюрные осевые Гемопамп (США), ХАРТ (Россия), которые имеют определенные, прежде всего, весогабаритные преимущества перед мембранными насосами. Внедрение в клиническую практику имплантируемых систем ИЖС (Новакор, Харт-Мейт) позволило по-новому взглянуть на проблему безопасности и эффективности ОЛЖ. Создание имплантируемых электромеханических и электрогидравлических систем ИЖС интенсивно разрабатывается в настоящее время в США, Германии, Японии. Достаточно успешно ведутся исследования по созданию этих систем у нас в институте совместно с МАИ и Владимирским государственным университетом.

Тем не менее, продолжается поиск более эффективных и безопасных способов проведения ОЛЖ. Уточняются показания к его применению, изучаются возможности комбинации различных методов ВК, повышающих эффективности ОЛЖ, изучается влияние этих комбинаций обхода на кардио-и гемодинамику, органный кровоток, различные аспекты метаболизма и т.д. (В.И. Шумаков, В.Е. Толпекин, 1992; Д.В. Шумаков, 2000; Н.Б. Киласев, 1996; И.Н. Бондарь, 2002). Сегодня оценка переносимости перфузии с непульсирующим режимом кровотока становится весьма актуальной в связи с предложениями использовать насосы роторного типа взамен мембранных. Несмотря на большое количество работ, посвященных влиянию искусственной депульсации на системное и органное кровообращение, единой точки зрения о значении этого феномена до настоящего времени не

выработано. Большинство этих исследований выполнены в условиях искусственного кровообращения. Поэтому исследование в сравнительном аспекте влияния пульсирующего и непульсирующего режима перфузии на гемодинамику организма продолжается оставаться актуальным (5, 6, 7, 48, 49, 121, 141). Клиническая практика показала, что хотя с помощью перфузионной техники, создающей непульсирующий кровоток в условиях тяжелой сердечной недостаточности, можно поддерживать гемодинамические параметры организма в физиологических пределах, наличие непосредственно в крови вращающихся элементов ведет к значительной травме форменных элементов крови. Последнее обстоятельство, даже при использовании активной антикоагуляционной терапии и при применении оптимизированных конструкций насосных устройств, позволяет в настоящее время только в единичных случаях применять на длительное время эти устройства для имплантации. С физиологической точки зрения наличие пульсовых колебаний в магистральных сосудах является необходимым условием нормальной регуляции центральной гемодинамики организма (В.И Шумаков, 1990; В.И. Шумаков, В.Е. Толпекин с соавт., 1995; Ю.М. Киселев, 1997; Н.Б. Киласев, 1996; В.И. Шумаков, В.Е. Толпекин, Д.В. Шумаков, 2003; О. Fey с соавт., 1997; MJ. Кгеп с соавт., 1993).

Однако выявить чистые эффекты влияния обхода на гемодинамику и сократимость миокарда в клинических условиях крайне сложно, поскольку в течение длительного времени в состоянии больного продолжает прослеживаться влияние искусственного кровообращения (ИК), стирает картину и проводимая терапия.

Поэтому эксперимент, в котором можно выделить и проследить все этапы впомогательной перфузии, несмотря на все условности сравнения полученных при этом данных с клиническими, остается основным средством оценки влияния ОЛЖ на организм. Несмотря на широкое распространение

методов механической поддержки кровообращения (МПК) в клинической практике, однако, это отнюдь не означает, что сняты все вопросы, связанные с их применением. Наоборот, многие технические и медико-биологические задачи применения методов ВК все еще находятся в стадии разработки и изучения. Кроме того, проведение методов вспомогательного кровообращения, несмотря на совершенствование технической базы, часто сопровождается развитием осложнений, в некоторых случаях не удается добиться необходимой эффективности МПК. Последние имеют особо большое значение для клинической практики, когда от эффективности обхода желудочков сердца зависит жизнь больного.

Исходя из вышеизложенного нами были сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Цель и задачи исследования

Целью исследования является разработка методов проведения обхода левого желудочка сердца, повышающих его безопасность и эффективность. Исходя из этого, решались следующие задачи:

  1. Оптимизация подготовки экспериментальных животных для повышения безопасности и эффективности обхода левого желудочка сердца;

  2. Исследовать параметры центральной гемодинамики в условиях пульсирующего и непульсирующего режимов обхода на гидродинамическом стенде;

  3. Исследовать возможности повышения эффективности и снижения числа осложнений непульсирующего обхода левого желудочка сердца при острой сердечной недостаточности;

  4. Исследовать хирургические аспекты повышения безопасности и эффективности обхода левого желудочка сердца;

  5. Изучить возможность повышения эффективности обхода с помощью центрифужного насоса за счет одновременного применения методов неинвазивного вспомогательного кровообращения;

  1. Исследовать сравнительное влияние терапии вазоактивными препаратами в зависимости от места введения на эффективность обхода левого желудочка и контрпульсации;

  2. Исследовать возможности восстановления работы сердца при фибрилляции на фоне работы обхода левого желудочка: за счет сочетанного проведения контрпульсации легочной артерии и

правостороннего обхода;

8. Изучить влияние имплантируемого желудочка сердца с

электромеханическим приводом на показатели гемодинамики и осложнения у животных с интактным сердцем и при острой сердечной недостаточности;

Научная новизна работы

В настоящей работе впервые проведен детальный анализ методов, повышающих безопасность проведения обхода левого желудочка сердца и его эффективности у животных с интактным сердцем, острой сердечной недостаточностью, а также фибрилляцией желудочков сердца.

Впервые исследовано воздействие пульсирующих и непульсирующих насосов на гемодинамические параметры подключенного бесклапанного насоса и «Пульсатора» на вход и выход центробежного насоса на гидродинамическом стенде.

Исследованы возможности восстановления сердечной деятельности при ОЛЖ, в зависимости от характера изгнания крови из насоса: показатели гемодинамики, сократимость миокарда, системный кровоток у животных с острой сердечной недостаточностью.

Разработан способ, допускающий повторное подключение ИЖС без торакотомии по схеме «левый желудочек - аорта» в хронических экспериментах без применения искусственного кровообращения. Это позволило изучить реакции организма на механическую перфузию в более физиологических условиях (авт. свидетельство № 1228827,1986).

Разработано устройство для легочной контрпульсации и проведена оценка его эффективности на фоне работы ОЛЖ в условиях фибрилляции желудочков сердца (авт. свидетельство № 1391640,1988).

Разработано устройство для дренирования полостей сердца, с помощью которого можно проводить введение канюли, как в полость предсердия, так и желудочка сердца без развития таких осложнений, как кровотечение и воздушная эмболия.

Разработано устройство для проведения периодической пневмокомпрессии нижних конечностей и брюшной полости и апробировано на фоне работы ОЛЖ в условиях острой сердечной недостаточности (авт. свидетельство № 1811834,1992).

Разработано устройство для модифицирования непульсирующего потока в пульсирующий. Проведена оценка его эффективности по параметрам гемодинамики в условиях гидродинамического стенда (Патент на изобретение № 008827,2004).

Разработан способ сочетания ОЛЖ с внутриаортальной контрпульсацией и одновременным введением лекарственного вещества в устье коронарных артерий для повышения эффективности указанных способов (Патент на изобретение № 2200481, 2003).

Проведены испытания имплантируемого искусственного желудочка сердца с электромеханическим приводом в эксперименте. Дана оценка его безопасности и эффективности по параметрам гемодинамики в условиях интактного сердца и при острой сердечной недостаточности.

Практическая ценность работы

Показано, что вспомогательное кровообращение способом обхода левого желудочка по схеме «левое предсердие - аорта» и «левый желудочек -аорта» является эффективным методом лечения острой сердечной недостаточности. В результате сравнения по гемодинамическим параметрам двух способов подключения ИЖС было сделано заключение о большей

целесообразности применения схемы «левое предсердие - аорта» для паракорпоральных систем и «левый желудочек - аорта» для имплантируемых систем ИЖС. Обход левого желудочка сердца с помощью насосов, создающих непульсирующий кровоток в артериальной системе, широко применяется для лечения ОСН. Однако непульсирующий кровоток оказывает отрицательное влияние на миокард, повышая постнагрузку и нарушая привычную схему кровоснабжения организма в целом. Это негативно сказывается на периферическом кровообращении, что убеждает в необходимости сочетания обхода левого желудочка центрифужным насосом с другими способами, улучшающими его эффективность.

Анализ опыта применения ОЛЖ сердца позволил дать конкретные практические рекомендации по проведению всех этапов ОЛЖ в зависимости от состояния параметров гемодинамики. Разработанные в настоящей работе критерии оценки эффективности ОЛЖ позволяют выбрать оптимальную тактику проведения ОЛЖ, проверенную в эксперименте и позволяющие рекомендовать ее для клинического применения.

Положения выносимые на защиту

Насосы центрифужного типа имеют ряд отрицательных свойств, лишающих их совершенства как устройств, предназначенных для восстановления адекватной сократительной функции миокарда. К ним относятся: отсутствие физиологической реакции на изменение разгрузки сердца (независимость производительности насоса от преднагрузки); значительная зависимость производительности от изменения давления на выходе насоса; появление аорто-предсердного сброса через насос при его внезапной остановке. Превращение непульсирующего кровотока в пульсирующий устранит большинство из этих проблем.

Введение лекарств непосредственно в устье коронарных артерий при сочетании ЦН и ВАКП сокращает количество используемого лекарства и эффективно поддерживает показатели гемодинамики.

- Отсроченное подключение ИЖС и применение устройств для
канюляции полостей сердца не только исключает необходимость
применения ИК, но и сокращает время подключения магистралей ИЖС и
исключается возможность возникновения кровотечений и воздушной
эмболии, а также они применяются с целью изучения физиологии
вспомогательного кровообращения в эксперименте.

- Сочетание ОЛЖ с проведением контрпульсации легочной артерии и
правостороннего обхода является эффективным методом поддержания
гемодинамики, как при тотальной сердечной недостаточности, так и в
условиях фибрилляции сердца.

- Анализ результатов использования имплантируемого ИЖС
показывает, что этот метод является весьма эффективным методом
частичной замены насосной функции сердца и поддержания гемодинамики
на адекватном уровне в организме.

Внедрение в практику

Основные положения настоящей диссертационной работы внедрены в отделении сердечной хирургии и вспомогательного кровообращения, в лаборатории вспомогательного кровообращения и искусственного сердца ФГУ НИИ Трансплантологии и Искусственных органов Росздрава и в отделении реабилитации ФГУ Российского научного центра рентгенорадиологии Росздрава. Полученные результаты могут быть использованы в других кардиохирургических центрах.

Апробация работы

Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на II Симпозиуме по искусственному сердцу в Брно (1990), на Всесоюзном симпозиуме по экспериментальной хирургии сердца и сосудов в Суздале (1991), на I Всесоюзном съезде сердечно-сосудистых хирургов в Москве

(1990), на XI Всесоюзной научной конференции по трансплантологии сердца, печени, почки, поджелудочной железы и других органов в Львове (1990), на II Научной конференции ассоциации сердечно-сосудистых хирургов в Киеве (1994), на I Российском конгрессе по патофизиологии в Москве (1996), на ESAO - XXV конгрессе в Болгарии (1998), на XVII съезде физиологов России в Ростове-на-Дону (1998), на I Всероссийском съезде по трансплантологии и искусственных органов в Москве (1998), на V Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов в Новосибирске (1999), на II Российском конгрессе по патофизиологии в Москве (2000), на VIII Съезде физиологов России в Казани (2001), на VII Съезде сердечнососудистых хирургов в Москве (2001), на VIII Симпозиуме по искусственным органам, Осака, Япония (2001), на VIII Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов в Москве (2002), на III Российском конгрессе по патофизиологии в Москве (2004), на межотделенческой конференции НИИ трансплантологии и искусственных органов Росздрава (7 июля 2005 г.).

Подобные работы
Ватулин Валерий Валерьевич
Клинико-фармакологические возможности в повышении эффективности и безопасности регионарного введения растворов лекарственных средств в пальцы кисти
Родимова Марина Васильевна
Анализ безопасности и повышение эффективности антигипертензивной терапии в Самарской обл.
Бобров Андрей Львович
Особенности структурных и функциональных параметров сердечно-сосудистой системы у лиц с синдромом ранней реполяризации желудочков сердца [Электронный ресурс]
Попов Сергей Олегович
Хирургическое ремоделирование левого желудочка сердца при протезировании митрального клапана
Ярославская Елена Ильинична
Влияние хирургической коррекции митральных, митрально-аортальных пороков и дефектов межпредсердной перегородки на течение ремоделирования правого желудочка сердца
Герасимова Наталия Игоревна
Функциональное состояние левого и правого желудочком сердца при артериальной гипертензии по данным тканевой доплер-эхокардиографии [Электронный ресурс]
Нефедова Инесса Евгеньевна
Диагностика единственного желудочка сердца у новорожденных и детей первого года жизни [Электронный ресурс]
Арефьева Анна Борисовна
Влияние терапии метопрололом на ремоделирование левого и правого желудочков сердца у больных с хронической сердечной недостаточностью
Губская Прасковья Михайловна
Клинико-экспериментальное исследование развития и реверсии структурно-функциональных изменений желудочков сердца при артериальной гипертензии
Савченко Екатерина Дмитриевна
Гипертрофическая кардиомиопатия с обструкцией выводных отделов правого и левого желудочков сердца. Сравнение результатов медикаментозного и хирургического лечения

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net