Искусственное кровообращение

Искусственное кровообращение — это метод, который временно замещает работу сердца и легких во время кардиохирургических операций. Венозная кровь отводится в аппарат, который насыщает ее кислородом, удаляет углекислый газ и перекачивает обратно в артериальную систему, позволяя хирургу остановить и вскрыть сердце, пока остальная часть тела продолжает перфузироваться. Эта технология сделала возможными операции на открытом сердце.

Definition

Искусственное кровообращение — это форма экстракорпорального кровообращения, при которой аппарат оксигенирует венозную кровь и возвращает ее в артериальное русло, механически замещая сердце и легкие во время кардиохирургической операции.

Scope

Эта тема охватывает принцип экстракорпорального кровообращения, основные компоненты контура искусственного кровообращения, физиологические изменения, которые оно вызывает, и связанный с ним системный воспалительный ответ. Это образовательный справочник по методике хирургической поддержки, который не содержит протоколов перфузии или рекомендаций по лечению.

Core questions

• Как контур искусственного кровообращения замещает сердце и легкие?
• Каковы основные компоненты экстракорпорального контура?
• Какие физиологические последствия и риски влечет за собой искусственное кровообращение?
• Почему искусственное кровообращение вызывает системный воспалительный ответ?

Key concepts

• Экстракорпоральное кровообращение
• Венозный дренаж и канюляция
• Оксигенатор (газообмен)
• Артериальный насос и возврат
• Системная антикоагуляция (гепаринизация)
• Системный воспалительный ответ
• Гемодилюция и заполнение

Mechanisms

При искусственном кровообращении канюли в правом предсердии или полых венах отводят деоксигенированную венозную кровь под действием силы тяжести или с помощью вспомогательного отсоса в резервуар. Кровь проходит через оксигенатор, который осуществляет газообмен через мембрану, добавляя кислород и удаляя углекислый газ, а также через теплообменник, который контролирует температуру. Затем насос возвращает оксигенированную кровь под давлением в артериальную систему, обычно через восходящую аорту. Поскольку контакт крови с искусственными поверхностями контура активирует коагуляцию, пациент полностью антикоагулируется, как правило, гепарином. Тот же контакт крови с поверхностью, наряду с ишемией-реперфузией и непульсирующим кровотоком, активирует комплемент и лейкоциты и провоцирует системный воспалительный ответ, который способствует постперфузионной физиологии.

Clinical relevance

Искусственное кровообращение используется в большинстве операций на открытом сердце и формирует периоперационную физиологию, которую клиницисты должны понимать. Эта статья объясняет, как работает метод и почему он вызывает характерные системные эффекты; это справочное описание, а не основа для управления перфузией или принятия индивидуальных решений о лечении.

Evidence & guidelines

Знания об искусственном кровообращении получены из исторических инженерных работ Гиббона и его коллег, а также из обширной физиологической литературы, включая обзоры системного воспалительного ответа, который оно вызывает. Большая часть современных данных касается усовершенствований — покрытий контура, стратегий кровотока и противовоспалительных мер — а не самого принципа, который хорошо установлен.

History

Искусственное кровообращение стало достижением Джона Гиббона, который вместе со своей женой Мэри десятилетиями разрабатывал механический аппарат «сердце-легкие» и в 1953 году использовал его для выполнения первой успешной операции на открытом сердце — закрытия дефекта межпредсердной перегородки. Отчеты Миллера, Гиббона и Гиббона 1951 года документируют разработку аппарата, а последующие десятилетия принесли мембранные оксигенаторы, улучшенные насосы и более безопасные контуры, которые сделали искусственное кровообращение рутинной процедурой.

Debates

Насколько постперфузионная заболеваемость обусловлена системным воспалительным ответом?

Контакт крови с искусственным контуром и ишемия-реперфузия активируют воспалительные пути, и степень, в которой это способствует дисфункции органов — и улучшают ли противовоспалительные стратегии исходы — остается активным вопросом.

Key figures

• John H. Gibbon Jr.
• Mary Hopkinson Gibbon
• C. Walton Lillehei

Seminal works

• gibbon-1978
• miller-1951
• pastuszko-2004

Frequently asked questions

Используется ли собственная функция сердца и легких пациента во время искусственного кровообращения?

Нет. Во время искусственного кровообращения аппарат «сердце-легкие» осуществляет газообмен и циркуляцию, позволяя остановить сердце и спадать легким, пока тело остается перфузированным.

Почему пациенты должны быть антикоагулированы для искусственного кровообращения?

Кровь, контактирующая с искусственными поверхностями контура, в противном случае свернулась бы, поэтому для поддержания кровотока через аппарат требуется полная антикоагуляция (обычно гепарином).