Печатается по решениюББК 28
Учебные материалы


Печатается по решениюББК 28



Карта сайта swissnavy.ru

УДК 616.12-008.1-092.4/.9 Печатается по решению
ББК 28.91 редакционно-издательского совета Я 90 Томского государственного
педагогического университета

Я 90 Яхонтов С.В., Кошкарева Г.М. Двухконтурная разгрузка сердца.

Томск: Изд-во Томского государст венного педагогического университета, 2004, 104 с.

ISBN 5-89428-180-6


Описан опыт решения оригинальной научной задачи - циркуляторной разгрузки сердца при острой сердечной недостаточности путем управляемого ограничения притока крови к сердцу при контроле рабочей нагрузки левого желудочка, выполненной в лаборатории клинической и экспериментальной физиологии НИИ кардиологии СО РАМН в 1980 – 1987 годах.
Для биологов, физиологов, кардиологов, специалистов по теории управления, аспирантов, студентов биологических и медицинских вузов.
УДК 616.12-008.1-092.4/.9
ББК 28.91
Рецензенты: доктор медицинских наук Баскаков М.Б., СГМУ доктор биологических наук Долгин В.Н., ТГПУ
доктор технических наук Глухова Е.В., КемГУ

ISBN 5-89428-180-6

 С.В.Яхонтов, Г.М.Кошкарева 2004.
 ТГПУ

ОГЛАВЛЕНИЕ



ПРЕДИСТОРИЯ 5
^ ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 13
1.1.Основные принципы и методы гемодинамической разгрузки сердца при острой сердечной недостаточности 14
1.2.Системные гемодинамические реакции на изменения притока крови к сердцу и тонуса артериального русла 21
1.3.Рабочая нагрузка левого желудочка и ее оценка. 29
^ ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ 37
2.1. Техника экспериментальных исследований 37
2.2. Определение динамических характеристик ЦРСК 38
2.3. Моделирование острых гемодинамических состояний при анализе рабочей нагрузки левого желудочка. 42
2.4. Регистрация гемодинамических параметров 44
^ ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 54
3.1. Временные характеристики гемодинамических реакций в ЦРСК при изменении притока крови к сердцу и сопротивления изгнанию крови в аорту. 55
3.2. Гемодинамика "верхнего контура" сердечно-сосудистой системы при разобщении сердечно-сосудистой системы 72
3.3. Рабочая нагрузка левого желудочка при моделировании острых гемодинамических состояний. 82
3.4. Временная организация структуры сердечного цикла при моделировании острых гомодинамических состояний 92
3.5.Влияние ограничения притока крови к сердцу на параметры нагрузки левого желудочка 101
ГЛАВА 4. ЭМА 1-140 и АКАД 108
4.1. Алгоритм управляемой циркуляторной разгрузки сердца 109
4.2. Оценка пульсовых составляющих нагрузки сердца по кривой давления в аорте 115
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 125
ПОСЛЕСЛОВИЕ 129
БИБЛИОГРАФИЯ 130

ПРЕДИСТОРИЯ


В 1980 году в г.Томске был открыт Сибирский филиал всесоюзного кардиологического научного центра (СФ ВКНЦ АМН СССР), что вызвало приток научных кадров со всей России и возникновение оригинальных идей в решении кардиологических проблем. Основной состав лаборатории клинической и экспериментальной физиологии (КиЭФ) теоретического отдела НИИ кардиологии и хорошо оборудованной усилиями ее руководителя Е.Ф.Левицкого1, составили выпускники лечебного и медико-биологического факультетов Томского медицинского института2.
Рис.1 Общий вид операционной теоретического корпуса НИИК в начальный период ее деятельности (1981 год).
Перед коллективом лаборатории была поставлена задача по реализации оригинальной и смелой идеи аппаратно-медикаментозного лечения острого инфаркта миокарда3.
В то время решению проблемы гемодинамической разгрузки ослабленного инфарктом сердца было посвящено существенное количество научных исследований. Оригинальность же разрабатываемой идеи разгрузки сердца состояла в ее сущности – предлагалось механическим путем "разобщить" большой круг кровообращения на "верхний контур" и "нижний контур", оставив циркуляцию кровотока (до восстановления насосной функции сердца) только в малом круге кровообращения и в системе верхней полой вены (рис.2).
Рис.2. Принцип двухконтурной разгрузки сердца.
Сердечно-сосудистая система разобщалась на два контура – "верхний" и "нижний" - путем перекрытия просвета нижней полой вены и нисходящей части дуги аорты (отмечено встречными светлыми треугольниками).
Коррекцию метаболических нарушений в сосудах нижнего контура планировалось производить вено-артериальной перфузией с оксигенацией крови (ВАП).
В этом случае снижение нагрузки сердца по перекачиванию крови сердца достигалось путем максимально возможного ограничения притока крови к сердцу; сосудистый бассейн нижней полой вены на время разобщения предполагалось перфузировать с помощью АИКа4 с целью насыщения крови кислородом и нормализации метаболических нарушений. Тема исследования, после положительного решения головной организации (ВКНЦ), разрабатывалась под номером Гос. регистрации 01.83.0.010013 (шифр 007).
Первоначально полный план работы подразумевал разработку комплексного лечения кардиогенного шока на основе "двухконтурного метода" вспо­могательного кровообращения.
Как уже упоминалось выше, под термином "двухконтурный ме­тод вспомогательного кровообращения" подразумевался метод гемодинамической разгрузки сердца, осуществляемый путем полного перекрытия просвета нижней полой вены и нисходящей части дуги аорты. Иначе говоря, достижение цели разгрузки сердца виделось в практически полном разобщении сердечно-сосудистой систе­мы на два контура - верхний, включающий малый круг кровообращения и бассейн верхней полой вены, в котором на время разобщения сохранялся минимально необходимый для кровоснабжения сердца и головного мозга кровоток, и нижний, включающий артериальную и венозную систему ниже уровня диафрагмы. Как уже говорилось выше, коррекцию возникающих вследствие отсутствия циркуляции крови метаболических расстройств в нижнем контуре, подразумевалось корректировать известными к тому времени способами с использованием аппаратных (вено-артериальным шунтированием с оксигенацией крови) и медикаментозных средств.
Детализировать методическую сторону исследований в начале исследований было бессмысленно – для этого молодому коллективу не хватало ни знаний, ни опыта. Предстоял большой этап теоретического анализа и экспериментальных исследований.
На первом этапе работы внимание научной группы было сконцентрировано на решении проблемы управляемой объемной разгрузки сердца при контроле нагрузки левого желудочка при моделировании острого инфаркта миокарда и ос­трой сердечной недостаточности в эксперименте.
Результаты многочисленных исследований, опубликованных в научной литературе, убеждали в том, что гемодинамическая разгрузка сердца, нашедшая воплощение во многих методах вспомогательного кровообращения и медикаментозной разгрузки сердца (далее – МРС), являлась весьма эффективным методом лечения острой сердечной недостаточности и остро­го инфаркта миокарда.
Суть гемодинамической разгрузки сердца, отраженная в ее названии, заключалась в снижении работы сердца по перекачиванию крови. В принципе, этого можно было достичь, уменьшая сопротивление потоку крови в период ее изгнания из левого желудочка в аорту. Такой вид разгрузки сердца осуществлялся известными к тому времени средствами как в экспериментальной, так и клинической практике, путем снижения тонуса артериальных стенок медикаментозными средствами (внутрисосудистым введением вазодилататоров), либо механическим расширением просвета аорты в момент изгнания крови (методами контрпульсации).
Эффективность методов разгрузки сердца путем снижения сопротивления выбросу оказалась довольно высокой, что объяснялось прямой зависимостью потребности миокарда в кислороде от механического напряжения стенок желудочков в систолу.
С другой стороны, уменьшить работу сердца возможно и путем его разгрузки "по входу" - уменьшением притока поступающей к сердцу крови.
В литературе нашлось множество подтверждений высокой эффективности такого подхода к разгрузке сердца в острых ситуациях, вызванных снижением сократительной способности желудочков, сопровождающихся ростом остаточного объема крови в их полостях и возникновением объемной перегрузки полостей сердца.
Экспериментальные и клинические исследования показывали значительное улучшение кровоснабжения всех слоев миокарда при уменьшении объема кровенаполнения желудочков в диастолу. Это улучшение объяснялось меньшей степенью сжатия стенок желудочков за счет сниженного объема поступающей в камеры сердца крови.
Эффективность снижения притока крови к сердцу при лечении острой сердечно-сосудистой недостаточности была доказана и в кардиологической клинике – частичное перекрытие просвета нижней полой вены баллонным катетером у боль­ного острым инфарктом миокарда за 20 минут ликвидировало внезапно возникший отек легких.
Тем не менее, разработка методов вспомогательного кровообращения и МРС путем дозированного управляемого притока крови к сердцу при коррекции возникающего при этом снижения артериального давления оставалась мало исследованной и сложно разрешимой проблемой.
В одной стороны, эти проблемы являлись следствием технической сложности методов вспомогательного кровообращения (веноартериальной перфузии, внутриаортальной контрпульсации и др.), с другой стороны – малой терапевтической широтой лекарственных средств, применяемых при медикаментозной разгрузке сердца.
Ситуация осложнялась и тем, что осуществлять гемодинамическую разгрузку сердца при острой сердечной недостаточности приходилось на фоне патологических компенсаторных реакций сердечно-сосудистой системы и смешанного воздействия сильнодействующих лекарственных средств. Несогласованные изменения сокра­тимости миокарда, тонуса артериального русла и притока крови к серд­цу могли непредсказуемым образом изменять конечно-диастолический объем крови в желудочках и сопротивление изгнанию крови в аорту, влияя на системную гемодинамическую ситуацию и нагрузку сердца. Обеспечить минимальное сопротивление изгнанию крови из левого желудочка в этих условиях было непростой задачей, и ее решение было возможно лишь при точном анализе конкретной гемодинамической ситуации в аорте, определяющей рабочую нагрузку сердца.
В принципе, суммарную нагрузку левого желудочка можно было оценить по средним значениям кровотока и давления в аорте, однако, оценить вклад пульсовых составляющих нагрузки, который определялся согласованностью параметров сокращения левого желудочка и тонуса артериального русла, было очень непросто (W.P.Milnor, 1985; J.P.Murgo, J.P.Giolma, S.A.Altobelli, 1981).
Становилось очевидным, что решение проблемы управления объемом притекающей к сердцу крови, было неразрывно связано с проб­лемой регулирования диастолического давления в аорте при непрерывном контроле пульсовых составляющих рабочей нагрузки левого желудочка (за каждый сердечный цикл).
Проведенный патентный и аналитический поиск на глубину 15-20 лет не дал достаточных ответов на эти вопросы. Для обоснованного планирования экспериментальной работы данных литературы было явно недостаточно. К тому же оказалось, что и проблема согласованности изменений параметров сокращения желудочков с изменениями притока крови к сердцу и тонуса артериального русла при переходных процессах в сердечно-сосудистой системе, также практически не исследована.
С целью прояснения ситуации и планирования дальнейшего хода исследований перед научной группой определились следующие рабочие задачи:

  • изучить переходные характеристики (временные и сило-скоростные параметры) гемодинамических реакций, возникающих в центральном регионе системы кровообращения5 при моделировании изменений притока крови к сердцу и сопротивления изгнанию крови в аорту;

  • изучить саму принципиальную возможность функционирования верхнего контура6 сердечно-сосудистой системы при ее разобщении7;

  • провести анализ изменений пульсовых составляющих нагрузки левого желудочка при моделировании рассогласования параметров его сокращения с тонусом артериального русла;

  • изучить влияние изменений притока крови к сердцу на пульсовые составляющие рабочей нагрузки левого желудочка;

  • разработать алгоритм управляемой циркуляторной разгрузки сердца путем снижения притока крови к сердцу во взаимосвязи с изменениями диастолического давления в аорте и при контроле параметров рабочей нагрузки сердца в эксперименте.

Разработка теоретических аспектов гемодинамической разгрузки сердца при острой сердечной недостаточности сопровождалась усилиями коллектива лаборатории по приданию работе практической направленности, тем более, что патентно-литературный поиск свидетельствовал о приоритетности данного направления работы и ее перспективности.
В конечном итоге эти надежды были в некоторой степени оправданы – результаты исследований послужили основой разработки системы управляемого сосудистого кровотока в эксперименте (а.с. №1107849), а также микропроцессорного анализатора нагрузки сердца (АКАДа).


edu 2018 год. Все права принадлежат их авторам! Главная