Способ регулирования венозного притока крови у больных с правожелудочковой недостаточностью и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиохирургии. Производят стимуляцию мышц брюшного пресса пачкой электрических импульсов. Стимуляцию производят синхронно с фазой выдоха искусственной вентиляции легких. Устройство содержит электростимулятор с электродами и снабжено последовательно соединенными преобразователем давления и блоком синхронизации. Повышение гемодинамического эффекта способа, снижение его травматичности и упрощение способа достигаются за счет синхронизированной с выдохом стимуляции мышц брюшного пресса. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиохирургии.

Способ и устройство предназначены для использования у больных с признаками тяжелой недостаточности правого желудочка, обусловленными как тяжестью порока сердца, так и тяжестью перенесенной операции, и находящимся на искусственной вентиляции легких.

Известен способ регулирования венозного притока крови у больных с сердечной недостаточностью посредством стимуляции мышц брюшного пресса и мышц нижних конечностей с использованием стимулятора "TUR - RC 01" производства ГДР (Толпекин В. Е. и др. Грудная и сердечно-сосудистая хирургия. 1994, 2, 36-38).

Этот способ не позволяет осуществлять синхронизированную стимуляцию, что ведет к значительному снижению гемодинамического эффекта. Кроме этого, указанный способ является достаточно сложным в осуществлении, т.к. требуется сочетанная стимуляция мышц брюшного пресса и мышц нижних конечностей.

Задачей настоящего изобретения является повышение гемодинамического эффекта способа, а также снижение травматичности способа и его упрощение.

Поставленная задача достигается за счет синхронизированной по акту дыхания стимуляцией мышц брюшного пресса.

Способ осуществляется следующим образом. На тело больного в области проекции прямых мышц живота аплицируют с помощью специальных ремней две пары стимулирующих электродов. Электроды фиксируют таким образом, что на каждую мышцу вдоль проекции нервнососудистого пучка накладывают электроды с отрицательной и положительной полярностью. Одноименные электроды соединяют параллельно с выходным каналом электростимулятора.

Синхронизацию стимуляции осуществляют путем непосредственного соединения блока синхронизации с аппаратом искусственной вентиляции легких. Аппарат искусственной вентиляции легких (ИВЛ) через дыхательную магистраль осуществляет вентиляцию легких пациента. На вход преобразователя давления поступают сигналы со второго выхода ИВЛ, связанные с давлением в магистрали ИВЛ. Преобразователь давления трансформирует входные сигналы в электрические сигналы, пропорционально давлению в дыхательной магистрали.

Блок синхронизации формирует сигнал синхронизации, связанный с фазой выхода цикла дыхания. Сигнал синхронизации с выхода блока синхронизации поступает на вход запуска электростимулятора. На каждый импульс запуска электростимулятор на своем выходе формирует пачку стимулирующих импульсов, которая поступает на электроды. Электростимулятор обеспечивает регулировку длительности и амплитуды пачки стимулирующих импульсов. Регулировкой амплитуды добиваются титанического сокращения мышц брюшного пресса. Блок синхронизации позволяет установить момент синхронизации электростимулятора в выбранной точке фазы выхода или паузы цикла дыхания.

Преобразователь давления последовательно соединен с блоком синхронизации, выход которого связан со входом запуска электростимулятора. Преобразователь давления выполнен с возможностью подключения к аппарату ИВЛ и способностью обеспечить синхронизацию с циклами дыхания при отсутствии аппарата ИВЛ. Параметры стимуляции выставляют таким образом, чтобы время стимуляции составляло 0,4-0,9 длительности интервала между двумя соседними фазами активного вдоха, при этом первый импульс пачки стимулирующих импульсов устанавливают совпадающим во времени с началом фазы выдоха или паузы. Для этого используют возможность аппарата устанавливать точку синхронизации и величину продолжительности стимуляции.

Использование стимулятора позволяет в широких пределах регулировать амплитуду стимуляции, величину которой выбирают конкретно для каждого пациента. При этом ориентируются на гемодинамические показатели, характеризующие стабилизацию гемодинамики в малом кругу кровообращения в пределах физиологической нормы.

На фиг. 1 изображено устройство для регулирования венозного притока крови у больных с правожелудочковой недостаточностью, содержащее электростимулятор 1 с электродами 2, преобразователь давления 3, блок синхронизации 4 и аппарат искусственной вентиляции легких 5.

На фиг. 2 представлен вариант выполнения устройства с блоком синхронизации 4, выполненным в виде последовательно соединенных компаратора напряжения 6 и формирователя синхроимпульсов 7, регулируемого источника опорного напряжения 8, связанного с первым входом компаратора напряжения 6, второй вход которого образует вход блока синхронизации 4, а выход формирователя синхроимпульсов 7 является выходом блока синхронизации 4.

На фиг. 3 представлен вариант выполнения устройства с блоком синхронизации 4, аналогичный варианту, изображенному на фиг. 2, с включением делителя циклов дыхания 9 между компаратором напряжения 6 и формирователем синхроимпульсов 7.

На фиг. 4 представлен вариант выполнения устройства с блоком синхронизации 4, аналогичный варианту, изображенному на фиг. 2, с включением блока задержки 10 между компаратором напряжения 6 и формирователем синхроимпульсов 7.

На фиг. 5 представлен вариант выполнения устройства с блоком синхронизации 4, аналогичный варианту, изображенному на фиг. 3, с включением блока задержки 10 между компаратором напряжения 6 и делителем циклов дыхания 9.

Устройство для регулирования венозного притока крови у больных с правожелудочковой недостаточностью работает следующим образом.

Преобразователь давления 3 на своем выходе выдает электрический сигнал, отражающий фазы вдоха и выдоха, формируемые аппаратом искусственной вентиляции легких. Блок синхронизации 4 срабатывает при возникновении фазы выдоха и запускает электростимулятор 1, который через электроды 2 обеспечивает синхронизированные с фазой выдоха сокращения мышц брюшного пресса.

В приведенном на фиг. 2 частном случае выполнения блока синхронизации 4, состоящем из последовательно соединенных компаратора напряжения 6 и формирователя синхроимпульсов 7, регулируемого источника опорного напряжения 8, компаратор напряжения 6 сравнивает уровень электрического сигнала с выхода преобразователя давления 3 с опорным напряжением регулируемого источника опорного напряжения 8. Срабатывания компаратора напряжения 6 запускают формирователь синхроимпульсов 7, импульсы которого служат для запуска электростимулятора 1.

Вариант выполнения блока синхронизации 4, приведенный на фиг. 3, дополнен по сравнению с фиг. 2 делителем циклов дыхания 9, включенным между компаратором напряжения 6 и формирователем синхроимпульсов 7. Делитель циклов дыхания 9 просчитывает заданное количество срабатываний компаратора напряжения 6 и только после этого формирует на своем выходе импульс, запускающий формирователь синхроимпульсов 7. Тем самым обеспечивается возможность сокращения мышц брюшного пресса не только на каждый выдох, но и на каждый второй, третий и т. п. (т. е. с пропуском некоторых циклов дыхания). Это позволяет избежать утомления мышц брюшного пресса.

Вариант выполнения блока синхронизации 4, приведенный на фиг. 4, дополнен по сравнению с фиг. 2 блоком задержки 10, включенным между компаратором напряжения 6 и формирователем синхроимпульсов 7. Блок задержки 10 задерживает на установленное время запуск формирователя синхроимпульсов 7, что позволяет перемещать во времени момент запуска электростимулятора 1 с целью индивидуальной для каждого пациента оптимизации фазировки сокращения мышц брюшного пресса и дыхания.

Вариант выполнения блока синхронизации 4, приведенный на фиг. 5, объединяет в себе возможности, представленные на фиг. 3 и 4. Одновременное введение в блок синхронизации 4 блока задержки 10 и делителя циклов дыхания 9 обеспечивают суммирование позитивных эффектов от введения каждого из вышеназванных блоков в отдельности.

Способ был осуществлен на 50 собаках. Искусственную вентиляцию осуществляли с помощью аппарата "Haeyr" (Германия), контроль гемодинамики проводили с помощью аппарата "Mingograf-7" (Швеция) и флоуметра "Statham-Gould Inc" (США). На переднюю брюшную стенку собаки фиксировали два биполярных электрода по обе стороны белой линии в проекции прямых мышц живота.

Исследования проводили на фоне искусственной вентиляции легких. Базисный наркоз включал сочетание классической нейролептанальгезии с введением 2,5% раствора гексенала. Миорелаксанты не использовали ни на одном из этапов операции из-за их неконтролируемого воздействия на мышечную сократимость.

Формирование экспериментальной модели атрезии правого атриовентрикулярного отверстия с выполнением модифицированной процедуры Фонтена, дополненной атриомиопластикой, проводили в условиях искусственного кровообращения с использованием центробежного гемонасоса "BIO-PUMP" (Medtronik, США). Экспериментальная методика заключалась в создании новой нагнетающей камеры малого круга кровообращения с использованием мышечного лоскута диафрагмы на сосудистой ножке и формировании "нового" пути оттока крови в легочный ствол.

После проведения этого этапа и относительной стабилизации гемодинамики регистрировали параметры, принимаемые за исходные. При этом отмечали изменения, соответствующие гемодинамической модели с исключением нагнетающего компонента малого круга кровообращения. Значительно повышалось среднее давление в венозной системе до (25,3± 6,5) мм рт.ст., в правом предсердии до (23,7±5,3) мм рт.ст., снижался кровоток в системе малого круга кровообращения, соответственно резко ухудшались показатели работы "единственного" (левого) желудочка сердца.

После регистрации исходных показателей гемодинамики начинали осуществлять непосредственно сам способ регулирования венозного притока крови у больных с правожелудочковой недостаточностью. Электростимуляцию мышц брюшного пресса проводили с кратностью синхронизации по дыханию 1:1 и 1:3. В ходе эксперимента постоянно регистрировали гемодинамические параметры в семи временных промежутках. Сразу после начала стимуляции отмечали улучшение гемодинамического статуса животного, приближающееся к физиологическому. В нижней полой вене четко регистрировали повышение максимального давления до (33,5±2, З) мм рт. ст. и снижение минимального до (7,2±2,3) мм рт.ст., что отражало увеличение венозного притока. В системе малого круга кровообращения отмечали значимое увеличение кровотока с повышением давления в легочной артерии до (26,7±5,4) мм рт.ст. В стволе легочной артерии регистрировали своеобразную пульсовую волну, зависевшую от периода стимуляции. Улучшались характеристики работы "единственного" желудочка сердца. Мощность левого желудочка в среднем повысилась до 0,5 Вт/м², минутный объем увеличился до 2,8 л/мин, артериальное давление также стабилизировалось в пределах среднефизиологической нормы.

В ряде случаев удавалось достаточно быстро отказаться от инотропной поддержки и значительно быстрее перевести животное на самостоятельное дыхание.

В контрольной группе, где была выполнена экспериментальная модель атрезии правого атриовентрикулярного отверстия с модифицированной процедурой Фонтена без венозной поддержки, отмечалось прогрессивное ухудшение гемодинамических показателей. Вводимые дозы кардиотоников в этой группе были значительно выше. В трех случаях (из 20 в контрольной группе), несмотря на введение больших доз кардиотоников и длительную искусственную вентиляцию легких, животные погибли.

Результаты исследований при синхронизации 1:1 1:3 не имели существенных различий, однако в более отдаленном периоде (2-3 часа) гемодинамически эффективнее была более щадящая стимуляция с синхронизацией 1:3.

Формула изобретения

1. Способ регулирования венозного притока крови у больных с правожелудочковой недостаточностью, включающий искусственную вентиляцию легких и стимуляцию мышц брюшного пресса пачкой электрических импульсов, отличающийся тем, что стимуляцию осуществляют синхронно с фазой выдоха искусственной вентиляции легких.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что стимуляцию осуществляют через две пары параллельно соединенных стимулирующих электродов, которые накладывают в проекции прямой мышцы живота.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый цикл искусственной вентиляции легких и синхронной стимуляции мышц брюшного пресса чередуют по меньшей мере с одним циклом вентиляции легких без стимуляции.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что длительность стимуляции выбирают равной 0,4 - 0,9 длительности интервала между двумя соседними фазами активного вдоха, а первый импульс пачки стимулирующих импульсов устанавливают совпадающим по времени с началом фазы выдоха или паузы.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что амплитуду стимуляции устанавливают до 50 В, причем значение рабочей амплитуды импульсов выбирают, ориентируясь на увеличение венозного возврата и стабилизацию легочного потока крови в пределах физиологической нормы давления в легочной артерии в диапазоне 20 - 40 мм рт. ст.

6. Устройство для регулирования венозного притока крови у больных с правожелудочковой недостаточностью, содержащее аппарат искусственной вентиляции легких и электростимулятор с электродами, отличающееся тем, что оно снабжено последовательно соединенными преобразователем давления и блоком синхронизации, выход которого связан с входом запуска электростимулятора, а вход преобразователя давления связан с выходом аппарата искусственной вентиляции легких.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что блок синхронизации выполнен в виде последовательно соединенных компаратора и формирователя синхроимпульсов и регулируемого источника опорного напряжения, связанного с первым входом компаратора, второй вход которого образует вход блока синхронизации, а выход формирователя синхроимпульсов является выходом блока синхронизации.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что между компаратором напряжения и формирователем синхроимпульсов включен делитель циклов дыхания.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что между компаратором напряжения и формирователем синхроимпульсов включен блок задержки.

10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что между компаратором напряжения и делителем циклов дыхания включен блок задержки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5