Министерство здравоохранения Челябинской области Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Саткинский медицинский техникум»
Реферат
по информатике
Тема: «ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ»
Выполнили: ст-ки 12-с группы Кодирова Сара
Рухтина Анастасия
Проверила: Дмитренко Р.Ф. преподаватель информатики
г. Сатка, 2018
Оглавление
Введение 3
1. Особенности аппарата «искусственное сердце» 5
1.1 История развития аппарата 5
2. Имплантируемое искусственное сердце AbioCor 6
2.1 Предназначение сердца AbioCor 6
2.2 Виды хирургического вмешательства 8
2.3 Принцип работы механического сердца AbioCor 12
3. Сравнительный анализ донорского и искусственного сердец 14
Заключение 15
Список использованных источников 16
Введение
Искусственное сердце или искусственные желудочки применяются у больных в терминальной стадии сердечной недостаточности для спасения их жизни и поддержки кровообращения до того момента, когда найдется подходящей для пересадки сердца донорский орган. У некоторых больных с противопоказаниями для пересадки сердца (возраст, сопутствующие заболевания и т.д.) искусственное сердце может быть имплантировано как окончательный вариант.
Ученые и исследовательские коллективы в Японии, Советском Союзе, США, ФРГ и ГДР, Австрии, а также в других странах проводят интенсивные работы по созданию сердца, действующего по принципу механического насоса, которое можно было бы пересаживать в грудную клетку, и которое было бы способно временно или постоянно заменять больное сердце.
Полностью искусственное сердце (total artificial heart -TAH) – это устройство, замещающее две нижние камеры органа – желудочки. Его применяют на терминальной стадии сердечной недостаточности.
Сердечная недостаточность представляет собой состояние, при котором сердце не в состоянии перекачивать достаточное количество крови для удовлетворения потребностей организма. Эта стадия свидетельствует о крайней серьезности, когда все виды лечения, кроме пересадки сердца, оказались безрезультативными. Трансплантация сердца – это хирургическое вмешательство, при котором удаляют больное сердце человека и заменяют его здоровым от умершего донора.
TAH рекомендуют по двум причинам:
Чтобы сохранить жизнь пациенту, пока он ожидает пересадки.
Если нет возможности провести пересадку, но больной находится на терминальной стадии сердечной недостаточности.
Цель работы: изучить искусственное сердце.
Задачи:
- изучить особенности аппарата «Искусственное сердце»;
- рассмотреть имплантируемое искусственное сердце Abiocor;
- провести сравнительный анализ донорского и искусственного сердец.
Актуальность темы: XXI век - век прорыва в медицине. Из стволовых клеток ученые научились выращивать сосуды, кости, сухожилия, целые органы, клапаны сердца, сердечную мышцу. Уже проводятся операции по установке искусственного сердца человеку.
1. Особенности аппарата «искусственное сердце» 1.1 История развития аппарата
Чуть более 100 лет назад ведущий хирург мира Т.Бильрот предсказывал, что любой врач, рискнувший произвести операцию на человеческом сердце, сразу же потеряет уважение своих коллег. Сегодня только в США ежегодно выполняется около 100 000 таких операций.
Еще в конце 19 века появились сообщения об успешных попытках операций на сердце, а в 1925 году впервые удалось расширить пораженный сердечный клапан. В середине 40-х годов 20 века были разработаны методы частичной хирургической коррекции ряда сложных врожденных пороков сердца, которые помогли сохранить жизнь многим обреченным детям.
В 1937 году советский ученый В. П. Демихов продемонстрировал возможность поддержания кровообращения в организме собаки с помощью пластикового насоса, приводимого в движение электродвигателем: собака прожила 2,5 часа.
В первом искусственном клапане сердца использовался силиконовый шарик в металлическом каркасе. В 1952 г. американский хирург Чарльз Хуфнагель установил клапан с шариком и каркасом пациенту с поврежденным аортальным клапаном.
В 1953 Дж. Гиббону (США) удалось ликвидировать дефект межпредсердной перегородки. Перегородка – это стена, сохранившаяся после рождения сообщения между двумя предсердиями. Операция была произведена на открытом сердце под непосредственным визуальным контролем, что стало возможным благодаря применению устройства, обеспечивающего экстракорпоральное кровообращение, а именно аппарата сердце-легкие.
В 60-х годах американские ученые В. Кольф и Т. Акутсу разработали искусственное сердце из полихлорвинила, которое состоит из двух мешочков, включенных в единый корпус. Оно имело четыре трехстворчатых клапана и работало от пневмопривода, расположенного снаружи. Уже в 1969 году Доминго Лиотта осуществил первую попытку имплантации искусственного сердца в человеческий организм. Аппарат в организме тяжело больного пациента проработал 64 часа, после чего был заменен донорским сердцем. Больной вскоре умер от пневмонии, но это был первый дающий надежду результат. В 1982 году американцы снабдили несколько больных более совершенным устройством, которое получило название «Джарвик-7». Барни Кларк, первый пациент, прожил с искусственным сердцем 112 дней, а жизнь Билла Шредера «Джарвик-7» поддерживал 620 дней.
В 2010 году в НЦССХ им. А. Н. Бакулева была произведена операция по полной замене сердца человека на искусственный аналог кардиохирургом Лео Бокерия, совместно с его американским коллегой. Этот аппарат обеспечивает кровоснабжение органов и тканей пациента, однако его недостатком является наличие аккумулятора массой 10 кг, нуждающегося в перезарядке каждые 12 часов.
В 2013 году французская компания CARMAT получила добро Еврокомиссии на имплантацию своего искусственного сердца первым четырем пациентам. Протез CARMAT представляет собой имплантируемый гидравлический насос, который питается от внешних батарей.
2. Имплантируемое искусственное сердце AbioCor 2.1 Предназначение сердца AbioCor
Имплантируемое искусственное сердце AbioCor компании Abiomed получило одобрение от американского управления по контролю над пищевыми продуктами и медикаментами (FDA).
Это первое в мире полностью вживляемое постоянное искусственное сердце проходило испытания на пациентах-добровольцах в течение нескольких лет. Теперь его имплантация должна принять более массовый характер. Потенциально речь идёт о сотнях, а, быть может, тысячах человек.
Слова «полностью вживляемое» означают, что наружу здесь не выходят никакие провода и шланги, возможные «ворота» для инфекции. Аккумуляторы и контроллер сердца также имплантируются в тело, которые уходят в полость живота, а зарядное устройство — недалеко от нового сердца, в области груди. Энергию для подзарядки батарей оно получает сквозь кожу — посредством электромагнитного излучения.
Тут, к слову, нужно добавить, что в последние годы над аналогичной по принципу действия системой беспроводного питания искусственного сердца работали специалисты российского НИИ трансплантологии и искусственных органов. Однако, американские коллеги, очевидно, имели больше средств и возможностей, чтобы довести свою модель по меркам таких изделий до серийного производства и вот теперь — одобрения FDA.
Сердце AbioCor предназначено для полной замены больного сердца, которое удаляется. Причём только для тех пациентов, которых без такого вмешательства ждёт неизбежная смерть менее чем через один месяц, и для которых, по тем или иным причинам, просто невозможен иной путь спасения — трансплантация донорского органа или иное лечение.
Внутренняя литиевая батарея AbioCor обеспечивает работу насоса в течение часа. Надеваемая на пояс внешняя батарея с электромагнитным передатчиком энергии — даёт пациенту два часа автономности. После чего её следует подключить к сети.
Пока учёные и инженеры не смогли создать сердце, с которым пациенты могли бы жить годами. Причём тут проблема не только и не столько в механизме искусственного сердца, сколько в состоянии организма пациентов, у которых столь тяжёлая проблема с сердцем, что требуется его полная замена, никогда не бывает единственной проблемой здоровья.
И всё же испытания AbioCor на 14 пациентах показали, что это механическое сердце продлевает жизнь на месяцы. В двух случаях AbioCor «подарили» больным дополнительные 10 и 17 месяцев, которое стало большим шагом вперёд в будущее по сравнению с прежними моделями подобных аппаратов.
Создатели AbioCor отмечают, что, даже зная о высоком риске и необходимости находиться в окрестностях розетки, многие тяжёлые пациенты согласились бы на лишнее время для общения с родными и друзьями. Ведь без имплантации механизма им оставалось бы жить считанные дни.
2.2 Виды хирургического вмешательства
Первый вид – аппарат сердце легкие, обеспечивающее искусственное кровообращение.
Хотя современные аппараты сердце легкие по производительности и эффективности намного превосходят первую модель Гиббона, принцип их работы остается тем же. Венозную кровь больного, чаще всего с помощью крупных канюль – трубочек, введенных через правое предсердие в верхнюю и нижнюю полые вены, отводят в оксигенатор. Оксигенатором называется устройство, которое контактирует в кровь на большой поверхности с богатой газовой смесью кислорода, что обеспечивает ее насыщение кислородом и потерю углекислоты. Затем оксигенированная насыщенная кислородом кровь через канюлю, помещенную в артерию, обычно в аорту вблизи отхождения от нее безымянной артерии, нагнетается обратно в тело больного. При прохождении крови через аппарат сердце-легкие, как правило, используют приспособления для ее подогрева и охлаждения, а также добавляют к ней необходимые вещества.
В настоящее время применяются оксигенаторы двух основных типов. Первый тип – пузырьковый. Такой тип используется для создания большой поверхности контакта между кровью и газом. Богатая кислородом газовая смесь пропускается через кровь в виде пузырьков. Недостатком этого эффективного и недорогого метода оксигенации является повреждение клеток крови при длительном прямом воздействии кислорода.
Другой тип мембранные оксигенаторы, в которых между кровью и газом находится тонкая пластиковая мембрана, защищающая кровь от непосредственного контакта с газовой смесью. Однако мембранные оксигенаторы несколько дороже и сложнее в работе, поэтому обычно их применяют лишь в тех случаях, когда предполагается длительное использование аппарата.
Второй вид – замена клапанов.
В настоящее время существуют два основных вида клапанных протезов: механические и биологические. И в тех и в других имеется кольцо, обычно из дакрона, которое вшивают в сердце, чтобы фиксировать положение протеза.
Механические клапанные протезы построены по двум принципам. Первый принцип – шарик в сетке, в котором шар изготавливался из силикона, корпус из титана, манжет из тефлоновой ткани. Но быстрое разрушение силиконового шара предотвращается методом вулканизации материала. Второй принцип – поворачивающийся диск, выполненый из искусственного материала, в котором пришивная манжета из дакрона, полиэстера, створки из пиролитического углерода, кольцо из титана и помещенные в обшитый синтетической тканью металлический каркас различной конструкции.
Биологические искусственные клапаны – это либо свиные аортальные клапаны, которые крепятся на специальном устройстве, либо клапаны, выкроенные из бычьего перикарда, которые состоят из фиброзной сумки, окружающей сердце. Предварительно их фиксируют в растворе глютарового альдегида; в результате они утрачивают свойства живой ткани и потому не подвергаются отторжению, опасность которого существует при любой пересадке органов.
Операция замены протезом пораженного клапана сердца. Техника имплантации различных протезов клапанов сердца практически идентична.
При протезировании клапанов чаще применяют срединную стернотомию в условиях искусственного кровообращения. Перикард вскрывают продольным разрезом и берут на держалки. Аппарат искусственного кровообращения подключают по схеме аорта полые вены. Операцию предпочтительнее выполнять на остановленном сердце.
Для протезирования митрального клапана левое предсердие открывают разрезом спереди от легочных вен. После фиксируют митральный клапан за створки, подтягивают на себя и приступают к его иссечению. Размер протеза устанавливают с помощью шаблона – измерителя.
Для протезирования клапанов аорты, после наложения зажима на её восходящую часть, пунктируют ее переднюю стенку иглой, соединенной с системой для внутриаортального нагнетания холодового кардиоплегического раствора, и одновременно начинают охлаждать сердце снаружи. Пережимают аорту, вскрывают ее просвет. По трем секторам накладывают П-образные швы, которыми прошивают фиброзное кольцо, а концами нитей - манжету клапана, фиксируя протез.
В конце операции обязательно подшивают к миокарду временные электроды для электрокардиостимуляции и оставляют дренажи в перикардиальной полости и средостении.
Третий вид имплантация искусственного сердца.
Операция имплантации искусственного сердца выполняется под эндотрахеальным наркозом в условиях искусственного кровообращения или под гипотермией.
После выключения сердца из кровообращения его удаляют, оставляя правое и левое предсердия. Затем производят имплантацию искусственного сердца с помощью канюль или сосудистых швов, соединяющих соответствующие камеры. При использовании канюль предсердия, аорта и легочная артерия искусственного сердца соединяются с предсердиями и крупными сосудами. Более совершенной является методика имплантации искусственного сердца с помощью сосудистых швов. После соединения искусственного сердца с организмом воздух из всех полостей его вытесняется физиологическим раствором. Как только работа искусственного сердца стабилизировалась, грудную клетку зашивают.
Четвертый вид имплантация ЭКС.
Для миокардиальной стимуляции применяют два электрода с концевой частью в виде прямой струны, иголки или спирали, которые внедряют непосредственно в сердечную мышцу с помощью иглы-проводника и фиксируют П-образными швами. Свободные концы электродов выводят на переднюю грудную стенку через межреберье. Под большой грудной мышцей (у женщин можно использовать ретромаммарное пространство) формируют ложе для аппарата, куда помещают ЭКС после подключения к электродам. При этом навязывается искусственный ритм желудочкам сердца с частотой, на которую настроен имплантируемый аппарат.
Для эндокардиальной стимуляций электрод специальной конструкции (моно- или биполярный) под контролем рентгенотелевизионной установки вводят через одну из поверхностных вен шеи в полость правого желудочка. Конец электрода с контактной головкой подводят к верхушке в межтрабекулярные щели, чем достигается фиксация его.
Пятый вид – трудности, возникаемые при вживлении искусственного сердца.
Операции проводятся под общим наркозом, чаще всего на открытом сердце. Средняя продолжительность хирургического вмешательства - около 6 часов.
В ближайшие дни после операции могут возникнуть кровотечение, аритмии сердца, развиться синдром низкого минутного выброса, вплоть до артериальной гипотонии, кардиогенный шок, легочные осложнения, печеночно-почечная недостаточность; осложнения со стороны ц. н. с. -гипоксический отек головного мозга, психические расстройства и др.
После операции возникает много осложнений, связанных со свертыванием крови. Особенно в месте соединения искусственного сердца и естественных кровеносных сосудов, при этом быстро формируются опасные сгустки крови, при отрыве которых может произойти эмболия легких, сосудов головного мозга и других органов или систем. Кроме того, в месте соединения возможно образование трещин или разрывов стенок кровеносных сосудов, которые являются причинами тяжелых внутренних кровотечений. Операция по имплантации искусственного сердца достаточно опасна и выполняется лишь в том случае, если нет других способов поддержать жизнь пациента до пересадки донорского сердца.
2.3 Принцип работы механического сердца AbioCor
Впервые в мире успешно пересадили в грудь человека автономный протез сердца в еврейской больнице американского города Луисвилля 2 июля 2001 года. 59-летний афроамериканец Роберт Тулс прожил с ним 6 месяцев без одного дня.
Искусственное сердце AbioCor изготовила компания Abiomed.
Систему можно разделить на имплантированную и внешнюю часть. Имплантированная система состоит из грудного блока, контроллера, системы чрескожной передачи энергии и батареи. Внешняя система состоит из "AbioCor Console" и переносимую пациентом электронику - Patient Carried Electronics (PCE).
Грудной блок состоит из двух герметичных насосов крови, разделенных преобразователем энергии.
Каждый насос крови можно рассматривать как твёрдую камеру, содержащую мешочек, заполненный кровью. Пространство между мешочком и преобразователем энергии заполнено рабочей жидкостью.
Преобразователь энергии перемещает рабочую жидкость из одной стороны в другую, сжимая мешок в одном насосе и прогоняя кровь из него. Одновременно кровь активно втягивается в другой насос, заполняя его в течение следующего цикла. Преобразователь энергии толкает рабочую жидкость поочередно в обоих направлениях, заставляя насосы попеременно выталкивать кровь и наполняться ею.
Контроллер - это мозг вживленной системы, его функции:
мониторинг грудного блока и прочих имплантированных компонентов
управление грудным блоком
связь между внешними компонентами и внутренними
Имплантированная батарея, когда она новая и полностью заряжена, содержит достаточное количество электрической энергии для приведения в действие системы AbioCor примерно в течение 60 минут без внешнего источника питания.
Имплантированная система ЧПЭ получает электрическую энергию в виде радиоволн от внешней системы ЧПЭ и преобразует ее в напряжение постоянного тока, используемого остальной частью AbioCor.
AbioCor Console является основным внешним компонентом AbioCor системы. Он обеспечивает подачу питания и передачи данных внутренним компонентам, и представляет возможность пациенту или другим людям мониторинга и настройки работы системы. Console передает энергию через систему ЧПЭ, и обменивается данными через модуль связи RF.
Электроника, переносимая пациентом, представляет собой портативную систему, которая обеспечивает зарядку батареи в имплантированной AbioCor системе через внешнюю систему ЧПЭ. ЧПЭ размещается в нейлоновой мешке с батареями, который можно носить через плечо.
3. Сравнительный анализ донорского и искусственного сердец
Минусом использования искусственного сердца является увеличение угрозы образования тромбов. Искусственные клапаны, действующие в искусственном сердце, быстро изнашиваются. Также существенным недостатком искусственного сердца является его потребность в постоянной подзарядке от электросети.
Искусственное сердце можно рассматривать как временную меру, пока пациент ждет орган для пересадки. Все разработки далеки от совершенства и доставляют больному массу неудобств.
Идеальный искусственный орган должен соответствовать следующим параметрам:
его можно имплантировать в организм человека;
изготовлен из легкого, прочного, обладающего высокой биологической совместимостью материала;
долговечный, выдерживающий большие нагрузки;
полностью моделирует функции естественного аналога.
Пересадка сердца не панацея, так как срок службы донорского органа всего 5-10 лет, процессы «старения» в нем идут гораздо быстрее, чем в родном органе. Кроме того пациенты вынуждены принимать препараты, не дающие сердцу отторгаться, это в первую очередь гормональные и цитостатические средства угнетающие иммунную систему, что открывает путь инфекциям и злокачественным новообразованиям.
Заключение
Технический уровень в этой области ещё не настолько высок, чтобы от пересаженного на длительное время искусственного сердца можно было ожидать действительно существенного продления срока жизни пациента.
Однако перспективы здесь бесспорны: нет сомнения в том, что в конечном итоге будет создан аппарат, способный временно или постоянно выполнять функции сердца. Но пройдет еще немало времени, прежде чем он хотя бы приблизительно сравняется с настоящим сердцем в работоспособности, надежности, точности ритма и реакции на изменения потребностей организма. В ближайшем будущем искусственное сердце, разумеется, может использоваться для облегчения работы и восстановления функции сердца в пред и послеоперационный периоды.
Список использованных источников
- Сайт islam-today.ru. Форма доступа: https://islam-today.ru/iskusstvennoe-serdce/
Сайт allbest.ru. Форма доступа: https://knowledge.allbest.ru/medicine/3c0a65635a2bc79a5c43a89421216c26_0.html
Сайт allbest.ru. Форма доступа: http://yandex.ru/clck/jsredir?bu=jjin&from=yandex.ru
Сайт membrana.ru. Форма доступа: http://www.membrana.ru/particle/10528
Сайт OmniMedicalSearch.ru. Форма доступа: http://www.omnimedicalsearch.com/
Сайт Hardin MD. Форма доступа: http://hardinmd.lib.uiowa.edu/index.html/
9
2 241
23 732 
