CS240221B1 - Systém pro automatické podávání kardioplegického roztoku - Google Patents

Abstract

Řešení se týká systému pro automatické podávání kardioplegického roztoku během operace srdce podle potřeb operatéra. Zásobník kardioplegického roztoku s libovolnou teplotou je spojen přes čerpadlo s chladičem, ■ který je připojen na čtyřcestný ventil. Ten je připojen jednak přes dvoucestný ventil pro uzavření chladicího okruhu cirkulace se zásobníkem, jednak přes dvoucestný výstupní ventil pro spouštění a zastavení kardioplegické perfúze, umístěný ve sterilním poli a přes speciální kanylu se srdcem pacienta a jednak přes zpětnovazební tlakový člen s čerpadlem. Zásobník s chladičem mohou být konstrukčně sdruženy. Zpětnovazební tlakový člen může být tvořen buď spojitým regulátorem tlaku nebo úrovňovým tlakovým spínačem. Výstup číyřeestného ventilu, spojený se vstupem dvoucestného výstupního ventilu, lze dále spojit se vstupem teplotního monitoru, jehož- výstup je spojen přes regulátor teploty s chladičem. Zásobník kardioplegického roztoku může být spojen přes snímač objemu hladiny s čerpadlem

Description

Řešení se týká systému pro automatické podávání kardioplegického roztoku během operace srdce podle potřeb operatéra.

Zásobník kardioplegického roztoku s libovolnou teplotou je spojen přes čerpadlo s chladičem, který je připojen na čtyřcestný ventil. Ten je připojen jednak přes dvoucestný ventil pro uzavření chladicího okruhu cirkulace se zásobníkem, jednak přes dvoucestný výstupní ventil pro spouštění a zastavení kardioplegické perfúze, umístěný ve sterilním poli a přes speciální kanylu se srdcem pacienta a jednak přes zpětnovazební tlakový člen s čerpadlem. Zásobník s chladičem mohou být konstrukčně sdruženy. Zpětnovazební tlakový člen může být tvořen buď spojitým regulátorem tlaku nebo úrovňovým tlakovým spínačem. Výstup číyřeestného ventilu, spojený se vstupem dvoucestného výstupního ventilu, lze dále spojit se vstupem teplotního monitoru, jehož- výstup je spojen přes regulátor teploty s chladičem. Zásobník kardioplegického roztoku může být spojen přes snímač objemu hladiny s čerpadlem.

Vynález se týká systému pro automatické podávání kardioplegického roztoku během operace srdce s automatickým dodržováním požadovaných parametrů důležitých pro tuto metodu, tj. teploty, tlaku a průtoku kardioplegického roztoku.

Hlavní požadavky kladené na správnou a účinnou kardioplegii jsou dodržení požadované teploty kardioplegického roztoku po celou dobu aplikace, případně při opakovaných aplikacích, zajištění dostatečného průtoku kardioplegického roztoku koronárním řečištěm a dodržení zvolených hodnot tlaků při aplikaci, které se nejčastěji nastavují na hodnoty diastoického tlaku, na který jsou koronární tepny fyziologicky adaptovány.

Dosud známé systémy vycházejí z principů přetlakové infúze, kdy se kardioplegický roztok vychladí v lednici na požadovanou teplotu cca +7 °C v infúzní láhvi nebo v polyethylenovém vaku a odtud je přetlakem vypuzován do kořene aorty nebo přímo do koronárních tepen. Některé modernější systémy používají různých druhů čerpadel, nejčastěji rotačních.

Všechny tyto systémy mají řadu nevýhod, které komplikují a ztěžují tuto základní a nezastupitelnou metodu ochrany srdce během operace při jeho krátkodobé ischemíi. Měření tlaku přímo v zásobníku kardioplegického roztoku nezajišťuje správné plnění koronárních tepen tímto roztokem při konstantním tlaku a teplotě, protože každé koronární řečiště má jinou rezistenci.

Při větších rezistencích koronárního řečiště dochází k neúměrnému zvyšování tlaku v kořeni aorty nebo v ústí koronárních tepen. Tato situace představuje vážné nebezpečí ruptury některé z tepen, zejména té, která byla postižena vyšším stupněm sklerotických změn. Případně může dojít k odtržení plátu a jeho zanesení do periferie, což má za následek vznik peroperačního infarktu. Pokud se k vyloučení těchto rizik použije systém s malým tlakem, je kardioplegie málo účinná, neboť nedochází k rychlému ochlazení celého srdce a k důkladnému proplachu celého koronárního řečiště. Další nevýhodou stávajících systémů je, že nevylučují možnost vzduchové embolie, ke které může dojít nepozorností obsluhy při vyprázdnění infúzní láhve. Další nevýhodou je ohřívání aplikovaného roztoku v přívodních hadicích a kanylách. To má za následek v podstatě snížení účinnosti této metody.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje systém pro automatické podávání kardioplegickébo roztoku podle vynálezu. Jeho podstatou je, že zásobník kardioplegického roztoku s teplotou okolí je spojen přes čerpadlo s chladičem, který je připojen na čtyřcestný ventil. Tento ventil je jednak spojen přes dvoucestný ventil pro uzavření chladicího okruhu cirkulace se zásobníkem, jednak je připojen na vstup dvoucestného výstupního ventilu pro spouštění a nastavení kardioplegické perfúze, umístěného ve sterilním poli, jehož výstup je přiveden speciální kanylou do srdce pacienta a jednak je spojen přes zpětnovazební tlakový člen s čerpadlem. Zásobník kardioplegického roztoku je možné s výhodou konstrukčně sdružit s chladičem v jeden modul se dvěma vstupy a dvěma výstupy.

Tento modul je rozdělen na uzavřený sterilní okruh pro kardioplégický roztok a na uzavřený nesterilní okruh pro chladicí médium. Zpětnovazební tlakový člen je tvořen bud spojitým regulátorem tlaku nebo úrovňovým tlakovým spínačem. Výstup čtyřcestného ventilu, který je spojen se vstupem dvoucestného výstupního ventilu, lze dále též spojit se vstupem teplotního monitoru, který je přes regulátor teploty připojen na chladič. Zásobník kardioplegického roztoku může být též spojen přes snímač objemu hladiny s čerpadlem.

Výhodou tohoto systému, kromě zabezpečení požadovaných hodnot teploty, tlaku a průtoku kardioplegického roztoku během jeho aplikace, je okamžitá možnost použití roztoku, neboť ten neustále cirkuluje v základním okruhu chladič — zásobník — čerpadlo s již předem zvolenými parametry. U stávajících systémů je nutné nejprve vychlazený roztok vyjmout z lednice a po odvzduš,nění připojit do systému.

Příklady provedení systému podle vynálezu jsou uvedeny na přiložených výkresech. Obr. 1 ukazuje základní variantu systému, zabezpečující automatické podávání kardioplegického roztoku s konstantní zvolenou teplotou, zvoleným průtokem, a omezením maximálního tlaku při aplikaci. Na obr. 2 je uvedena varianta systému, která kromě zajištění požadovaného tlaku zabezpečuje i požadovanou hodnotu teploty kardioplegického roztoku. Na obr. 3 je příklad systému, vycházející z předešlých dvou, kde je navíc zabezpečena aplikace kardioplegického roztoku v požadovaných objemech.

Zásobník 1 kardioplegického roztoku na. obr. 1 je spojen přes čerpadlo 2, například přes rotační pumpu s chladičem 3, jehož výstup je veden na vstup čtyřcestného ventilu 4. Čtyřcestný ventil 4 je spojen jednak přes dvoucestný ventil 5 se zásobníkem 1 kardioplegického roztoku, jednak svým výstupem 10 přes výstupní dvoucestný ventil 6 a přes speciální kanylu, která není na výkrese znázorněna, se srdcem pacienta a jednak přes zpětnovazební tlakový člen 7 s čerpadlem 2. Jako zpětnovazební tlakový člen 7 lze použít například úrovňový tlakový spínač nebo spojitý regulátor tlaku.

Příklad systému na obr. 2 kromě požadovaného tlaku zabezpečuje i požadovanou hodnotu teploty kardioplegického roztoku. Za tímto účelem je v systému zavedena zpětná vazba, tvořená sériovým spojením tep240221 lotního monitoru 9 a regulátoru 8 teploty. Vstup teplotního regulátoru 9 je připojen na výstup 10 čtyřcestného ventilu 4. Výstup regulátoru 8 teploty, jehož vstup je spojen s výstupem teplotního monitoru 9, je spojen s chladičem' 3.

Varianta na obr. 3 vychází z předešlých dvou a navíc zabezpečuje aplikaci kardioplegického roztoku v požadovaných objemech. Do.systému je zařazen k tomuto účelu mezi zásobník 1 kardioplegického roztoku a čerpadlo 2 snímač 11 objemu hladiny.

Systém pracuje tímto způsobem. V zásobníku Γ je umístěn kardioplegický roztok předepsaného chemického složení v množství, potřebném pro příslušný operační výkon. Do zásobníku 1 je kardioplegický roztok naplněn za normální teploty místnosti. Pomocí čerpadla 2 je neustále přečerpáván ze zásobníku 1 do chladiče 3, kde je ochlazován na zvolenou teplotu. Odtud se pak přes čtyřcestný ventil 4 vrací buď přes dvoucestný ventil 5 zpět do zásobníku 1, nebo je přiváděn výstupem 10 přes výstupní dvoucestný ventil 6 speciální kanylou do srdce pacienta. Připojení speciální kanyly je modifikováno podle druhu kardiochirurgického výkonu. Tak například při aortokoronárních bypassech je kardioplegie aplikována přímo do kořene aorty pomocí speciální jehly. Obdobně se postupuje i při náhradě mitrální chlopně. Při náhrada aortální chlopně je kardioplegie aplikována speciálním nástavcem přímo ďo koronárních tepen v místě otevření aorty.

Dvoucestný ventil 5 umožňuje operatérovi uzavření chladicího okruhu cirkulace kardioplegického roztoku a výstupní dvoucestný ventil S umístěný ve sterilním poli, umožňuje operatérovi spouštění a zastavování kardioplegické perfúze.

Jako zpětnovazební tlakový člen 7 lze použít například úrovňový tlakový spínač nebo spojitý regulátor tlaku. Je-li řídicím parametrem maximální hodnota tlaku na výstupu systému, tj. vlastně v kořeni aorty, postačí použít jednodušší variantu, tedy úrovňový tlakový spínač. Tím je zajištěno automatické spouštění nebo zastavení perfúze, neboť při překročení nastavené velikosti tlaku v cirkulačních kanylách nebo ve speciální kardioplegické kanyle je spínačem zastavena činnost čerpadla 2 a jakmile tlak poklesne pod zvolenou hodnotu — při uvolnění dvoucestného ventilu S nebo. výstupního dvoucestného ventilu G začne čerpadlo 2 pracovat.

V případě, kdy je regulačním parametrem zvolená hodnota tlaku, kterou je nutné dodržovat během celého podávání kardioplegického roztoku, použije se jako- zpětnovazební tlakový člen 7 spojitý regulátor tlaku, který změnou otáček, tj. změnou průtoku; udržuje na výstupu systému zvolenou hodnotu tlaku.

Další možností je kombinace těchto dvou způsobů, tzn. požadavek konstantní perfúze a omezení maximálním přípustným tlakem na výstupu.

Udržení konstantního tlaku ve výstupní kanyle při proměnné perfúzi lze též zabezpečit pomocí tlakové zpětné vazby, kterou zabezpečuje spojitý regulátor tlaku. Velikost tlaku se obvykle nastavuje na hodnotu diastolického tlaku, který představuje fyziologickou hodnotu plnicího tlaku koronárních tepen při vlastní činnosti srdce a, vylučuje jakékoli poškození srdce vlivem , vyššího tlaku při neřízené kardioplegii.

S výhodou lze uspořádat konstrukčně zásobník 1 s chladičem 3 v jeden modul, který má dva vstupy, vstup kardioplegického roztoku a vstup chladicího média a dva výstupy, výstup kardioplegického roztoku a výstup chladicího média. Modul je rozdělen na uzavřený sterilní okruh pro kardioplegický roztok a uzavřený nesterilní okruh pro chladicí médium.

Stejným způsobem pracují i systémy znázorněné na dalších dvou obrázcích.

V případech, kdy je třeba změnit teplotu kardioplegického roztoku, se použije varianta podle obr. 2. Požadovaná teplota se nastaví příslušným ovládacím prvkem regulátoru 8 teploty, který na základě údaje teplotního čidla, umístěného ve výstupní kanyle, zajistí změnu tohoto: parametru.

Varianta na obr. 3 navíc zabezpečuje aplikaci kardioplegického roztoku v požadovaných objemech. Snímač 11, zapojený mezi zásobník 1 a čerpadlo 2 může být konstruován různým způsobem, například jako optoelektronický snímač, ultrazvukový snímač, popřípadě může být založen na jiných elektromechanických principech.

Po dodání zvoleného množství kardioplegického roztoku do srdce, snímač 11 objemu hladiny zastaví čerpadlo 2 a tím ukončí perfúzi.

Automatický systém pro podávání kardioplegického roztoku podle vynálezu zabezpečuje dodržení klíčových parametrů důležitých pro ochranu srdce během operace při jeho krátkodobé ischemii.

Claims (5)

1. PREDMET

   1. Systém pro automatické podávání kardioplegického roztoku vyznačený tím, že zásobník (1) kardioplegického roztoku je spojen přes čerpadlo (2) s chladičem (3), který je připojen na čtyřcestný ventil (4), spojený přes dvoucestný ventil (5) pro uzavření chladicího okruhu cirkulace se zásobníkem (1) přes zpětnovazební tlakový člen (7) s čerpadlem (2) a výstupem (10) na vstup dvoucestného výstupního ventilu (6) pro spouštění a zastavení kardioplegické perfúze, umístěného ve sterilním poli, přičemž výstup tohoto čtyřcestného ventilu (4) je spojen přes kanylu se srdcem pacienta.
2. 2. Systém podle bodu 1, vyznačený tím, že zásobník (1) kardioplegického roztoku a chladič (3) jsou konstrukčně sdruženy v

   VYNÁLEZU jeden modul se dvěma vstupy a dvěma výstupy, obsahující uzavřený sterilní okruh pro kardioplegický roztok a 'uzavřený nesterilní okruh pro chladicí médium.
3. 3. Systém podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že zpětnovazební tlakový člen (7) je tvořen spojitým regulátorem tlaku nebo úrovňovým tlakovým spínačem.
4. 4. Systém podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že výstup (10) čtyřcestného ventilu (4) je spojen se vstupem teplotního monitoru (9J, jehož výstup je přes regulátor (8J teploty připojen na chladič (3).
5. 5. Systém podle bodů 1 až 4, vyznačený tím, že zásobník (1) kardioplegického roztoku je spojen přes snímač (lij objemu hladiny s čerpadlem (2),