RU163089U1

RU163089U1 - GAS-AIR MIXTURE DELIVERY CIRCUIT DEVICE FOR ARTIFICIAL BLOOD CIRCULATION DEVICES

Info

Publication number: RU163089U1
Application number: RU2015153556/14U
Authority: RU
Inventors: Николай Олегович Каменщиков; Юрий Кириллович Подоксенов; Андрей Юрьевич Подоксенов; Александр Николаевич Николишин; Ирина Аркадьевна Мандель; Владимир Митрофанович Шипулин
Original assignee: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт кардиологии"
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2016-07-10

Abstract

Устройство контура доставки газо-воздушной смеси для аппаратов искусственного кровообращения, состоящее из магистрали доставки газо-воздушной смеси диаметромдюйма с бактериальным фильтром, соединенной с источником кислорода и источником воздушной смеси с помощью ротаметра со смесителем, отличающееся тем, что в магистраль доставки газо-воздушной смеси через коннекторыдюйма с Люэр-переходником врезаны 2 магистрали: магистраль доставки оксида азота (NO), соединенная посредством низкопоточного ротаметра с источником NO-смеси и находящаяся на расстоянии 1 см проксимальнее бактериального фильтра, а также магистраль отбора газовых проб для газоанализатора, находящаяся на расстоянии 1 см дистальнее бактериального фильтра и 1 см проксимальнее газового входа оксигенатора.A device for delivering a gas-air mixture for cardiopulmonary bypass devices, consisting of a gas-air mixture delivery line with an inch diameter with a bacterial filter connected to an oxygen source and an air mixture source using a rotameter with a mixer, characterized in that in the gas-air mixture delivery line 2 highways are cut through the connectors with an Luer adapter: a nitric oxide (NO) delivery line connected via a low-flow rotameter to a source of NO-mixture and located I am 1 cm proximal to the bacterial filter, as well as a gas sampling line for the gas analyzer, 1 cm distal to the bacterial filter and 1 cm proximal to the gas inlet of the oxygenator.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области медицинской техники, а именно к оборудованию для проведения искусственного кровообращения.The proposed utility model relates to the field of medical technology, namely to equipment for cardiopulmonary bypass.

Исследования последних лет указывают на ведущую роль оксида азота - NO в модуляции сосудистых реакций и делают целесообразным его применение при проведении полного сердечно-легочного обхода с целью нивелирования побочных эффектов искусственного кровообращения [1]. Учитывая потенциальные побочные эффекты NO, а также токсичность образующегося при взаимодействии NO с кислородом диоксида азота - NO₂, дозирование и мониторинг их концентраций при проведении искусственного кровообращения является крайне важным для обеспечения безопасности пациента.Recent studies indicate the leading role of nitric oxide - NO in modulating vascular reactions and make it advisable to use it when conducting a complete cardiopulmonary bypass in order to level side effects of cardiopulmonary bypass [1]. Given the potential side effects of NO, as well as the toxicity of nitrogen dioxide formed by the interaction of NO with oxygen - NO ₂ , dosing and monitoring of their concentrations during cardiopulmonary bypass is extremely important to ensure patient safety.

Стандартные компоненты контура доставки газо-воздушной смеси для аппаратов искусственного кровообращения (АИК) включают источник воздушной смеси и кислорода. Газообмен обеспечивается за счет их соединения через ротаметр со смесителем с оксигенатором аппарата искусственного кровообращения с помощью газовой магистрали диаметром

дюйма с бактериальным фильтром [2].Standard components of a gas-air mixture delivery circuit for heart-lung machines (AIC) include a source of air mixture and oxygen. Gas exchange is ensured by connecting them through a rotameter with a mixer with an oxygenator of a cardiopulmonary bypass using a gas line with a diameter

inches with a bacterial filter [2].

Данное устройство контура доставки газо-воздушной смеси для аппаратов искусственного кровообращения является наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату и выбрано в качестве прототипа.This device circuit for the delivery of a gas-air mixture for heart-lung machines is the closest to the declared technical essence and the achieved result and is selected as a prototype.

Недостатком устройства-прототипа является невозможность доставки, прецизионного дозирования и мониторинга фракционной концентрации доставляемого в контур оксида азота- NO и образующегося при взаимодействии NO с кислородом диоксида азота - NO₂.The disadvantage of the prototype device is the impossibility of delivery, precision dosing and monitoring of the fractional concentration of nitric oxide-NO delivered to the circuit and generated by the interaction of NO with oxygen, nitrogen dioxide - NO ₂ .

Задачей предлагаемой полезной модели является создание надежного контура доставки газо-воздушной смеси для аппаратов искусственного кровообращения, расширяющего эксплуатационные возможности аппарата искусственного кровообращения.The objective of the proposed utility model is to create a reliable circuit for delivering a gas-air mixture for cardiopulmonary bypasses, expanding the operational capabilities of the cardiopulmonary bypass.

Поставленная задача решается путем врезки в магистраль доставки газо-воздушной смеси 2 магистралей. Через коннектор

дюйма с Люэр-переходником врезают магистраль доставки оксида азота (NO), соединенную посредством низкопоточного ротаметра с источником NO-смеси (баллон 2000 ppm) и находящуюся на расстоянии 1 см проксимальнее бактериального фильтра. При помощи второго коннектора

дюйма с Люэр-переходником врезают магистраль отбора газовых проб для газоанализатора, находящуюся на расстоянии 1 см дистальнее бактериального фильтра и 1 см проксимальнее газового входа оксигенатора.The problem is solved by inserting 2 highways into the gas-air mixture delivery highway. Via connector

In an inch with a Luer adapter, a nitric oxide (NO) delivery line is inserted, connected by means of a low-flow rotameter to a source of NO-mixture (2000 ppm balloon) and located 1 cm proximal to the bacterial filter. Using the second connector

Inches with a Luer adapter insert a gas sampling line for the gas analyzer, located 1 cm distal to the bacterial filter and 1 cm proximal to the gas inlet of the oxygenator.

Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является создание возможности доставки, прецизионного дозирования и мониторинга фракционной концентрации доставляемого в контур экстракорпоральной циркуляции оксида азота - NO и образующегося при взаимодействии NO с кислородом диоксида азота - NO₂.The technical result, which the proposed utility model is aimed at, is to create the possibility of delivery, precision dosing and monitoring of the fractional concentration of nitric oxide - NO delivered to the extracorporeal circulation loop and formed of nitrogen dioxide - NO ₂ formed during the interaction of NO with oxygen.

Отличительные признаки проявили в заявляемой совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники в данной области и не очевидные для специалиста. Идентичной совокупности признаков не обнаружено в проанализированной патентной и научно-медицинской литературе. Предлагаемая полезная модель может быть использована в практическом здравоохранении для повышения качества и эффективности лечения.Distinctive features showed in the inventive combination of new properties that are not explicitly derived from the prior art in this field and are not obvious to a specialist. An identical set of features was not found in the analyzed patent and medical literature. The proposed utility model can be used in practical health care to improve the quality and effectiveness of treatment.

Полезная модель будет понятна из следующего описания и приложенной к нему фигуры 1 (фиг. 1). На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, где 1 - источник воздушной смеси, 2 - ротаметр со смесителем, 3 - источник кислорода, 4 - газо-воздушная магистраль диаметром

дюйма, 5 - коннектор

дюйма с Люэр-переходником, 6 - магистраль доставки NO, 7 - низкопоточный ротаметр, 8 - источник NO-смеси, 9 - бактериальный фильтр, 10 - магистраль отбора газовых проб для газоанализатора 11 - газоанализатор, 12 - оксигенатор АИК.A useful model will be clear from the following description and the attached figure 1 (Fig. 1). In FIG. 1 shows the proposed device, where 1 is the source of the air mixture, 2 is the rotameter with a mixer, 3 is the oxygen source, 4 is the gas-air line with a diameter

5-inch connector

inches with a Luer adapter, 6 - a delivery line for NO, 7 - a low-flow rotameter, 8 - a source of NO-mixture, 9 - a bacterial filter, 10 - a gas sampling line for a gas analyzer 11 - a gas analyzer, 12 - an AIK oxygenator.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) состоит из газо-воздушной магистрали 4 диаметром

дюйма с бактериальным фильтром 9, соединенной через ротаметр со смесителем 2 с источником воздушной смеси 1 и источником кислорода 3, в которую с помощью коннекторов

дюйма с Люэр-переходником 5 врезаны магистрали 6, 10: на расстоянии 1 см проксимальнее бактериального фильтра 9 магистраль 6 доставки NO, соединенная посредством низко-поточного ротаметра 7 с источником NO-смеси 8 и на расстоянии 1 см дистальнее бактериального фильтра 9 и 1 см проксимальнее газового входа оксигенатора 12 магистраль 10 отбора газовых проб для газоанализатора 11.The proposed device (Fig. 1) consists of a gas-air line 4 with a diameter

inches with a bacterial filter 9 connected through a rotameter to a mixer 2 with a source of air mixture 1 and an oxygen source 3, into which using connectors

Inches with Luer adapter 5 are cut in lines 6, 10: at a distance of 1 cm proximal to the bacterial filter 9; an NO delivery line 6 connected by means of a low-flow rotameter 7 to a source of NO

mixture

8 and 1 cm distal to the

bacterial filter

9 and 1 cm proximal to the gas inlet of the oxygenator 12 line 10 gas sampling for the gas analyzer 11.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) работает следующим образом: на старте искусственного кровообращения из источника воздушной смеси 1 и источника кислорода 3 через ротаметр со смесителем 2 в газо-воздушную магистраль 4 подают газо-воздушную смесь с расчетным минутным объемом тока воздуха и с заданной врачом фракционной концентрацией О₂. Одновременно начинают подачу оксида азота из источника NO-смеси 8.. Оксид азота через магистраль доставки NO 6 с помощью коннектора с Люэр-переходником 5 попадает в газо-воздушную магистраль 4. Объем подачи NO регулируют с помощью низкопоточного ротаметра 7 в зависимости от минутного объема тока воздуха и требуемой фракционной концентрации O₂. Полученная смесь воздуха, кислорода и оксида азота проходит через бактериальный фильтр 9 магистрали 4 и поступает в оксигенатор 12 АИК. В течение всего времени проведения искусственного кровообращения осуществляют непрерывный мониторинг фракционной концентрации NO и NO₂ газоанализатором 11 через магистраль отбора газовых проб 10.The proposed device (Fig. 1) works as follows: at the start of cardiopulmonary bypass from an air mixture source 1 and an oxygen source 3, a gas-air mixture with an estimated minute volume of air flow and given by a doctor is supplied through a rotameter with a mixer 2 to a gas-air line 4 fractional concentration of O ₂ . At the same time, the supply of nitric oxide from the source of the NO-mixture 8 begins. Nitric oxide passes through the NO 6 delivery line via a connector with a Luer adapter 5 to the gas-air line 4. The amount of NO is regulated using a low-flow rotameter 7 depending on the minute volume air flow and the desired fractional concentration of O ₂ . The resulting mixture of air, oxygen and nitric oxide passes through the bacterial filter 9 of line 4 and enters the oxygenator 12 AIC. Throughout the entire period of cardiopulmonary bypass, continuous monitoring of the fractional concentration of NO and NO _{2 by the} gas analyzer 11 is carried out through the gas sampling line 10.

Клинический пример.Clinical example.

Пациентка М., 61 лет; ИБ №4108; вес 88 кг; рост 168Patient M., 61 years old; IS No. 4108; weight 88 kg; height 168

Основной диагноз: Дисплазия соединительной ткани. Недостаточность митрального клапана 4 ст., недостаточность трикуспидального клапана 4 ст. Легочная гипертензия 3 ст. Сердечная астма. Двусторонний гидроторакс. Гидроперикард. Асцит. Кардиальный фиброз печени. Синдром печеночно-клеточной недостаточности.The main diagnosis: Connective tissue dysplasia. Mitral valve insufficiency 4 tbsp., Tricuspid valve insufficiency 4 tbsp. Pulmonary hypertension 3 tbsp. Cardiac asthma. Bilateral hydrothorax. Hydropericardium. Ascites. Cardiac fibrosis of the liver. Hepatic cell failure syndrome.

Сопутствующие заболевания: ХОБЛ 2 ст., неполная ремиссия. Хронический панкреатит, холецистит. Язвенная болезнь желудка. Хроническая железо-дефицитная анемия.Concomitant diseases: COPD 2 tbsp., Incomplete remission. Chronic pancreatitis, cholecystitis. Stomach ulcer. Chronic iron deficiency anemia.

Пациентке выполнено протезирование митрального клапана и пластика трикуспидального клапана в условиях ИК и фармако-холодовой кардиоплегии «Кустодиолом» на фоне комбинированной анестезии и ИВЛ. Продолжительность искусственного кровообращения составила 150 мин, время тотальной ишемии миокарда 110 мин. Подключение аппарата искусственного кровообращения по схеме «аорта - правое предсердие». Искусственное кровообращения осуществлялось в непульсирующем режиме. Перфузионный индекс 2,8 л/мин/м2. После достижения расчетной объемной скорости перфузии и перфузионного баланса уже в период первого параллельного кровообращения начата подача NO в контур экстракорпоральной циркуляции в дозе 40 ppm. Дозирование NO осуществлялось с помощью анализатора PrinterNO_X (CareFusion). Уровень метгемоглобина в периферической крови контролировался методом отражающей фотометрии с помощью газоанализатора Stat Profile ССХ (Nova Biomedical, USA). Данный протокол подачи NO сохранялся на протяжении всего периода проведения искусственного кровообращения. Адекватность проведения механической перфузии оценивался по комплексу параметров. Состояние микроциркуляции оценивалось по данным тканевой оксиметрии тенора правой кисти - оксиметр INOVUS (Somanetics). В период проведения искусственного кровообращения с подачей NO в контур АИК средний показатель насыщения капиллярной крови кислородом составил 60%, что было даже выше доперфузионных значений (в среднем 41%). Данные изменения указывают на выраженный децентрализующий эффект подачи NO с явным улучшением условий микроциркуляции во время искусственного кровообращения. Адекватность венозного возврата на протяжении перфузии оставалась удовлетворительной и составляла в среднем 3000 мл, что указывает на отсутствие секвестрации внутрисосудистого объема крови в сосудах периферической циркуляции. Сатурация смешанной венозной крови на протяжении механической перфузии оставалась в пределах 70-75%, отражая удовлетворительный общий кислородный бюджет организма. Искусственное кровообращение проводилось в условиях «тепловатой» гипотермии, температура в прямой кишке составляла в среднем 34°C. Ректально-периферический градиент на протяжении искусственного кровообращения не превышал 3°C, что также указывает на улучшение микроциркуляции. После снятия зажима с аорты отмечалось спонтанное восстановление сердечной деятельности с исходом в синусовый ритм. Подача NO в контур экстракорпоральной циркуляции прекращена за 5 мин до отлучения пациента от АИК. Отлучение от искусственного кровообращения произошло на фоне стартовых доз инотропной поддержки (допмин 4 мкг/кг/мин), без признаков перегрузки левых или правых отделов сердца (ЦВД - 8 мм рт.ст., ДЗЛА - 6 мм рт.ст.) и без потребности в высокой ингалируемой фракции кислорода (FiO₂ - 0,35). Ранний послеоперационный период протекал без особенностей. Пациентка не требовала массивных доз инотропной и вазопрессорной поддержки, что подтверждает кардиопротективные эффекты подачи NO в контур экстракорпоральной циркуляции. P/F индекс при поступлении в отделение реанимации составил 410. Время искусственной вентиляции легких составило 4 ч 20 мин. Объем инфузий на протяжении 48 ч послеоперационного периода составил 7600 мл, диурез 7000 мл, дренажные потери 360 мл, расчетные перспирационные потери - 800 мл. Средний гемоглобин составил 90 г/л, гемотрансфузий пациентка не требовала. Лихорадки в послеоперационном периоде не наблюдалось. Таким образом, примение NO позволяет снизить выраженность синдрома системной воспалительной реакции, что выражается в отсутствии лихорадки, умеренно отрицательном послеоперационном гидробалансе, отсутствии секвестрации жидкости и отеков за счет снижения выраженности феномена «капиллярной утечки».The patient underwent prosthetics of the mitral valve and plastic of the tricuspid valve under the conditions of IR and pharmaco-cold cardioplegia “Custodiol” on the background of combined anesthesia and mechanical ventilation. The duration of cardiopulmonary bypass was 150 minutes, the time of total myocardial ischemia was 110 minutes. Connection of a cardiopulmonary bypass according to the scheme “aorta - right atrium”. Cardiopulmonary bypass was carried out in a non-pulsating mode. The perfusion index is 2.8 l / min / m2. After reaching the calculated volumetric perfusion rate and perfusion balance already in the period of the first parallel blood circulation, the supply of NO to the extracorporeal circulation circuit at a dose of 40 ppm was started. NO dosing was performed using a PrinterNO _X analyzer (CareFusion). The level of methemoglobin in peripheral blood was monitored by reflective photometry using a Stat Profile CCX gas analyzer (Nova Biomedical, USA). This NO supply protocol was maintained throughout the entire period of cardiopulmonary bypass. The adequacy of mechanical perfusion was evaluated by a set of parameters. The state of microcirculation was evaluated according to tissue oximetry of the tenor of the right hand - an INOVUS oximeter (Somanetics). During cardiopulmonary bypass with the supply of NO to the AIK circuit, the average oxygen saturation of capillary blood was 60%, which was even higher than the prefusion values (on average 41%). These changes indicate a pronounced decentralizing effect of NO supply with a clear improvement in microcirculation conditions during cardiopulmonary bypass. The adequacy of venous return during perfusion remained satisfactory and amounted to an average of 3000 ml, which indicates the absence of sequestration of intravascular volume of blood in peripheral circulation vessels. Saturation of mixed venous blood during mechanical perfusion remained in the range of 70-75%, reflecting a satisfactory total oxygen budget of the body. Cardiopulmonary bypass was performed under conditions of “lukewarm” hypothermia, the temperature in the rectum averaged 34 ° C. The rectal-peripheral gradient during cardiopulmonary bypass did not exceed 3 ° C, which also indicates an improvement in microcirculation. After removing the clamp from the aorta, a spontaneous restoration of cardiac activity was noted with an outcome in the sinus rhythm. The supply of NO to the extracorporeal circulation circuit was stopped 5 minutes before the patient was weaned from the AIC. Weaning from cardiopulmonary bypass occurred against the background of starting doses of inotropic support (dopmin 4 μg / kg / min), without signs of overload of the left or right heart (CVP - 8 mm Hg, DZLA - 6 mm Hg) and without requirements for a high inhaled fraction of oxygen (FiO ₂ - 0.35). The early postoperative period was uneventful. The patient did not require massive doses of inotropic and vasopressor support, which confirms the cardioprotective effects of NO supply to the extracorporeal circulation circuit. The P / F index on admission to the intensive care unit was 410. The time of artificial lung ventilation was 4 hours 20 minutes. The infusion volume during the 48 hours of the postoperative period was 7600 ml, diuresis 7000 ml, drainage loss 360 ml, estimated prospective loss - 800 ml. The average hemoglobin was 90 g / l; the patient did not require blood transfusions. Fever in the postoperative period was not observed. Thus, the use of NO can reduce the severity of the systemic inflammatory response syndrome, which is expressed in the absence of fever, moderately negative postoperative hydro balance, the absence of fluid sequestration and edema due to a decrease in the severity of the phenomenon of “capillary leakage”.

Осложнений в раннем послеоперационном периоде не наблюдалось. Время пребывания в ОАР составило 2 суток.No complications were observed in the early postoperative period. The time spent in the UAR was 2 days.

Предлагаемое модифицированное устройство контура доставки газо-воздушной смеси для аппаратов искусственного кровообращения апробировано у 20 пациентов и позволяет создать возможность доставки, прецизионного дозирования и мониторинга фракционной концентрации доставляемого в контур экстракорпоральной циркуляции оксида азота - NO и образующегося при взаимодействии NO с кислородом диоксида азота - NO₂.The proposed modified device for the gas-air mixture delivery circuit for cardiopulmonary bypass devices has been tested in 20 patients and allows creating the possibility of delivery, precision dosing and monitoring of the fractional concentration of nitric oxide - NO delivered to the extracorporeal circulation circuit and formed of nitrogen dioxide - NO ₂ when NO interacts with oxygen. .

Список используемой литературы.Bibliography.

1. Checchia et al. The Jornal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 2013; 146: 530-6.1. Checchia et al. The Jornal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 2013; 146: 530-6.

2. Локшин, Л.С. Устройство современных аппаратов искусственного кровообращения / Л.С Локшин, Г.О. Лурье, И.И. Дементьева // Искусственное и вспомогательное кровообращение в сердечно-сосудистой хирургии.: Практическое пособие. - Москва 1998. - стр. 15; стр. 45-46.2. Lokshin, L.S. The device of modern heart-lung machines / L.S. Lokshin, G.O. Lurie, I.I. Dementieva // Artificial and auxiliary blood circulation in cardiovascular surgery .: A practical guide. - Moscow 1998. - p. 15; p. 45-46.

Claims

Air-gas mixture delivery circuit device for heart-lung machines, consisting of a gas-air mixture delivery line with a diameter

inch with a bacterial filter connected to an oxygen source and an air mixture source using a rotameter with a mixer, characterized in that in the delivery line of the gas-air mixture through connectors

2 lines are cut into the Luer adapter: a nitric oxide (NO) delivery line connected via a low-flow rotameter to a source of NO mixture and located 1 cm proximal to the bacterial filter, and a gas sampling line for a gas analyzer located 1 cm away distal to the bacterial filter and 1 cm proximal to the gas inlet of the oxygenator.