Полезная информация об искусственном сердце для сердечников и не только

Что такое искусственное сердце и как оно работает?

Медицинские технологии достигли настолько высокого уровня, что сегодня хирурги умеют проводить даже операции по пересадке сердца. Только вот донорских органов очень мало, из-за чего нуждающиеся в них пациенты вынуждены подолгу ждать их появления и иногда не доживают до этого момента. Для увеличения шансов на жизнь, хирурги часто пересаживают людям искусственные органы: инженеры уже придумали механические версии ушей, глаз, почек и других жизненно важных частей тела. Одним из самых сложных органов в человеческом организме является сердце, необходимое для обеспечения органов кровью, богатой кислородом и питательными веществами. Искусственное сердце уже существует и недавно французская компания Carmat выпустила его новую версию. Она оснащена биологическими клапанами, благодаря которым у человека с меньшей долей вероятности возникают осложнения, а сам аппарат работает гораздо тише. Это важное достижение в области медицины, поэтому давайте изучим конструкцию искусственного сердца подробнее.

Искусственное сердце от французской компании Carmat

Как работает сердце?

Сразу же отмечу, что мы рассмотрим работу искусственного сердца вкратце, потому что это очень сложный орган и для объяснения всех принципов нужно написать целую книгу. По данным издания Interesting Engineering, имплант почти полностью имитирует работу настоящего сердца. Этот орган качает кровь за счет сокращения четырех разных камер: левого предсердия, правого предсердия, левого желудочка и правого желудочка. У здоровых людей один цикл (удар) состоит из трех коротких этапов:

  • наполнения предсердия, при котором кровь из крупных вен наполняет предсердия (0,10 секунд);
  • сокращения желудочков, при котором кровь отправляется в органы (0,32 секунды);
  • перерыва, при котором сердце отдыхает (0,4 секунды).

Правый желудочек и левое предсердие отвечают за малый круг кровообращения. По малому кругу бедная кислородом венозная кровь течет из правого желудочка сердца по легочным артериям к легким и обогащается кислородом. Так из венозной она превращается в артериальную и по легочным венам отправляется в левое предсердие.

Строение человеческого сердца

Левый желудочек и правое предсердие отвечают за большой круг кровообращения. Этот круг необходим для кровоснабжения всех органов организма человека, в том числе легких.

Большой и малый круг кровообращения человека

Опять же отмечу, что это очень краткое описание. Если хотите разобраться, как именно работает сердце, лучше посмотрите это видео. Но сначала рассмотрим искусственное сердце от компании Carmat.

Особенности искусственного сердца

Важно отметить, что искусственное сердце любого производителя не может заменить собой настоящее. Оно лишь дает время для того, чтобы дождаться донорского органа. Помимо ограниченного времени службы длиной 180 дней, у искусственного сердца есть еще один минус — человек вынужден носить с собой 4-килограммовый ящик с жидкостью для его правильной работы. Также во внешнем модуле расположены две аккумуляторные батареи, которых хватает на 4 часа автономной работы. Ранее хирурги устанавливали пациентам искусственные сердца SynCardia с четырьмя механическими клапанами. Главное новшество новинки от Carmat заключается в том, что в ней используются биологические клапаны. Благодаря натуральным материалам, у пациента снижается риск возникновения тромбов, а устройство работает намного тише, чем аналоги.

3D-модель искусственного сердца

Операция по установке искусственного сердца проходит в несколько этапов. Сначала в грудную клетку пациента вставляется сердечный протез, который при помощи кабеля подключен к внешнему модулю. Протез состоит из упомянутых выше камер и четырех биологических клапанов, благодаря которым и работает как настоящее сердце. Также орган соединяется с главной артерией тела аортой и легочной артерией. Для движения крови используются насосы, которые в зависимости от потребностей человека могут качать кровь с разной силой. А для определения потребностей используются датчики, которые крепятся на тело пациента.

Искусственное сердце в руках хирургов

В конечном итоге получается, что во время ожидания донорского органа пациенты частично превращаются в киборгов. В 2020 году компании Carmat было дано разрешение на продажу своего искусственного сердца. Недавно операция по его установке была проведена 39-летнему жителю американского штата Северная Каролина. У него была диагностирована сердечная недостаточность, из-за чего ему было сделано шунтирование — создание нового пути кровотока в обход пораженного участка артерии. Но этот способ не помог, поэтому в его тело было установлено искусственное сердце. Известно, что на данный момент мужчина находится в стабильном состоянии. Такая операция обходится в 150 000 евро, что в пересчете на наши день равно примерно 13 миллионам рублям.

Ссылки на интересные статьи, смешные мемы и много другой интересной информации можно найти на нашем телеграм-канале. Подпишитесь!

Безо всяких сомнений, это большое достижение в области медицины. И это не первое подобное событие в 2021 году — недавно моя коллега Любовь Соковикова рассказала, как испанские врачи впервые в истории смогли пересадить сердце маленькому ребенку. Подробнее об этом можно почитать тут.

Кардиостимулятор

Электрокардиостимулятор (ЭКС) – это электронное устройство, которое имплантируется в тело человека для регулирования сердечного ритма. Он состоит из батареи и электронной схемы (миникомпьютера), заключенных в герметичный титановый корпус. Его размер достаточно небольшой, объем менее 13 см 3 (почти в 2 раза меньше спичечной коробки), а вес не превышает 25 граммов (три десятирублевые монеты). К стимулятору подсоединяются электроды – провода, которые имплантируются в сердце. Через эти электроды кардиостимулятор посылает электрические импульсы к сердцу и получает информацию о сокращении сердечной мышцы – миокарда.

Сердце состоит из 4 камер: 2 предсердия (правый и левый) и 2 желудочка (правый и левый). Сначала сокращаются предсердия и кровь из предсердий поступает в желудочки, а оттуда разносится через артерии по всему организму. При различных нарушениях сердечного ритма могут возникать жизнеугрожающие состояния (см. раздел Аритмии), в таких случаях необходима операция – имплантация ЭКС (подробнее об операции http://dr-lukin.ru/pacientam/ustanovka-elektrokardiostimulyatora/)

Электроды кардиостимулятора имплантируются в правое предсердие и правый желудочек. Предсердный электрод стимулирует оба предсердия, желудочковый – оба желудочка. Сам ЭКС подшивается под большую грудную мышцу, обычно под левой ключицей. Операция проводится под рентген-контролем. Обычно длится не более 1 часа. Уже через 1-2 суток после операции больной может быть выписан домой.

По типу крепления к сердцу электроды бывают с пассивной и активной фиксацией. Электроды с пассивной фиксацией имеют на конце лепестки по типу якоря, при помощи которых держатся в полости сердца. Электрод с активной фиксацией имеет на конце «пружинку», которая вкручивается в сердечную мышцу по типу шурупа, что обеспечивает более надежную фиксацию и контакт с миокардом. Кроме того, электроды с активной фиксацией имеют больше вариантов для имплантации, что, кроме надежности, обеспечивает более физиологическую стимуляцию миокарда.

В зависимости от количества электродов и стимулируемых камер ЭКС бывают однокамерные (стимулируют только желудочки) и двухкамерные (стимулируют предсердия и желудочки). Наиболее физиологической является двухкамерная стимуляция, при этом предсердия и желудочки работают синхронно, обеспечивая наилучшую работу сердца. Однако, если у больного постоянная форма фибрилляции предсердий, показана однокамерная стимуляция. В некоторых случаях при тяжелых формах заболевания используются раздельная стимуляция желудочков.

Кардиостимулятор – это миникомпьютер, который постоянно контролирует работу сердца, анализирует его сокращения и, при необходимости, подает сердцу стимулы, тем самым обеспечивает наиболее правильное и физиологическое сокращение сердца. ЭКС собирает данные о работе сердца за продолжительный период времени (месяцы и даже годы) и в соответствии с собранными данным корректирует свою работу.

При амбулаторном наблюдении врач оценивает работу ЭКС, проверяет его настройки и режимы, а также работу сердце, какие аритмии были в течении нескольких месяцев или лет. Можно даже посмотреть электрограмму за определенный период времени, за определенную дату. На основании этих данных выставляются оптимальные настройки кардиостимулятора и подбирается соответствующая лекарственная терапия, наилучшим образом подходящие для Вашего организма.

Выполняется это с помощью специального устройства – программатора-анализатора, который представляет собой компьютер, похожий на ноутбук. Компьютер соединяется с кардиостимулятором по средствам беспроводной связи. Также существуют специальные устройства, при помощи которых пациент сам может собрать данные о работе сердца и кардиостимулятора и отправить их врачу дистанционно, не являясь на прием. А врач уже скорректирует терапию. Для этого надо лишь приложить специальное устройство к стимулятору – под левую ключицу.

Но не следует забывать, искусственное навязывание сердечного ритма может таить в себе и различные опасности. К примеру, используемый в прошлые годы асинхронный режим стимуляции (VOO) может провоцировать развитие фибрилляции желудочков – крайне опасное для жизни состояние. Существует и множество других «подводных камней». Но к счастью наука не стоит на месте и современные кардиостимуляторы имеют множество алгоритмов стимуляции, что делает их работу максимально безопасной и наиболее физиологичной. Поэтому, чем современней и прогрессивней кардиостимулятор, тем лучше для Вашего сердца.

Современные стимуляторы нового поколения являются полностью автоматическими на цифровой платформе и могут не только купировать брадикардию (редкий пульс) и предотвращают остановку сердца, но и предупреждают развитие тахикардий (частый пульс). Существуют различные алгоритмы детекции и терапии тахикардии, мониторинга хронической сердечной недостаточности и так далее.

Чем больше алгоритмов имеет стимулятор, тем больше у него возможностей правильно отреагировать на различные нарушения ритма и «наладить» работу Вашего сердца. Компьютер распознает, отдыхаете Вы или идете, «видит» нарушения ритма и постоянно автоматически изменяет свою работу в зависимости от потребностей Вашего организма. Кроме того, ЭКС нового поколения постоянно тестируют себя и, в случае выявления каких-либо нарушений включат режим экстренной стимуляции, позволяющий сохранить жизнь пациента.

К сожалению, на сегодняшний день не все модели кардиостимуляторов обладают вышеописанными функциями. Набольших успехов в производстве кардиостимуляторов добилась американская компания Medtronic, разработав множество параметров мониторинга сердечного ритма и режимов стимуляции сердца, а также алгоритмы сохранения собственной проводимости сердце, которые не имеют аналогов в мире. Срок службы таких устройств составляет около 10 лет и более.

Одной из проблем, с которой сталкиваются пациенты после имплантации ЭКС – это невозможность проведения магнитно-резонансной томографии (МРТ). Однако, компания Medtronic решила и эту проблему, выпустив МРТ – совместимые стимуляторы и электроды. Это значит, что больным после имплантации такого устройства можно делать МРТ любой части тела. Но не следует забывать, что далеко не все ЭКС обладают данной функцией. МРТ-совместимые устройства помечены маркером MR или MRI. Обязательно уточняйте наличие данной функции у Вашего врача.

После имплантации современных ЭКС нового поколения особых ограничений не существует. Пациент может уже через несколько дней вернуться к обычному образу жизни, пользоваться всеми бытовыми приборами, телефоном, ходить в магазины, заниматься спортом, летать на самолетах и так далее. Тем не менее, всегда предупреждайте врача о том, что у Вас имплантирован кардиостимулятор, особенно, если планируется оперативное лечение.

Как работает кардиостимулятор?

Полезная информация об искусственном сердце для сердечников и не только

Все люди старшего возраста знают песню в исполнении Леонида Утесова со словами «Сердце, тебе не хочется покоя!» И хотя автор текста вкладывал в эти слова отнюдь не физиологический смысл, но сердце действительно, если бы и захотело, не может позволить себе покой. Через 10-20 секунд после остановки сердца человека теряет сознание. Если в течение пяти-шести минут сердце не удается запустить, человек погибает.

Сердце, как и все остальные органы, подвержено заболеваниям, которые плохо влияют на его работу. Для лечения сердечных болезней человек изобрел множество лекарственных препаратов. Но бывают такие болезни, когда медикаменты помочь не в состоянии. Сердце или его пораженные части нужно менять.

Искусственное сердце человека

Ученые начали изобретать и испытывать аппараты, способные поддерживать кровообращение в теле человека, уже более 100 лет. Сегодня, под искусственным сердцем подразумеваются два вида технических устройств.

  1. Первый вид составляют аппараты искусственного кровообращения (АИК).
  2. Ко второму виду относятся кардиопротезы – устройства, которые имплантируются в человека.

История аппаратов искусственной перфузии

Эти устройства предназначены, чтобы поддерживать жизнь человека при полной или частичной неспособности сердца выполнять свои функции.

Первая попытка создания АИК была предпринята в конце девятнадцатого века, когда немецкие ученые Фрей и Грубер изобрели первое механическое устройство для искусственно нагнетания крови и обогащения ее кислородом. В Советском Союзе первая разработка АИК датируется 1926 годом. Создавали аппарат (автожектор) два ученых Брюхоненко и Чечулин. Устройство неплохо работало в экспериментах на собаках, но применение автожектор в клинической медицине не нашел.

Создание АИК в мире продолжалось, и первое значимое применение аппарата произошло в 1952 году. Кардиохирург Додрилл в США сделал успешную операцию на открытом сердце с использованием АИК. Причем, применял Додрилл аппарат, который разработал сам в сотрудничестве с Дженерал Моторз.

Через пять лет операцию на сердце выполнили в СССР.

Три метода

В современной медицине находят применение три системы экстракорпорального кровообращения:

  • общего;
  • регионарного;
  • вспомогательного.

В первом случае АИК полностью заменяет легкие и сердце. Это способ практикуется в кардиохирургии.

Под регионарным кровообращением понимается перфузия отдельного органа, который на какое-то время изолируется от кровеносной системы. Использование этого метода часто происходит при гнойной хирургии и онкологии, чтобы подать к больному месту большее количество лекарственных препаратов.

Главные задачи вспомогательного кровообращения:

  • уменьшить потребление кислорода миокардом;
  • увеличить его снабжение кислородом;
  • увеличить подачу кислорода в другие физиологические системы или органы.

Принципиальная работа АИК

Как устроен и как работает АИК

Аппарат конструктивно состоит из двух блоков:

  • физиологического;
  • механического.

Первый блок составляют все компоненты аппарата, которые контактируют с кровью. Его главными узлами являются оксигенатор («легкие») и насос («сердце»). В блок также входят теплообменник, фильтр-ловушка, система коронарного отсоса, шланги и емкости. Эти компоненты, соединяясь между собой, формируют систему, по которой циркулирует кровь.
Механический блок образуют корпус АИК с приводами подвижных частей оксигенатора и насосов, а также измерительная аппаратура.

Конструкция насосов применяется клапанная и бесклапанная. Оксигенаторы по своей конструкции различают с газопроницаемой мембраной и без нее, когда кровь непосредственно контактирует с кислородом.

Работает АИК следующим образом.

  1. Венозная кровь самотеком попадает в оксигенатор, находящийся ниже операционного стола, там она освобождается от углекислого газа и обогащается кислородом.
  2. Далее насос через теплообменник и фильтр подает кровь в кровяное русло пациента.
  3. Кровь из поврежденных сосудов и открытых сердечных полостей направляется в аппарат при помощи специального устройства (коронарного отсоса).

Так выглядит современный АИК

Действие на организм и негативные последствия

Несмотря на постоянное совершенствование медицинских технологий, подключение к АИК – это всегда тяжелое испытание для всего организма человека.

Сколько для организма стоит такая операция (не в деньгах) трудно сказать однозначно. Организм в это время переживает состояние близкое к геморрагическому шоку, т.е. состояние, наблюдаемое при широком повреждении тканей с обильной потерей крови. Падает давление, снижается общее периферическое сопротивление сосудов, ткани страдают от гипоксии, увеличивается склонность к склеиванию эритроцитов и т.д.

Стоимость искусственной циркуляции крови вырастает, если случаются осложнения.

  1. Одним из самых опасных является эмболия (закупорка сосудов) пузырьками газа или мельчайшими инородными частицами.
  2. Кислородное голодание тканей может привести к необратимым изменениям в отдельных органах.
  3. Нередко после хирургического вмешательства с использованием АИК наблюдается нарушение свертываемости крови.

К сожалению, несмотря на все риски, другого способа решения проблемы снабжения кровью организма при операциях на сердце на сегодняшний день не существует.

Кардиопротезы

Мечта любого кардиохирурга – иметь готовый протез сердца, чтобы в случае необходимости раз и навсегда заменить больное сердце и надолго продлить жизнь человека. Однако мечта эта пока остается только мечтой. Как долго она останется таковой неизвестно.

«AbioCor»

Время от времени появляются обнадеживающие новости из медицинских научно-исследовательских центров. Одно время большие надежды связывались с аппаратом «AbioCor». Устройство находилось полностью в теле больного. Имелся внутренний аккумулятор, который подзаряжался от источника электроэнергии через кожу. Первоначально аппарат мог имплантироваться только мужчинам, поскольку предъявлялись специфические требования по росту и весу пациента.

Аппарат устанавливался только тем людям, которые без трансплантации сердца должны были умереть в течение двух недель. Срок службы аппарата был определен в полтора года. Один из пациентов с таким аппаратом прожил 17 месяцев. Срок жизни других оказался короче.

В 2007 году компания приступила к разработке «AbioCor II». Его могли носить в себе и женщины, так как вес аппарата снижался на треть. Предполагалось, что усовершенствованное устройство сможет служить пять лет. Однако надеждам не суждено было сбыться. В 2015 году компания отказалась от проекта.

Сердце из силикона

В 2017 году швейцарские ученые создали силиконовое сердце, полностью имитирующее настоящий орган. Он обладает целым рядом преимуществ перед механическими аналогами, но длительность его работы пока оставляет желать лучшего. Такое сердце выдерживает 30-45 минут работы, а потом материал начинает деформироваться.

А вот частичное протезирование в современной кардиохирургии распространено широко. Хирурги с успехом пересаживают донорские сердца, меняют клапаны, крупные сосуды и т.д.

Последствия протезирования

Частичное протезирование не проходит бесследно для человека, в том числе для его психики.

У четверти людей, перенесших замену клапанов, формируется кардиопротезный психопатологический комплекс. Пациент начинает постоянно думать о протезе. Ему кажется, что имплантат может в любую минуту сломаться и поставить его жизнь под угрозу. Страх усиливается ночью, поскольку в это время звук от работы имплантата лучше слышится. Из-за тревоги человек не может заснуть, у него развивается депрессия, появляются мысли о самоубийстве.

Есть ситуации, когда без операций на миокарде не обойтись, например, при наследственных патологиях или травмах. Но значительную часть заболеваний сердечно-сосудистой системы можно избежать, если бережнее относиться к сердцу – не злоупотреблять алкоголем, не курить, не переедать, регулярно выполнять физические упражнения. Профилактические меры просты, но они помогут уберечься и от АИК, и от оперативного вмешательства.

Дополнительную информацию о разработках российских ученых по теме статьи можно узнать из видео:

Искусственное сердце: классика и инновации

Поделиться:

22 августа 2018 года исполняется 98 лет со дня рождения Дентона Кули, человека, впервые пересадившего пациенту искусственное сердце, и 49 лет со дня самой операции. Что изменилось в кардиотрансплантологии за последние полвека?

Что такое «искусственное сердце»

Искусственным сердцем сегодня называют два довольно разных типа аппаратов. Оба они, разумеется, выполняют насосную функцию, «качая» кровь по человеческому телу. Однако аппараты первого типа — так называемые АИКи (аппарат искусственного кровообращения) — это большие машины, используемые во время операций на сердце. Фактически они представляют собой комплекс «сердце-легкие», так как состоят из собственно насоса, качающего кровь, и оксигенатора, снабжающего эту кровь кислородом.

Второй тип — это кардиопротез, т. е. такое устройство, которое может выполнять функции сердца после имплантации в организм человека. Именно такой аппарат был впервые пересажен больному в 1969 году Дентоном Кули — как временная мера, пока пациент дожидается подходящего донорского сердца. Тогда пациент прожил после операции 65 часов — и это уже был успех.

Главные проблемы

Сложностей в таком деле, как конструирование искусственного органа, конечно, немало. Но среди них можно выделить две основных проблемы. Первая — это источники энергии: сердце-то внутри, а батарейки должны быть снаружи, чтобы их можно было менять без привлечения хирургической бригады.

Провод, соединяющий батарею и механизм, служит отличной «дорогой» для патогенных микроорганизмов, вызывающих разного рода инфекции. Кроме того, сами батарейки очень крупные — целый рюкзак на спине больного, с которым приходится быть неразлучным.

Вторая — это тромбообразование. Даже пациентам, у которых всего один синтетический клапан в родном биологическом сердце, приходится пожизненно принимать лекарства, снижающие свертываемость (варфарин, ривароксабан). Когда же всё сердце синтетическое, вероятность тромботических осложнений возрастает в десятки раз.

Полностью эта проблема сейчас не решена, но существует компромиссное решение: искусственные сердца выбрасывают кровь не толчками, как «природные», а сплошным непрерывным потоком. В таком потоке отсутствуют турбулентные завихрения, и тромбы образуются заметно реже.

Сам себе батарейка

От проводов, идущих снаружи внутрь, пока избавиться не удается, хотя идеи на этот счет имеются очень интересные. Например, была попытка организации подзарядки непосредственно через кожу пациента. Однако разность потенциалов приводит к развитию сильных дерматитов. Для решения этой проблемы сейчас разрабатывают специальные защитные гели (которые одновременно могут улучшать проводниковые свойства кожи).

А вот для того, чтобы избавиться от тяжелого рюкзака с аккумуляторами, изобретатели предложили весьма изящное решение. Пациент надевает на ногу специальный экзопротез (внешне он похож на ортезы, которые носят люди с травмированным коленом), в который вмонтирован генератор.

Во время ходьбы механическая энергия трансформируется в электричество, которое и обеспечивает работу механического сердца. Можно сказать, что Жванецкий в своей старой миниатюре предсказал появление этого устройства — когда предлагал прицепить к балерине динамо-машину для выработки электричества.

Из материала заказчика

Не отстают и биотехнологии — в частности, выращивание органов из стволовых клеток пациента. У сердца есть одно преимущество перед многими другими органами: в нем не так много различных типов клеток. Но, с другой стороны, сложность в том, что основная масса клеток сердца — сократительные кардиомиоциты — должна быть расположена в одном направлении. Ведь, синхронно сокращаясь, они должны вызывать одно мощное движение, а не картину «лебедь, рак и щука».

Читайте также:
Органы, выращенные в чашке Петри

Ученые Университета Торонто заняты созданием каркаса такой формы, которая позволит верно «сориентировать» кардиомиоциты еще в процессе роста. Одна из последних разработок — каркас в виде сот. Изобретателям удалось вырастить в «сотах» три соединенных вместе слоя сердечных мышечных клеток, которые под воздействием электрического импульса начали синхронно биться — как настоящее сердце. Предполагается, что сам каркас будет биодеградируемым — т. е. через некоторое время после пересадки распадется внутри организма на естественные для него метаболиты.

Пока еще искусственные сердца пересаживают людям только в качестве временной меры — в ожидании подходящего донорского. Но, судя по развитию технологий, в будущем нас ожидает возможность вырастить каждому человеку «запасное» сердце по индивидуальному проекту.

Товары по теме : [product strict=” Варфарин”]( Варфарин), [product strict=” Ксарелто”]( Ривароксабан)

Идеальное искусственное сердце должно иметь вечную батарейку и не стучать

МОСКВА, 29 сен — РИА Новости, Анна Урманцева. Всемирная федерация сердца в 1999 году учредила Всемирный день сердца, который отмечается ежегодно 29 сентября. Сердечно-сосудистые заболевания — самая распространенная причина смертности в мире, хотя она в последнее десятилетие и значительно снизилась.

В мире зарегистрированы сотни патентов, защищающих авторские права как создателей отдельных желудочков сердца, так и полноценных аппаратов — искусственных сердец. Однако небольшое количество операций по установке полностью искусственных сердец (всего несколько десятков) пока несравнимо по количеству с тысячами проведенных операций по имплантации отдельных искусственных желудочков. Причем желудочки устанавливают чаще всего на время, пока пациент ждет донорское сердце. Получается, что ни одна инженерная разработка пока не может заменить сердце биологическое.

Поясняет главный трансплантолог Сибирского федерального округа, разработчик искусственного сердца Александр Чернявский: “Сейчас в мире существует несколько используемых разработок искусственного сердца. Самое продвинутое пневматическое сердце — это SinCardia от американской компании CardioWest. Это сердце создано много лет назад, и его постоянно совершенствуют. Последняя модель довольно удачная — там маленький пневмопривод. В ходу и еще одна американская модель — Jarvik 7. У всех на слуху самое инновационное французское сердце — Carmat, но с ним пока много проблем. У нас в России пока разработан только искусственный левый желудочек АВК-Н “Спутник”. Но в мире в этой области сделано очень много, поэтому если мне кто-то скажет, что предложил что-то новое, я не поверю, потому что сделать это сейчас исключительно сложно.”

После установки искусственных сердец и желудочков обычно возникает три проблемы. Первая — это инфекционные осложнения, потому что пока не удается имплантировать искусственное сердце так, чтобы оно не подзаряжалось от внешних носителей. А выход на поверхность тела для провода является одновременно входом для инфекции. Пока не найдены подходы по преодолению этой проблемы, хотя изучалась возможность подзарядки через кожу, но разница потенциалов обычно вызывает сильный дерматит. Также были фантазии по поводу установки внутри тела человека небольшого термоядерного реактора, который мог бы вырабатывать энергию, но и на эту тему ученые думать уже перестали. Пока любое искусственное сердце или желудочек питается от батарейки снаружи. В среднем менять батарейку нужно через 8-10 часов.

Вторая проблема — тромбогеморрагические осложнения. Все люди, имеющие искусственные сердца, принимают препараты, разжижающие кровь. В искусственном сердце имеется четыре искусственных клапана, которые довольно быстро приходят в негодность. Поэтому анализы таких пациентов всегда показывают повышенную тромбоопасность. Для того чтобы снизить ее, в некоторых конструкциях отсутствует пульс, то есть аппараты гонят кровь непрерывным потоком. Некоторые специалисты считают, что таким образом снижается опасность тромбообразования, поэтому идеальное искусственное сердце не должно пульсировать.

Третья проблема — гемолиз, то есть разрушение эритроцитов крови с выделением в окружающую среду гемоглобина. Люди постепенно желтеют, их кровь портится. Однако с этой проблемой справиться легче всего.

Кроме этих трех проблем, есть еще задачи, которые пока не ясно, как решать.

Объясняет директор Национального медицинского исследовательского центра трансплантологии и искусственных органов имени академика В. И. Шумакова, академик РАН Сергей Готье: “Любой искусственный насос проигрывает, так как не имеет возможности самообновляться, как это делает биологическая ткань. Почему у нас сердце работает всю жизнь? Потому что происходит смена клеточного состава и есть постоянный приток кислорода. Сердце работает настолько гемодинамически идеально, что не возникает ни турбуленции, ни тромбоза, если конечно, речь идет о здоровом сердце. Оно ускоряется, если мы побежим, и замедляет пульсацию, когда мы останавливаемся. Для того чтобы искусственный насос работал в таком режиме, он должен управляться микрокомпьютером. Получается, что нужно создать очень высокотехнологичное устройство. А это очень дорого! Пока оптимальным решением и по цене, и по эффективности работы является пересадка донорского сердца.”

Тем не менее, как считает академик Сергей Готье, разработки искусственных сердец нужно непременно продолжать, поскольку, получив идеальное искусственное сердце, человек избавится от тяжести иммуносупрессии — отторжения чужеродной ткани, которая происходит при трансплантации. На данный момент биологические сердца пока незаменимы, но искусственные образцы постепенно совершенствуются и завоевывают признание врачей.

Искусственные клапаны сердца

Рекомендации пациентам с протезированным клапаном сердца 1.6 Мб

Искусственный клапан сердца: 2 основных типа

При нарушении работы какого-либо из 4 клапанов сердца — их сужении (стеноз) или чрезмерном расширении (недостаточности) — существует возможность их замены или реконструкции при помощи искусственных аналогов. Искусственный клапан сердца — это протез, который обеспечивает требуемое направление тока крови за счет прерывистого перекрывания устьев венозных и артериальных сосудов. Основным показанием к протезированию служат грубые изменения створок клапана, приводящие к выраженному нарушению кровообращения.

Применяются два основных типа искусственных клапанов сердца: механические и биологические модели, каждая из которых имеют свои особенности, преимущества и недостатки 1 .

Рисунок 1. Два основных типа искусственных клапанов

Механический клапан сердца или биологический протез?

Механический клапан сердца надежен, служит долго и не нуждается в замене, но требует постоянного приема специальных медикаментов, снижающих свертываемость крови.

Биологические клапаны постепенно могут разрушаться. Срок их службы в значительной степени зависит от возраста больного и сопутствующих заболеваний. С возрастом процесс разрушения биологических клапанов существенно замедляется.

Решение о том, какой клапан наиболее оптимален, должно приниматься перед хирургическим вмешательством в ходе обязательной беседы между хирургом и пациентом 2 .

Жизнь с искусственным клапаном сердца

Люди с протезами сердечных клапанов относятся к категории пациентов с очень высоким риском тромбоэмболических осложнений. Борьба с тромбозами — основа стратегии ведения таких пациентов, и именно ее успешность во многом определяет прогноз для больного.

Риск тромбоэмболических осложнений уменьшается при использовании биологических протезов клапанов, но они имеют свои недостатки. Их имплантируют нечасто и преимущественно пожилым людям 3 .

Жизнь с искусственным клапаном сердца требует ряда ограничений. Большинство пациентов с протезированными клапанами — это лица с механическими протезами, которые принадлежат к группе высокого риска развития тромботических осложнений. Пациент вынужден постоянно принимать антитромботические препараты, в абсолютном большинстве случаев – непрямые антикоагулянты (варфарин). Их должны принимать практически все пациенты с механическими клапанами сердца. Выбор биопротеза также не исключает необходимость приема варфарина, особенно у больных с фибрилляцией предсердий. Во избежание опасных кровотечений, постоянно принимающим варфарин пациентам лучше отказаться от повседневной деятельности и развлечений, связанных с повышенным риском получения травм (контактные виды спорта, работа с режущими предметами или с высоким риском падений даже с высоты собственного роста).

К наиболее важным аспектам врачебного наблюдения за пациентом с искусственным клапаном сердца на сегодняшний день относятся 4 :

  • контроль свертываемости крови;
  • активная профилактика тромбоэмболических осложнений с помощью антикоагулянтов (чаще всего варфарина).

Важно отметить, что в настоящее время европейские и американские эксперты считают слишком интенсивными те уровни антитромботической терапии, которые раньше рекомендовались для большинства пациентов. Современные подходы к оценке риска позволяют выделить подгруппы лиц с наиболее высоким риском тромбоэмболических осложнений и активной антитромботической терапией. Для других пациентов с протезированными сердечными клапанами достаточно эффективной будет менее агрессивная антитромботическая терапия 4 .

Профилактика тромбозов у пациентов с механическими клапанами сердца

Профилактика тромбоза у пациентов с механическим клапаном сердца требует пожизненной антитромботической терапии.

Интенсивность терапии варфарином зависит от локализации протеза и его типа. Например, в соответствии с рекомендациям ACC/AHA (2008) механический протез аортального клапана требует поддержания МНО в пределах 2,0-3,0 при использования двухлепестковых (двустворчатых) протезов, а также клапана Medtronic Hall (один из самых популярных в мире одностворчатых искусственных клапанов), или в дипазоне 2,5-3,5 для всех остальных дисковых клапанов, а также для шарового клапана Starr–Edwards.

Механический протез митрального клапана требует удержания МНО в рамках 2,5-3,5 для всех типов клапанов 3 .

Таблица 1. Рекомендуемое значение МНО при механических клапанах сердца 5

Позиция клапана сердцаФакторы риска ТЭ-осложнений
отсутствуютприсутствуют
Аортальная2,0-3,02,5-3,5
Митральная2,5-3,53,0-4,0

Однако даже на фоне рекомендованной антитромботической терапии риск тромбоэмболических осложнений у пациентов, перенесших протезирование клапанов сердца, остается на уровне 1-2 %. Результаты большинства клинических исследований свидетельствуют о том, что риск тромбоза выше у пациентов с протезами митральных клапанов (по сравнению с протезами аортальных). Если для пациентов с искусственными аортальными клапанами возможен менее интенсивный режим антикоагулянтной терапии (с целевым МНО 2,0-3,0), то в случае с механическим протезом митрального клапана режим антикоагулянтной терапии должен быть достаточно интенсивным (с целевым МНО 2,5-3,5) 6 .

Вне зависимости от типа используемого искусственного клапана риск тромбоза наиболее высок в первые несколько месяцев после операции – до завершения процессов эпителизации в месте имплантации протеза. Американские эксперты считают целесообразным удерживать МНО в рамках 2,5-3,5 в первые 3 мес. после операции даже для больных с искусственным аортальным клапаном 3 .

Кроме того, удержание МНО в более жестких рамках (2,5-3,5) рекомендуется ACC/AHA при наличии факторов высокого риска тромбоэмболизма вне зависимости от типа протеза и его локализации. К таким факторам относятся мерцательная аритмия, тромбоэмболия в анамнезе, дисфункция левого желудочка (ЛЖ), состояние гиперкоагуляции 7 .

В настоящее время существуют портативные аппараты для самостоятельного определения МНО (по типу систем для контроля уровня сахара у больных диабетом), которые помогают удерживать уровень МНО в необходимом диапазоне. Среди них зарекомендовал себя Coagucheck XS для самостоятельного проведения анализов и немедленного получения результатов ПТВ/МНО. Прибор позволяет получить точные результаты менее чем за минуту, используя при этом всего 8 мкл (одну каплю крови).

Тем не менее, независимо от выбранной стратегии антитромботического лечения после протезирования сердечных клапанов, принципиально важным остается регулярное наблюдение за пациентом, его обучение и тесное сотрудничество с лечащим врачом.

Это позволяет своевременно корректировать дозы препаратов, а также изменения их тромболитической активности в зависимости от особенностей питания, состояния функции печени и почек пациента.

Профилактика тромбоза у пациентов с биопротезами клапанов

Пациентам с биопротезами клапанов показана менее агрессивная антикоагулянтная терапия, поскольку в большинстве исследований риск тромбоэмболических осложнений у таких больных даже при отсутствии терпи антикоагулянтами составлял в среднем всего 0,7 %.

По мнению американских экспертов добавление варфарина может быть полезным при повышенном риске тромбоэмболий, но не рекомендуется рутинно всем пациентам. При использовании варфарина следует удерживать МНО в рамках 2,0-3,0, если протезирован аортальный клапан, и 2,5-3,5 — если митральный 3 .

Применение варфарина с целевым МНО 2,0-3,0 также может быть целесообразно в первые 3 мес. после операции и у больных с протезом митрального или аортального клапана без факторов риска, учитывая повышенную склонность к тромбообразованию в ранние сроки после протезирования клапана. Особые преимущества от такой стратегии получают пациенты с протезом митрального клапана 3 .

Таблица 2. Рекомендуемое значение МНО при биологических клапанах сердца

Позиция клапана сердцаФакторы риска ТЭ-осложнений
отсутствуютприсутствуют
Аортальная2,0-2,52,5-3,0
Митральная2,5-3,03,0-3,5
Трикуспидальная2,5-3,03,0-3,5

Однако европейские эксперты ESC полагают, что в настоящее время нет достаточно убедительных данных, подтверждающих необходимость длительной антитромботической терапии у пациентов с биопротезами сердечных клапанов, если у этих пациентов нет каких-либо дополнительных факторов риска 7 .

В европейском руководстве использовать варфарин у таких больных рекомендуется только на протяжении первых 3 мес. после операции (целевое МНО — 2,5).

Длительная (пожизненная) антикоагулянтная терапия у пациентов с биопротезами клапанов может быть целесообразной только при наличии факторов высокого риска (например, мерцательной аритмии; в меньшей мере таким фактором риска может выступать сердечная недостаточность с ФВ ЛЖ

Одной из наиболее существенных проблем ведения таких пациентов в условиях отечественного здравоохранения является невозможность адекватного контроля показателей свертывания крови на фоне постоянного приема антикоагулянтов.

Именно показатель МНО рекомендован всеми международными руководствами как необходимый для обеспечения безопасности и эффективности терапии 7 .

Рекомендации пациентам с протезированным клапаном сердца 1.6 Мб

Врач поставил Вашему ребенку диагноз – врожденный порок сердца

Если вашему ребенку поставили диагноз врожденный порок сердца, не стоит опускать руки, нужно узнать все способы поддержания здоровья таких детей, а также причины развития данного заболевания, пройти необходимое обследование, чтобы врач назначил соответствующее лечение.
Сердце человека состоит из четырех камер: правое предсердие (ПП) и правый желудочек (ПЖ), левое предсердие (ЛП) и левый желудочек (ЛЖ). Правые и левые отделы сердца между собой никак не сообщаются. В этом нет необходимости, так как они обеспечивают движение крови каждый по своему кругу. Левые отделы сердца отвечают за движение крови по большому кругу кровообращения. Из левого предсердия через левый желудочек в аорту (Ао) поступает артериальная кровь, богатая кислородом. Из аорты по многочисленным артериям, а потом и по капиллярам она разносится по всему организму, доставляя клеткам кислород. В свою очередь, «отработанная» организмом венозная кровь собирается в мелкие вены, которые сливаются в более крупные венозные сосуды – верхнюю и нижнюю полые вены (ВПВ и НПВ). Конечная точка путешествия венозной крови – правое предсердие. Оттуда через правый желудочек кровь попадает в легочную артерию (ЛА). Малый круг кровообращения проходит через легкие, где венозная кровь обогащается кислородом и вновь становится артериальной. Отток обновленной крови осуществляется по легочным венам (ЛВ), впадающим, в свою очередь, в левое предсердие.

Особенности кровообращения у плода и новорожденного

Находясь в утробе матери, плод не дышит самостоятельно и его легкие не функционируют. Кровообращение осуществляется через плаценту. Насыщенная кислородом кровь матери поступает к плоду через пуповину: в венозный проток, откуда через систему сосудов в правое предсердие. У плода между правым и левым предсердием имеется отверстие – овальное окно. Через него кровь попадает в левое предсердие, затем в левый желудочек, аорту – и ко всем органам плода. Малый круг кровообращения отключен. В легкие плода кровь поступает через артериальный проток – соединение между аортой и легочной артерией. Венозный проток, овальное окно и артериальный проток имеются только у плода. Они называются «фетальными сообщениями». Когда ребенок рождается и пуповину перевязывают, схема кровообращения радикально изменяется. С первым вдохом ребенка его легкие расправляются, давление в сосудах легких снижается, кровь притекает в легкие. Малый круг кровообращения начинает функционировать. Фетальные сообщения больше не нужны ребенку и постепенно закрываются (венозный проток – в течение первого месяца, артериальный проток и овальное окно – через два-три месяца). В некоторых случаях своевременного закрытия не происходит, тогда у ребенка диагностируют врожденный порок сердца (ВПС). Иногда при развитии плода возникает аномалия и ребенок рождается с анатомически измененными структурами сердца, что также считается врожденным пороком сердца. Из 1000 детей с врожденными пороками рождается 8-10, и эта цифра увеличивается в последние годы (развитие и совершенствование диагностики позволяет врачам чаще и точнее распознавать пороки сердца, в том числе, когда ребенок еще в утробе матери).

«Синие» и «бледные» пороки сердца

Аномалии могут быть очень разнообразными, наиболее часто встречающиеся имеют названия и объединяются в группы. Например, пороки разделяют на «синие» (при которых кожные покровы ребенка синюшные, «цианотичные») и «бледные» (кожные покровы бледные). Для жизни и развития ребенка более опасны «синие» пороки, при которых насыщение крови кислородом очень низкое. К «синим» порокам относятся Тетрада Фалло, транспозиция магистральных сосудов, атрезия легочной артерии. К «бледным» порокам относятся дефекты перегородок – межпредсердной, межжелудочковой. В некоторых случаях порок может частично компенсироваться за счет открытого артериального протока (в норме он закрывается, как только легкие ребенка расправляются с первым криком). Также у ребенка может недоразвиться клапан сердца – сформируется клапанный порок (наиболее часто, аортальный клапан или клапан легочной артерии).

Причины развития врожденного порока сердца

У плода формирование структур сердца происходит в первом триместре, на 2-8 неделе беременности. В этот период развиваются пороки, которые являются следствием наследственных генетических причин или воздействия неблагоприятных внешних факторов (например, инфекция или отравления). Иногда у ребенка имеется несколько пороков развития, в том числе и порок сердца. Риск рождения ребенка с врожденным пороком сердца очень высок, если:

– ранее у женщины были выкидыши или мертворожденные

– возраст женщины более 35 лет

– женщина во время беременности принимает алкоголь, психоактивные вещества (наркотики), курит

– в семье женщины есть история рождения детей с пороками или мертворождения

– женщина живет в экологически неблагоприятной местности (радиация, отравляющие вещества)
или работает на экологически неблагоприятном производстве

– во время беременности (особенно первые 2 месяца) женщина перенесла инфекционные, вирусные заболевания

– женщина принимала во время беременности лекарственные препараты
с тератогенным эффектом (приводящие к развитию уродств у плода) или
эндокринные препараты для сохранения беременности (гормоны).

Можно ли поставить диагноз ВПС у плода?

Возможность выявить у плода врожденный порок сердца существует, хотя ее нельзя назвать абсолютно информативной. Это зависит от многих причин, основные их которых – наличие высококлассной аппаратуры и квалифицированного специалиста, имеющего опыт перинатальной диагностики. Диагностика возможна начиная с 14-й недели беременности. Если при обследовании у плода выявляется аномалия развития, родителям сообщают о тяжести патологических изменений, возможностях лечения и о том, насколько будет ребенок жизнеспособен. Женщина может принять решение о прерывании беременности. Если есть надежда на успешные роды и лечение, женщина наблюдается у специалиста, роды принимают в специализированном роддоме (чаще всего женщине предлагают кесарево сечение).

Врожденный порок сердца у новорожденных

При рождении ребенка или в первые дни его жизни врачи могут заподозрить врожденный порок сердца.
На чем они основывают свои предположения?

– Шум в сердце. В первые несколько дней жизни ребенка шум в сердце нельзя расценивать как достоверный симптом врожденного порока сердца. Такого ребенка наблюдают, при сохранении шумов более 4-5 суток – обследуют. Само появление сердечного шума объясняется нарушением тока крови через сосуды и полости сердца (например, при наличии аномальных сужений, отверстий, резкой смены направления кровотока).

– синюшность кожных покровов (цианоз). В норме артериальная кровь богата кислородом и придает коже розовую окраску. Когда к артериальной крови примешивается бедная кислородом венозная кровь (в норме не происходит), кожа приобретает синюшный оттенок. В зависимости от типа порока цианоз может быть разной степени выраженности. Однако, врачам приходится уточнять причины цианоза, так как он может быть симптомом болезней органов дыхания и центральной нервной системы.

– проявления сердечной недостаточности. Сердце перекачивает кровь, работая как насос. Когда снижается насосная способность сердца, кровь начинает застаиваться в венозном русле, питание органов артериальной кровью снижается. Учащаются сердечные сокращения и дыхание, появляется увеличение печени и отечность, быстрая утомляемость и одышка. К сожалению, эти признаки очень трудно распознать у новорожденных. Высокая частота сердечных сокращений и дыхания наблюдается у маленьких детей в нормальном состоянии. Только при значительных отклонениях можно с достаточной уверенностью говорить о развитии у малыша сердечной недостаточности. Часто следствием развития сердечной недостаточности является спазм периферических сосудов, что проявляется похолоданием конечностей и кончика носа, их побледнением. Эти признаки помогают косвенно судить о недостаточности сердца.

– нарушения электрической функции сердца (сердечного ритма и проводимости), проявляющиеся аритмиями и, иногда, потерей сознания. Врач может услышать неровное сердцебиение при аускультации (выслушивании фонендоскопом) или увидеть на записи электрокардиограммы.

Как сами родители могут заподозрить у ребенка врожденный порок сердца?

Если порок сердца приводит к серьезным нарушениям гемодинамики (кровотока), как правило, его диагностируют уже в роддоме. При отсутствии выраженных проявлений ребенка могут выписать домой. Родители могут заметить, что малыш вялый, плохо сосет и часто срыгивает, во время кормления и при крике – синеет. Может проявиться выраженная тахикардия (частота сердечных сокращений выше 150 ударов в минуту). В этом случае нужно обязательно сообщить о жалобах педиатру и пройти специальные обследования.

Подтверждение диагноза врожденного порока сердца

В настоящее время наиболее доступным, простым, безболезненным для ребенка и высокоинформативным методом диагностики пороков сердца является эхокардиография. Во время исследования с помощью ультразвукового датчика врач видит толщину стенок, размеры камер сердца, состояние клапанной системы и расположение крупных сосудов. Допплеровский датчик позволяет увидеть направления кровотока и измерить его скорость. Во время исследования можно выполнить снимки, подтверждающие заключение специалиста. Также ребенку обязательно запишут электрокардиограмму. При необходимости более точного исследования (как правило, для определения тактики хирургического лечения порока) врач порекомендует зондирование сердца. Это инвазивная методика, для выполнения которой ребенок госпитализируется в стационар. Зондирование проводится врачем-рентгенхирургом в рентгеноперационной, в присутствии врача-анестезиолога, под внутривенным наркозом. Через прокол в вене или артерии специальные катетеры вводятся в сердце и магистральные сосуды, позволяя точно измерить давление в полостях сердца, аорте, легочной артерии. Введение специального рентген-контрастного препарата позволяет получить точное изображение внутреннего строения сердца и крупных сосудов (см. рисунок).

Диагноз – не приговор. Лечение ВПС (врожденного порока сердца)

Современная медицина позволяет не только своевременно диагностировать, но и лечить врожденные пороки сердца. Лечением ВПС занимаются кардиохирурги. При выявлении порока, сопровождающегося серьезным нарушением гемодинамики, влияющего на развитие ребенка и угрожающего жизни малыша, операция проводиться как можно раньше, иногда в первые дни жизни ребенка. При пороках, которые не влияют значительно на рост и развитие ребенка, операция может проводиться позже. Выбор сроков операции определяется хирургом. Если ребенку рекомендовали хирургическое вмешательство и его не удалось выполнить своевременно (часто из-за отказа родителей, непонимания серьезности проблемы), у ребенка может начаться патологическое изменение гемодинамики, приводящее к развитию и прогрессированию сердечной недостаточности. На определенном этапе изменения становятся необратимыми, операция уже не поможет. Отнеситесь внимательно к советам и рекомендациям врачей, не лишайте своего ребенка возможности расти и развиваться, не быть инвалидом на всю жизнь!

Операция при врожденных пороках сердца

Многие годы операции при врожденных пороках сердца выполнялись только на открытом сердце, с использованием аппарата искусственного кровообращения (АИК), который берет на себя функции сердца во время его остановки. Сегодня при некоторых пороках такой операции существует альтернатива – устранение дефекта структур сердца с помощью системы AMPLATZER. Такие операции значительно безопаснее, не требуют раскрытия грудной клетки, не отличаясь по эффективности от «большой» хирургии. Если операция выполнена своевременно и успешно, ребенок полноценно развивается и растет, и часто – навсегда забывает о существовании порока. После операции обязательным является наблюдение педиатра, контрольные эхокардиографические исследования. Дети с врожденными пороками сердца часто болеют простудными заболеваниями из-за снижения иммунитета, поэтому в послеоперационном периоде проводится общеукрепляющее лечение и ограничиваются физические нагрузки. В дальнейшем у многих детей эти ограничения снимают и даже разрешают посещать спортивные секции.

Если Вы считаете, что у Вашего ребенка есть проблемы с сердцем, то Вы можете пройти эхокардиографическое исследование и обратиться за консультацией к детскому кардиологу.

Статья была опубликована сотрудниками нашего Центра ранее на «Сибирском медицинском портале».

Ссылка на основную публикацию