Teorie mimotělního oběhu Vratislav Fabián fabiav1@fel.cvut.cz Katedra fyziky Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze

Použití mimotělního oběhu Při operacích srdce a plic Choroby chlopní Aneurysma Bypas Transplantace Nádory …

Funkce mimotělního oběhu nahrazuje po dobu vlastního chirurgického zákroku funkci srdce i plic zajišťuje tedy cirkulaci a okysličování krve

Princip mimotělního oběhu žilní krev operovaného je odváděna jednou žilní kanylou z pravé síně nebo dvěma kanylami zavedenými do horní a dolní duté žíly okysličená krev je přiváděna tepenní kanylou do aorty

Historický vývoj Prudký rozvoj po II. světové válce 1955 – zavedení do klinické praxe v USA 1957-58 – první pokusy o využití MO v ČSSR 70. léta 20. stol – oxygenátor z dutých vláken 1980 – oxygenátor Terumo 2005 – JOSTRA HL30

Ochrana myokardu přerušena cirkulace v koronárním řečišti kardioplegický roztok, 4°C

Krevní čerpadla

Krevní čerpadla rotační válečková pumpa dva protilehlé válečky (rolery) rotují v pevné kleci resp. válcové dutině a proti stěnám této klece resp. válcové dutiny přesně definovanou silou komprimují vloženou hadici, nejčastěji vyrobenou ze silikonových materiálů, kterou protéká krev. lineární není potřeba stelirizace před každou operací

Princip MO – krevní čerpadla kinetická centrifugální pumpa vstupu krve axiálním otvorem do válcové komory v níž se nachází soustava několika vzájemně spojených rotujících kuželových ploch poháněných elektromagnetem. Krev axiálně vstupující a následně dopadající na tyto rotující kuželové plochy je urychlována a opouští komoru tangenciálně při obvodu je potřeba sterilizovat před každou operací

Rezervoár Pro venózní krev Navazuje na něj oxygenátor a poté výměník tepla Objem až 2 litry

Oxygenátor

Oxygenátor membránová oxygenace – semipermeabilní membrána z celofánu (polypropylen) shodný princip jako při dialýze

Výměník tepla udržování požadované teploty pacienta termoregulace v průběhu operace na MO teplo je přenášené vodou součást oxygenátoru Pokles tělesné teploty o 10°C Snížení metabolismu o 50%

Výměník tepla Tělesná teplota [°C] Průtok krve [l.m-2.min-1] 37 (normotermie) 2,2 – 2,4 28 1,6 20 1,0 - 1,2

BSA – Body Surface Area Mostellerova formule:     BSA (m²) = ( [h(cm) x m(kg) ]/ 3600 )½ DuBois a DuBoisova formule: BSA (m²) = 0.20247 x h(m)0.725 x m(kg)0.425 Haycockova formule: BSA (m²) = 0.024265 x h(cm)0.3964 x m(kg)0.5378   Gehan a Georgova formule: BSA (m²) = 0.0235 x h(cm)0.42246 x m(kg)0.51456   Boydova formule: BSA (m2) = 0.0003207 x h(cm)0.3 x m(g)(0.7285 - ( 0.0188 x LOG(g) )

BSA – Příklad Tělesná teplota [°C] Průtok krve [l. min-1] h = 188 cm; m = 82 kg Mostellerova formule:     BSA (m²) = ( 188 x 82 / 3600 )½ = 2,07 Tělesná teplota [°C] Průtok krve [l. min-1] 37 (normotermie) 4,6 – 5,0 28 3,3 20 2,1 - 2,5

Jostra HL20

Jostra HL30

Schéma mimotělního oběhu

Schéma mimotělního oběhu

SW – JOCAP XL

Měření fyziologických veličin teplota krve a pacienta tlak krve saturace krve kyslíkem průtok krve koncentrace jednotlivých látek v krvi

Měření teploty Dotykové Bezdotykové Termistory Pozistory negastory Termoelektrické senzory (Seebeck) Polovodičové senzory s PN přechodem (Schockley) Bezdotykové IR (Planck)

Invazivní metody měření TK katetr (teflon) vyplněný kapalinou – přenos tlaku hydrodynamickým vedením (fyziologický roztok) katetr se snímačem přímo na hrotu – nejpřesnější měření – tenzometrický senzor TIP s různými snímači (piezoelektrický, kapacitní, optický)

Invazivní metody měření TK Výhodou přímých metod je možnost bezproblémového získání spojitého průběhu krevního tlaku. PSTŘ Snímač (polov. tenz.) Zesilovač Vypínatelný filtr Detektor maxima PSYST PDIAST fTEP Detektor minima Signál okamžité hodnoty tlaku

Měření průtoku Elektromagnetický indukční průtokoměr B je vektor magnetické indukce [Wb/m2] l je vzdálenost mezi elektrodam [m] v je rychlost proudící krve [m/s]

Měření SpO2 Měření oxymetrem Různá propustnost záření pro 2 LED (IR a červená) Různá propustnost záření pro okysličenou a neokysličenou krev

Reference [1] www.jostra.de [2] David Řehák: Teorie mimotělního oběhu, DP ČVUT 2000 [3] Vratislav Fabián: Teorie mimotělního oběhu (okruhu), FMM, ČVUT 2003

Děkuji za pozornost …