[go: up one dir, main page]

RU2826522C1 - Method of cardiopulmonary bypass in cardiac transplant recipient during its transplantation and system for its implementation - Google Patents

Method of cardiopulmonary bypass in cardiac transplant recipient during its transplantation and system for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2826522C1
RU2826522C1 RU2024102329A RU2024102329A RU2826522C1 RU 2826522 C1 RU2826522 C1 RU 2826522C1 RU 2024102329 A RU2024102329 A RU 2024102329A RU 2024102329 A RU2024102329 A RU 2024102329A RU 2826522 C1 RU2826522 C1 RU 2826522C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
arterial
tee
cannula
venous
Prior art date
Application number
RU2024102329A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Михайлович Бондаренко
Анна Генриховна Сдвигова
Сергей Игоревич Зубенко
Григорий Александрович Акопов
Виталий Николаевич Попцов
Екатерина Александровна Спирина
Ольга Мартеновна Цирульникова
Сергей Владимирович Готье
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России)
Application granted granted Critical
Publication of RU2826522C1 publication Critical patent/RU2826522C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: group of inventions refers to medicine and medical equipment, namely to a cardiopulmonary bypass system in a cardiac transplant recipient and a cardiopulmonary bypass method in a cardiac transplant recipient during its transplantation. Cardiopulmonary bypass system comprises a first venous cannula for connection to a femoral vein, first, second venous lines, centrifugal and roller pumps, first, second oxygenators, first, second and third branching tees; first and second arterial lines, an arterial cannula with a luer port for connection to a femoral artery, first and second straight connectors, a cardiotomy reservoir (CTR), a wound suction line, a left ventricular drain cannula, a left ventricular drain line, a second venous cannula for connection to a superior vena cava (SVC), a haemoconcentrator, a straight connector with a luer port and a line for connecting a pressure sensor, a gas-air mixture line of the first oxygenator, a gas-air mixture line of the second oxygenator. First venous line connected by one end to the first venous cannula, by the second end is connected to the centrifugal pump, output of the centrifugal pump is connected through a first oxygenator having a gas-air mixture line and a first branching tee to a first arterial line, output of the first arterial line through the second branching tee is connected to an arterial cannula with a luer port for connection to a femoral artery. Second branching tee is connected through a first straight connector to a second arterial line, output of the second arterial line through a straight connector with a luer port and a line for connecting a pressure sensor is connected through a third branching tee to a haemoconcentrator and a second oxygenator having a gas-air mixture line; output of the second oxygenator is connected through a roller pump to the input of the CTR connected to the second straight connector connected to the first branching tee. Second venous line with a second venous cannula for connection to the SVC, a wound suction line, a left ventricular drainage cannula and a left ventricular drainage line are connected to the CTR inputs. Method involves using a centrifugal and roller pump to control blood flow. In the method, in case of bleeding, the wound suction line is used to evacuate blood from the sternotomy wound and return the blood to the patient’s arterial system.
EFFECT: reduction of traumatism of procedures, prevention of development of complications, simplification of technique of surgical intervention, provision of possibility of adjustment of gas composition of blood only by oxygenator of cardiopulmonary bypass, reduction of frequency of multiple organ failure in recipients of heart.
2 cl, 3 dwg

Description

Группа изобретений относится к медицине, а именно к сердечнососудистой хирургии, трансплантологии, медицинской технике, может быть использована при выполнении операций на сердце, в том числе повторных, у пациентов с высоким хирургическим риском и критической сердечной недостаточностью, находящихся на экстракорпоральной мембранной оксигенации в качестве моста для трансплантации сердца.The group of inventions relates to medicine, namely to cardiovascular surgery, transplantology, medical technology, and can be used in performing heart operations, including repeated ones, in patients with high surgical risk and critical heart failure who are on extracorporeal membrane oxygenation as a bridge for heart transplantation.

Применение временной механической поддержки кровообращения у потенциальных реципиентов сердца с острой и быстро прогрессирующей сердечной недостаточностью, рефрактерной к медикаментозной терапии, остается единственным способом восстановления системной гемодинамики, что обеспечивает сохранение жизнеспособности организма и оставляет перспективы для последующего выполнения трансплантации сердца (ТС).The use of temporary mechanical circulatory support in potential heart recipients with acute and rapidly progressing heart failure refractory to drug therapy remains the only way to restore systemic hemodynamics, which ensures the preservation of the body's viability and leaves prospects for subsequent heart transplantation (HT).

Возрос интерес к использованию вено-артериальной экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО), как метода экстракорпоральной поддержки жизни и одного из вариантов временного вспомогательного кровообращения (ВК) у потенциальных реципиентов сердца (Fumagalli R., Bombino М., Borelli М. Percutaneous bridge to heart transplantation by venoarterial ECMO and transaortic left ventricular venting // Int. J. Artif. Organs. 2004; 27 (5): 410-413).There has been increased interest in the use of venoarterial extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) as a method of extracorporeal life support and one of the options for temporary assisted circulation (AC) in potential heart recipients (Fumagalli R., Bombino M., Borelli M. Percutaneous bridge to heart transplantation by venoarterial ECMO and transaortic left ventricular venting // Int. J. Artif. Organs. 2004; 27 (5): 410-413).

Одним из активно разрабатываемых направлений клинического применения вено-артериальной ЭКМО при реализации программы ТС является ее использование у потенциальных реципиентов в качестве механической поддержки кровообращения перед ТС. Вено-артериальная ЭКМО позволяет обеспечить быстрое восстановление системной гемодинамики, поддержание адекватной перфузии основных органных систем, способствует профилактике развития или быстрому регрессу полиорганных расстройств, что делает реальным выполнение ТС у этой наиболее тяжелой категории потенциальных реципиентов сердца.One of the actively developed areas of clinical application of veno-arterial ECMO in the implementation of the HT program is its use in potential recipients as mechanical support of blood circulation before HT. Veno-arterial ECMO allows for rapid restoration of systemic hemodynamics, maintenance of adequate perfusion of the main organ systems, and helps prevent the development or rapid regression of multiple organ disorders, which makes it possible to perform HT in this most severe category of potential heart recipients.

При выборе метода проведения ЭКМО предпочтение отдается ее периферической методике, что связано с меньшей травматичностью процедуры постановки, меньшим риском геморрагических, инфекционных осложнений, возможностью более быстрой активизации пациентов и сохранением интактной грудной клетки, что имеет важное значение для последующего выполнения ТС и профилактики развития инфекционных осложнений со стороны операционной раны у пациентов, находящихся на иммуносупрессивной терапии после трансплантации. Принципиальным при проведении периферической вено-артериальной ЭКМО остается профилактика ишемии нижней конечности, особенно при анатомически малых размерах бедренной артерии и предполагаемых длительных сроках экстракорпоральной поддержки.When choosing the method of ECMO, preference is given to its peripheral technique, which is associated with less trauma of the procedure, lower risk of hemorrhagic, infectious complications, the possibility of faster activation of patients and preservation of an intact chest, which is important for subsequent implementation of HT and prevention of infectious complications from the surgical wound in patients undergoing immunosuppressive therapy after transplantation. Prevention of lower limb ischemia remains fundamental when performing peripheral veno-arterial ECMO, especially with anatomically small sizes of the femoral artery and expected long periods of extracorporeal support.

Поскольку применение вено-артериальной ЭКМО как метода предтрансплантационного ВК требует своевременности выполнения ТС, что приводит к необходимости более частого использования сердец от доноров с расширенными критериями, повышается риск развития гемодинамически значимой преходящей ранней дисфункции сердечного трансплантата. В этой связи начатая до ТС и продолженная после ее выполнения вено-артериальная ЭКМО выступает уже в качестве средства посттрансплантационной поддержки кровообращения.Since the use of veno-arterial ECMO as a method of pre-transplant VC requires timely implementation of HT, which leads to the need for more frequent use of hearts from donors with extended criteria, the risk of developing hemodynamically significant transient early dysfunction of the cardiac graft increases. In this regard, veno-arterial ECMO initiated before HT and continued after its implementation already acts as a means of post-transplant circulatory support.

У большинства реципиентов применение вено-артериальной ЭКМО было продолжено в раннем посттрансплантационном периоде, в том числе и как средства гемодинамической поддержки при выраженных проявлениях дисфункции сердечного трансплантата, что позволило обеспечить адекватность системного кровообращения на этапе восстановления насосной функции сердечного трансплантата.In most recipients, the use of veno-arterial ECMO was continued in the early post-transplant period, including as a means of hemodynamic support in the case of severe manifestations of cardiac graft dysfunction, which ensured the adequacy of systemic circulation at the stage of restoration of the pumping function of the cardiac graft.

Суть способа классического вено-артериальной ЭКМО заключается в постановке трансфеморальной венозной армированной канюли, с позиционированием ее в правое предсердие, далее происходит объединение венозной канюли и первого порта центрифужного насоса аппарата ЭКМО с помощью венозной магистрали, например, 3/8 дюйма. Второй порт центрифужного насоса соединяется с оксигенатором ЭКМО, от которого отходит артериальная магистраль, которая соединяется с бедренной артериальной армированной канюлей, от которой отходит магистраль, соединенная с катетером, установленным ниже места постановки артериальной канюли для предотвращения ишемии нижней конечности.The essence of the classical veno-arterial ECMO method is the placement of a transfemoral venous reinforced cannula, positioning it in the right atrium, then the venous cannula and the first port of the ECMO device centrifuge pump are connected using a venous line, for example, 3/8 inch. The second port of the centrifuge pump is connected to the ECMO oxygenator, from which an arterial line extends, which is connected to the femoral arterial reinforced cannula, from which a line extends, connected to a catheter installed below the site of the arterial cannula placement to prevent lower limb ischemia.

Таким образом, венозная кровь пациента из правого предсердия активным дренированием, т.е. с помощью центрифужного насоса, нагнетается в оксигенатор ЭКМО. Далее оксигенированная, то есть артериальная, кровь поступает в артериальную систему пациента через бедренную артериальную канюлю с возможностью перфузии нижней конечности (Le Gall, Arthur; Follin, Arnaud; Cholley, Bernard; Mantz, Jean; Aissaoui, Nadia; Pirracchio, Romain Veno-Arterial-ECMO in the Intensive Care Unit: From Technical Aspects to Clinical Practice. Anaesthesia Critical Care & Pain Medicine, S2352556817300590-. doi:10.1016/j.accpm.2017.08.007).Thus, the patient's venous blood from the right atrium is pumped into the ECMO oxygenator by active drainage, i.e. using a centrifugal pump. Then, the oxygenated, i.e. arterial, blood enters the patient's arterial system through the femoral arterial cannula with the possibility of perfusing the lower limb (Le Gall, Arthur; Follin, Arnaud; Cholley, Bernard; Mantz, Jean; Aissaoui, Nadia; Pirracchio, Romain Veno-Arterial-ECMO in the Intensive Care Unit: From Technical Aspects to Clinical Practice. Anaesthesia Critical Care & Pain Medicine, S2352556817300590-. doi:10.1016/j.accpm.2017.08.007).

Однако данный способ ВК не предусматривает возможность выполнения операций на сердце со вскрытием его полостей по следующим причинам: нет технической возможности пережать обе полые вены при осуществленном доступе к сердцу; вскрытие полостей сердца приведет к массивной воздушной эмболии экстракорпорального контура; отсутствует возможность возврата объема крови в кровяное русло пациента.However, this method of VC does not provide for the possibility of performing operations on the heart with the opening of its cavities for the following reasons: there is no technical possibility to compress both vena cava when access to the heart is achieved; opening the cavities of the heart will lead to massive air embolism of the extracorporeal circuit; there is no possibility of returning the blood volume to the patient's bloodstream.

Таким образом данный способ может применяться для длительной поддержки кровообращения и не может применяться как способ искусственного кровообращения (ИК) для операций, требующих вскрытия полостей сердца.Thus, this method can be used for long-term support of blood circulation and cannot be used as a method of artificial circulation (AC) for operations requiring opening of the heart cavities.

Известен способ периферического РЖ, применяемого при операциях на сердце (Л.С. Локшин, Э.Р. Чарчян, Ю.В. Белов и др. Искусственное кровообращение в хирургии аорты. // Медицинский альманах №4 (28) сентябрь 2013. С 14-16). Суть способа заключается в активном дренировании правого предсердия канюлей через бедренную вену и возврат оксигенированной крови в бедренную артерию. Преимуществом данного способа является краткосрочное ИК с возможностью остановки сердечной деятельности без вскрытия правых отделов сердца.A method of peripheral CBF is known, applied in heart surgeries (L.S. Lokshin, E.R. Charchyan, Yu.V. Belov et al. Artificial circulation in aortic surgery. // Medical almanac No. 4 (28) September 2013. P. 14-16). The essence of the method is active drainage of the right atrium with a cannula through the femoral vein and return of oxygenated blood to the femoral artery. The advantage of this method is short-term CBF with the possibility of stopping cardiac activity without opening the right chambers of the heart.

Однако данный способ имеет следующие недостатки:However, this method has the following disadvantages:

1. Активный дренаж правого предсердия категорически не предполагает вскрытие правых отделов сердца, так как при этом произойдет воздушная эмболия и ВК прекратится, таким образом не может применяться при операциях на сердце, предполагающих вскрытие их, в том числе при ТС.1. Active drainage of the right atrium categorically does not involve opening the right chambers of the heart, since this will cause air embolism and the atrial venous catheter will stop, and therefore cannot be used in heart surgeries that involve opening them, including HT.

2. Постановка системы возможна лишь непосредственно перед операцией, так как время работы применяемого типа оксигенатора не более 6 часов, что в последующем проявляется его дисфункцией и требует либо замены оксигенатора, либо удаление всей имплантированной системы ВК.2. The system can only be installed immediately before the operation, since the operating time of the type of oxygenator used is no more than 6 hours, which subsequently manifests itself as its dysfunction and requires either replacement of the oxygenator or removal of the entire implanted VC system.

3. Длительная обструкция бедренной артерии артериальной канюлей создает условия развития ишемии нижней конечности дистальнее места канюляции.3. Long-term obstruction of the femoral artery by an arterial cannula creates conditions for the development of ischemia of the lower limb distal to the cannulation site.

4. Способ не предусматривает возможность профилактики ишемии той нижней конечности, по стороне которой выполняется имплантация системы периферического ИК.4. The method does not provide for the possibility of preventing ischemia of the lower limb on the side of which the peripheral CPB system is being implanted.

Также существует способ ВК с применением вено-артериальной ЭКМО и дренированием левого предсердия путем установки дополнительной дренажной канюли в левое предсердие из трансфеморального доступа у потенциальных реципиентов сердца (RU 2526880, С1). Этот способ обеспечивает адекватную гемодинамическую разгрузку левого желудочка с целью уменьшения его линейных и объемных характеристик, снижения левожелудочкового конечно-диастолического давления, лево-предсердного давления и устранения застоя крови в малом круге кровообращения, проявляющегося регрессом клинико-инструментальных признаков отека легких. Суть способа подобна классической вено-артериальной ЭКМО, а отличается лишь наличием дополнительной дренажной канюли, установленной в левое предсердие трансфеморальным доступом с противоположной стороны от канюляции бедренной вены и артерии.There is also a method of VC using veno-arterial ECMO and drainage of the left atrium by installing an additional drainage cannula into the left atrium from a transfemoral approach in potential heart recipients (RU 2526880, C1). This method ensures adequate hemodynamic unloading of the left ventricle in order to reduce its linear and volumetric characteristics, decrease left ventricular end-diastolic pressure, left atrial pressure and eliminate blood congestion in the pulmonary circulation, manifested by regression of clinical and instrumental signs of pulmonary edema. The essence of the method is similar to classical veno-arterial ECMO, and differs only in the presence of an additional drainage cannula installed into the left atrium via a transfemoral approach on the opposite side from the cannulation of the femoral vein and artery.

Однако этот способ применяется для длительной механической поддержки кровообращения и является способом ВК с целью снижения давления в малом круге кровообращения и также, как классический способ вено-артериальной ЭКМО, не может применяться при операции ТС изолированно без традиционного ИК.However, this method is used for long-term mechanical support of blood circulation and is a method of VC with the aim of reducing pressure in the pulmonary circulation and, like the classical method of veno-arterial ECMO, cannot be used in HT surgery in isolation without traditional CPB.

Прототипом предлагаемого способа является метод, при котором периферическая ЭКМО устанавливается на дооперационном этапе, работает при самой операции ТС изолированно от ИК и может выполнять свою функцию после завершения ТС. При этом ИК во время ТС подключается отдельно традиционным способом (Периферическая вено-артериальная мембранная оксигенация как метод механической поддержки кровообращения перед трансплантацией сердца // Попцов В.Н., Спирина Е.А., Шумаков Д.В. и др. // Вестник трансплантологии и искусственных органов т. 15 №2, 2013, С. 23-35).The prototype of the proposed method is a method in which peripheral ECMO is installed at the preoperative stage, operates during the HT operation itself in isolation from the CPB and can perform its function after the completion of HT. In this case, the CPB is connected separately during HT in a traditional way (Peripheral veno-arterial membrane oxygenation as a method of mechanical support of blood circulation before heart transplantation // Poptsov V.N., Spirina E.A., Shumakov D.V. et al. // Bulletin of Transplantology and Artificial Organs Vol. 15 No. 2, 2013, pp. 23-35).

Способ ИК заключается в следующем: венозная кровь из верхней полой вены (ВПВ) и нижней полой вены (НПВ) через ранее установленные в них венозные канюли, объединенные общей венозной магистралью, направляется в кардиотомный резервуар (КТР), в который также поступает кровь из стернотомной раны с помощью раневых отсосов и левого предсердия путем установки в него дренажной канюли. Далее венозная кровь из КТР с помощью роликового насоса нагнетается в первый порт оксигенатора ИК, с подключенной к нему магистралью газовоздушной смеси. Артериальная кровь, выходящая из второго порта оксигенатора ИК, через артериальную магистраль ИК направляется в восходящий отдел аорты, в котором установлена артериальная канюля.The method of CPB is as follows: venous blood from the superior vena cava (SVC) and inferior vena cava (IVC) through previously installed venous cannulas, united by a common venous line, is directed into the cardiotomy reservoir (CTR), into which blood also flows from the sternotomy wound using wound aspirators and the left atrium by installing a drainage cannula into it. Then, venous blood from the CTR is pumped into the first port of the CPB oxygenator using a roller pump, with a gas-air mixture line connected to it. Arterial blood coming out of the second port of the CPB oxygenator is directed through the arterial line of the CPB into the ascending aorta, in which the arterial cannula is installed.

Таким образом, во время ТС по способу-прототипу имеется одновременное применение систем ИК и ЭКМО, но работают они изолированно.Thus, during TS using the prototype method, there is simultaneous use of the IR and ECMO systems, but they work in isolation.

Поскольку подключение ИК предполагает дополнительные агрессивные вмешательства, способ-прототип имеет следующие недостатки.Since the connection of IR involves additional aggressive interventions, the prototype method has the following disadvantages.

1. При осуществлении доступа к сердцу возможна травматизация камер сердца с кровотечением, без возможности моментального возврата ее в русло пациента, таким образом снижается преднагрузка и снижается скорость работы насоса ЭКМО вплоть до ее остановки.1. When accessing the heart, trauma to the heart chambers with bleeding is possible, without the possibility of immediately returning it to the patient’s bloodstream, thus reducing the preload and reducing the speed of the ECMO pump until it stops.

2. Существует риск воздушной эмболии венозной магистрали ЭКМО при канюляции ВПВ и НПВ для подключения традиционного ИК при которой центрифужный насос ЭКМО выйдет из строя и остановится из-за нарушения принципа работы, что приведет к остановке кровообращения у пациента.2. There is a risk of air embolism of the ECMO venous line when cannulating the SVC and IVC to connect traditional CPB, in which case the ECMO centrifugal pump will fail and stop due to a malfunction, leading to circulatory arrest in the patient.

3. Во время основного этапа операции ЭКМО работает с целью предотвращения тромбоза оксигенатора ЭКМО, производительность которого 0,7-1,2 л/мин (поток артериальной крови направлен из бедренной артерии в аорту), а традиционное ИК работает с большей производительностью, определяемой с учетом поверхности тела пациента; при этом артериальная кровь движется от аорты в бедренную артерию, создавая таким образом зону турбулентности при встрече двух взаимно противоположных потоков, данный процесс может способствовать гиперперфузии в организме, что нарушает утилизацию углекислого газа и доставку кислорода, увеличивая анаэробный метаболизм и способствует неадекватной перфузии тканей.3. During the main stage of the operation, ECMO works to prevent thrombosis of the ECMO oxygenator, the performance of which is 0.7-1.2 l / min (the arterial blood flow is directed from the femoral artery to the aorta), and traditional CPB works with a higher performance, determined taking into account the surface area of the patient's body; in this case, arterial blood moves from the aorta to the femoral artery, thus creating a turbulence zone when two mutually opposite flows meet, this process can contribute to hyperperfusion in the body, which disrupts the utilization of carbon dioxide and oxygen delivery, increasing anaerobic metabolism and contributes to inadequate tissue perfusion.

4. Подаваемый поток воздушной смеси в оксигенатор ЭКМО (1-1,5 л/мин) при работающем центрифужном насосе ЭКМО 0,7-1,2 л/мин во время работы аппарата ИК создает низкое парциальное давление углекислого газа и высокое парциальное давление кислорода в крови, при которых увеличивается токсическое действие кислорода на головной мозг.4. The flow of air mixture supplied to the ECMO oxygenator (1-1.5 l/min) with the ECMO centrifuge pump running at 0.7-1.2 l/min during the operation of the CPB apparatus creates a low partial pressure of carbon dioxide and a high partial pressure of oxygen in the blood, which increases the toxic effect of oxygen on the brain.

5. Применяется дополнительный расходный материал для канюляции НПВ и восходящего отдела аорты при том, что у пациента на момент оперативного вмешательства имеется канюля в бедренной артерии и бедренной вене, то есть уже возможен забор венозной крови из системы НПВ и возврат оксигенированной крови в артериальное русло, а это соответственно увеличивает стоимость операции.5. Additional consumables are used for cannulation of the IVC and ascending aorta, given that at the time of surgery the patient has a cannula in the femoral artery and femoral vein, i.e. it is already possible to collect venous blood from the IVC system and return oxygenated blood to the arterial bed, which accordingly increases the cost of the operation.

6. Увеличивается хирургическая травма из-за необходимости наложения дополнительных кисетных швов на НПВ и восходящий отдел аорты с последующей их канюляцией, что сопряжено с возможностью развития осложнений в виде кровотечения. Это особенно опасно у ранее оперированных на сердце пациентов, так как имеющийся спаечный процесс значительной осложняет доступ к сердцу и магистральным сосудам для их канюляции и обхода. Соответственно затрачивается гораздо больше времени на подключение ИК прежде, чем начнется основной этап операции, а именно отсечение сердца реципиента и пришивание донорского сердца, что в конечном итоге увеличивает время операции.6. Increased surgical trauma due to the need to apply additional purse-string sutures to the IVC and ascending aorta with their subsequent cannulation, which is associated with the possibility of complications in the form of bleeding. This is especially dangerous in patients who have previously had heart surgery, since the existing adhesion process significantly complicates access to the heart and main vessels for their cannulation and bypass. Accordingly, much more time is spent on connecting the CPB before the main stage of the operation begins, namely, cutting off the recipient's heart and sewing on the donor heart, which ultimately increases the duration of the operation.

Таким образом, данный способ трудоемкий и сопряжен с высоким риском неуправляемого кровотечения от начала операции до окончания подключения аппарата ИК, особенно у пациентов, оперируемых повторно, так как подразумевает забор венозной крови из обеих полых вен и возврат артериальной крови в восходящий отдел аорты (при имеющейся канюле в бедренной вене и бедренной артерии для обеспечения работы ЭКМО).Thus, this method is labor-intensive and is associated with a high risk of uncontrolled bleeding from the beginning of the operation until the end of the connection of the CPB device, especially in patients undergoing repeated surgery, since it involves taking venous blood from both vena cava and returning arterial blood to the ascending aorta (with an existing cannula in the femoral vein and femoral artery to ensure ECMO operation).

В качестве прототипа системы ИК у реципиента сердца при его трансплантации может быть выбрана следующая система ИК, включающая последовательно соединенные между собой канюлю ВИВ, канюлю HI 1 В, венозную магистраль, КТР с подключенными нему магистралями раневого отсоса и дренажа левого желудочка с канюлей дренажа левого желудочка, роликовый насос, оксигенатор ИК, артериальную магистраль и артериальную канюлю восходящего отдела аорты. (Gudrun Kunst, Milan Milojevic, Christa Boer, Filip M.J.J. De Somer, Tomas Gudbjartsson, Jenny van den Goor, Timothy J. Jones, Vladimir Lomivorotov, Frank Merkle, Marco Ranucci, Luc Puis, Alexander Wahba, Peter Alston, David Fitzgerald, Aleksandar Nikolic, Francesco Onorati, Bodil Steen Rasmussen, Staffan Svenmarker. 2019 EACTS/EACTA/EBCP guidelines on cardiopulmonary bypass in adult cardiac surgery. British Journal of Anaesthesia, Volume 123, Issue 6, 2019, Pages 713-757, ISSN 0007-0912, https://doi.Org/10.1016/j.bja.2019.09.012).The following CPB system can be selected as a prototype of the CPB system for a heart transplant recipient, including a sequentially connected IVF cannula, an HI 1 B cannula, a venous line, a KTR with wound suction and left ventricular drainage lines connected to it with a left ventricular drainage cannula, a roller pump, an CPB oxygenator, an arterial line, and an arterial cannula of the ascending aorta. (Gudrun Kunst, Milan Milojevic, Christa Boer, Filip M.J.J. De Somer, Tomas Gudbjartsson, Jenny van den Goor, Timothy J. Jones, Vladimir Lomivorotov, Frank Merkle, Marco Ranucci, Luc Puis, Alexander Wahba, Peter Alston, David Fitzgerald, Aleksandar Nikolic, Francesco Onorati, Bodil Steen Rasmussen, Staffan S venmarker. 2019 EACTS/EACTA/EBCP guidelines on cardiopulmonary bypass in adult cardiac surgery. British Journal of Anaesthesia, Volume 123, Issue 6, 2019, Pages 713-757, ISSN 0007-0912, https://doi.Org/10.1016/j.bja.2019.09.012).

Данная система предназначена только для обеспечения проведения оперативного вмешательства ТС, а именно обеспечивает обход левых и правых отделов сердца и дренирование его полостей. Однако, данная система не предполагает применение в до и посттрансплантационном периодах, сопряжена с крайне высоким риском интраоперационных осложнений, особенно при повторных вмешательствах, ввиду необходимости достижения полного кардиолиза, наложения кисетных швов на устье НПВ и на восходящий отдел аорты с последующей их канюляцией.This system is intended only to ensure the implementation of surgical intervention of the TC, namely, it ensures the bypass of the left and right chambers of the heart and drainage of its cavities. However, this system does not imply use in the pre- and post-transplant periods, is associated with an extremely high risk of intraoperative complications, especially with repeated interventions, due to the need to achieve complete cardiolysis, the application of purse-string sutures to the orifice of the IVC and the ascending aorta with their subsequent cannulation.

Нами поставлена задача - разработать способ и систему, которые смогут надежно обеспечивать кровообращение в процессе ТС у реципиентов сердца с расстройствами системной гемодинамики, с высоким хирургическим риском и критической сердечной недостаточностью, в том числе при выполнении повторных операций на сердце, а также у пациентов, находящихся на ЭКМО в предоперационном периоде.Our goal is to develop a method and system that can reliably provide blood circulation during HT in heart recipients with systemic hemodynamic disorders, high surgical risk and critical heart failure, including during repeated heart surgeries, as well as in patients on ECMO in the preoperative period.

Медико-технический результат, достигаемый при осуществлении предлагаемой группы изобретений, заключается в одновременномThe medical and technical result achieved by implementing the proposed group of inventions consists in the simultaneous

- снижении травматичности процедур, обеспечивающих стабилизацию центральной гемодинамики, за счет исключения дополнительных доступов к магистральным сосудам при сочетанном использовании ИК и ЭКМО у реципиентов сердца;- reducing the trauma of procedures that ensure stabilization of central hemodynamics by eliminating additional access to the main vessels during the combined use of CPB and ECMO in heart recipients;

- профилактике развития осложнений, связанных с возникновением кровотечения в процессе ТС, за счет возможности моментального возврата крови в кровяное русло реципиента сердца, что позволяет в этих случаях корригировать волемический статус пациента, тем самым сохраняя работу ЭКМО и снизить частоту использования донорских элементов крови;- prevention of the development of complications associated with the occurrence of bleeding during HT, due to the possibility of immediate return of blood to the bloodstream of the heart recipient, which allows in these cases to correct the patient's volume status, thereby maintaining the operation of ECMO and reducing the frequency of use of donor blood elements;

- упрощении техники хирургического вмешательства, снижении хирургической травмы за счет отсутствия необходимости манипуляций на HПВ и восходящем отделе аорты, необходимых для их канюляции;- simplification of surgical intervention technique, reduction of surgical trauma due to the absence of the need for manipulations on the NSV and ascending aorta, which are necessary for their cannulation;

- профилактике развития воздушной эмболии венозной магистрали ЭКМО за счет отсутствия необходимости наложения кисетных швов и канюляции НВП;- prevention of the development of air embolism of the ECMO venous line due to the absence of the need for purse-string sutures and cannulation of the venous line;

- возможности моментального возврата крови в сосудистое русло пациента при любой травматизации отделов сердца на этапе осуществления доступа, таким образом, создаются условия для выполнения вмешательства в самых сложных хирургических ситуациях;- the possibility of immediate return of blood to the patient’s vascular bed in case of any trauma to the heart sections at the stage of access, thus creating conditions for performing interventions in the most difficult surgical situations;

- профилактике воздушной эмболии, предотвращении остановки кровообращения при возникновении нежелательных и аварийных ситуаций путем возможности выполнения деаэрации венозной магистрали и системы ЭКМО за счет наличия интегрированного КТР системы ИК и возможности продолжения операции при нарушении функции центрифужного насоса ЭКМО за счет наличия роликового насоса;- prevention of air embolism, prevention of circulatory arrest in the event of undesirable and emergency situations by means of the possibility of deaeration of the venous line and the ECMO system due to the presence of an integrated CTP of the ECMO system and the possibility of continuing the operation in the event of a malfunction of the ECMO centrifugal pump due to the presence of a roller pump;

- профилактике осложнений, обусловленных развитием тромбоза оксигенатора, за счет достаточной скорости движения крови в нем, а также отсутствии зоны турбулентности двух взаимно противоположных потоков в условиях продолжения движения крови в оксигенаторе ЭКМО;- prevention of complications caused by the development of oxygenator thrombosis, due to the sufficient speed of blood movement in it, as well as the absence of a turbulence zone of two mutually opposite flows under conditions of continued blood movement in the ECMO oxygenator;

- обеспечении возможности регулировки газового состава крови только оксигенатором ИК, что дает возможность проводить перфузию организма с оптимальными параметрами;- providing the ability to regulate the gas composition of the blood only with the CI oxygenator, which makes it possible to perfuse the body with optimal parameters;

- снижении частоты полиорганной недостаточности у реципиентов сердца за счет надежной пролонгированной стабилизации центральной гемодинамики вовремя ТС.- reducing the incidence of multiple organ failure in heart recipients due to reliable prolonged stabilization of central hemodynamics during HT.

Возможность моментального возврата крови в сосудистое русло пациента при любой травматизации отделов сердца уже на этапе осуществления хирургического доступа особенно актуальна для пациентов, ранее оперированных на сердце. В этих случаях имеющийся спаечный процесс значительно осложняет доступ к сердцу, магистральным сосудам и создает высокий риск продолжающегося кровотечения.The possibility of immediate return of blood to the patient's vascular bed in case of any trauma to the heart sections already at the stage of surgical access is especially relevant for patients who have previously undergone heart surgery. In these cases, the existing adhesion process significantly complicates access to the heart, main vessels and creates a high risk of ongoing bleeding.

Отсутствие применения дополнительного расходного материала для канюляции НПВ и восходящего отдела аорты снижает стоимость операции при выполнении ТС по предлагаемому способу.The absence of the use of additional consumables for cannulation of the IVC and ascending aorta reduces the cost of the operation when performing TS using the proposed method.

Патентуемая группа изобретений позволяет проводить интеграцию системы ИК в систему ЭКМО вовремя ТС, в том числе и при выполнении повторных операций на сердце, а также у реципиентов, нуждающихся в ВК до и после трансплантации донорского сердца.The patented group of inventions allows for the integration of the ECMO system into the ECMO system during HT, including during repeated heart surgeries, as well as in recipients requiring ECMO before and after donor heart transplantation.

Сущность изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.

Предложена система для искусственного кровообращения у реципиента сердца при его трансплантации, содержащая первую венозную канюлю для подключения к бедренной вене; первую, вторую венозные магистрали; первый, второй насосы; первый, второй оксигенаторы; первый, второй, третий тройники-разветвители; первую, вторую артериальные магистрали; артериальную канюлю с луер-портом для подключения к бедренной артерии; первый, второй прямые коннекторы; кардиотомный резервуар (КТР); магистраль раневого отсоса; канюлю дренажа левого желудочка; магистраль дренажа левого желудочка; вторую венозную канюлю для подключения к верхней полой вене; гемоконцентратор; третий прямой коннектор с луер-портом и магистралью для подключения датчика давления; первую магистраль газовоздушной смеси первого оксигенатора; вторую магистраль газовоздушной смеси второго оксигенатора.A system for artificial blood circulation in a heart recipient during its transplantation is proposed, comprising a first venous cannula for connection to the femoral vein; first, second venous lines; first, second pumps; first, second oxygenators; first, second, third tee-branchers; first, second arterial lines; an arterial cannula with a luer port for connection to the femoral artery; first, second straight connectors; a cardiotomy reservoir (CTR); a wound suction line; a left ventricular drainage cannula; a left ventricular drainage line; a second venous cannula for connection to the superior vena cava; a hemoconcentrator; a third straight connector with a luer port and a line for connecting a pressure sensor; a first line of a gas-air mixture of the first oxygenator; a second line of a gas-air mixture of the second oxygenator.

Причем первая венозная магистраль, соединенная одним концом с первой венозной канюлей, вторым концом подключена к первому насосу, выход которого подключен через первый оксигенатор, имеющий первую магистраль газовоздушной смеси и первый тройник-разветвитель, к первой артериальной магистрали, выход которой через второй тройник-разветвитель соединен с артериальной канюлей.Moreover, the first venous line, connected at one end to the first venous cannula, is connected at the second end to the first pump, the output of which is connected through the first oxygenator, which has the first gas-air mixture line and the first tee-branch, to the first arterial line, the output of which is connected through the second tee-branch to the arterial cannula.

Второй тройник-разветвитель через первый прямой коннектор подключен ко второй артериальной магистрали, выход которой через третий прямой коннектор с луер-портом и магистралью для подключения датчика давления подсоединен через третий тройник-разветвитель к гемоконцентратору и второму оксигенатору, имеющему вторую магистраль газовоздушной смеси, при этом выход второго оксигенатора через второй насос соединен со входом КТР, который также связан со вторым прямым коннектором, присоединенным к первому тройнику-разветвителю.The second tee-branch is connected through the first straight connector to the second arterial line, the output of which is connected through the third straight connector with a luer port and a line for connecting a pressure sensor through the third tee-branch to the hemoconcentrator and the second oxygenator, which has a second line of gas-air mixture, while the output of the second oxygenator through the second pump is connected to the input of the KTR, which is also connected to the second straight connector, connected to the first tee-branch.

К входам КТР подключены также вторая венозная магистраль со второй венозной канюлей; магистраль раневого отсоса; канюля дренажа левого желудочка и магистраль дренажа левого желудочка.The second venous line with the second venous cannula; the wound suction line; the left ventricular drainage cannula and the left ventricular drainage line are also connected to the KTR inputs.

Предложен также способ ИК у реципиента сердца при его трансплантации с использованием представленной выше системы. Соединяют бедренную венозную канюлю с бедренной веной и артериальную бедренную канюлю с бедренной артерией. После чего включают первый насос со скоростью равной половине объемной скорости кровотока пациента. Пережимают соединение первой артериальной магистрали с КТР и первой артериальной магистрали со второй артериальной магистралью путем наложения зажимов между первым тройником-разветвителем и вторым прямым коннектором, а также между вторым тройником-разветвителем и первым прямым коннектором. Канюлируют ВПВ второй венозной канюлей, пережимают вторую венозную магистраль. Канюлируют левые отделы сердца канюлей дренажа левого желудочка, после чего снимают зажимы между первым тройником-разветвителем и вторым прямым коннектором, а также между вторым тройником-разветвителем и первым прямым коннектором. Включают второй насос со скоростью равной скорости кровотока первого насоса с одновременным наложением зажима на первую артериальную магистраль между первым тройником-разветвителем и вторым тройником-разветвителем. Далее открывают вторую венозную магистраль и устанавливают скорость кровотока второго насоса в соответствии с расчетной скоростью перфузии. Проводят гемоконцентрацию, открывая магистрали до и после гемоконцентратора по ходу тока крови путем открытия сообщения между КТР и третьим тройником-разветвителем. Завершение ИК выполняют путем снижения скорости кровотока второго насоса на 50% от расчетной скорости перфузии и одновременного пережатия места соединения первого тройника-разветвителя со вторым прямым коннектором и снятия зажима с первой артериальной магистрали между первым тройником-разветвителем и вторым тройником-разветвителем. Далее останавливают второй насос, оставляя открытым соединение между вторым тройником-разветвителем и первым прямым коннектором. При возникновении кровотечения магистралью раневого отсоса сначала эвакуируют кровь из стернотомной раны в КТР, а затем с помощью второго насоса возвращают кровь в артериальную систему пациента.A method for CB in a heart recipient during its transplantation using the system presented above is also proposed. The femoral venous cannula is connected to the femoral vein and the arterial femoral cannula is connected to the femoral artery. After that, the first pump is turned on at a speed equal to half the volumetric blood flow rate of the patient. The connection of the first arterial line with the KTR and the first arterial line with the second arterial line is clamped by applying clamps between the first tee-branch and the second straight connector, as well as between the second tee-branch and the first straight connector. The SVC is cannulated with the second venous cannula, the second venous line is clamped. The left chambers of the heart are cannulated with the left ventricular drainage cannula, after which the clamps are removed between the first tee-branch and the second straight connector, as well as between the second tee-branch and the first straight connector. The second pump is turned on at a rate equal to the blood flow rate of the first pump with simultaneous clamping of the first arterial line between the first tee-splitter and the second tee-splitter. Then the second venous line is opened and the blood flow rate of the second pump is set in accordance with the calculated perfusion rate. Hemoconcentration is performed by opening the lines before and after the hemoconcentrator in the direction of blood flow by opening a connection between the KTR and the third tee-splitter. Completion of CPB is performed by reducing the blood flow rate of the second pump by 50% of the calculated perfusion rate and simultaneously clamping the junction of the first tee-splitter with the second straight connector and removing the clamp from the first arterial line between the first tee-splitter and the second tee-splitter. Then the second pump is stopped, leaving open the connection between the second tee-splitter and the first straight connector. When bleeding occurs, the wound suction line first evacuates blood from the sternotomy wound to the CTE, and then, using a second pump, returns the blood to the patient's arterial system.

Сущность изобретений поясняется следующими фигурами.The essence of the inventions is explained by the following figures.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемой системы для проведения ИК у реципиента сердца при его трансплантации.Fig. 1 shows a diagram of the proposed system for performing IR in a heart recipient during its transplantation.

На фиг. 2 представлена схема ИК с активным венозным дренированием системы НПВ, пассивным венозным дренированием системы ВПВ и возвратом артериальной крови в бедренную артерию.Fig. 2 shows a diagram of the CI with active venous drainage of the IVC system, passive venous drainage of the SVC system and return of arterial blood to the femoral artery.

На фиг. 3 представлена схема перехода с ИК на ВК, при котором происходит возврат крови пациенту.Fig. 3 shows a diagram of the transition from IR to VC, during which blood is returned to the patient.

На фигурах введены следующие обозначения:The following notations are used in the figures:

1 - венозная бедренная канюля;1 - venous femoral cannula;

2 - первая венозная магистраль;2 - the first venous trunk;

3 - первый насос (центрифужный насос);3 - first pump (centrifugal pump);

4 - первый оксигенатор;4 - first oxygenator;

5 - первый тройник-разветвитель;5 - first tee-branch;

6 - первая артериальная магистраль;6 - first arterial line;

7 - второй тройник-разветвитель;7 - second tee-branch;

8 - артериальная бедренная канюля с луер-портом;8 - arterial femoral cannula with luer port;

9 - первый прямой коннектор;9 - first straight connector;

10 - второй прямой коннектор;10 - second straight connector;

11 - КТР;11 - CTE;

12 - магистраль раневого отсоса;12 - wound suction line;

13 - канюля дренажа левого желудочка;13 - left ventricular drainage cannula;

14 - магистраль дренажа левого желудочка;14 - left ventricular drainage line;

15 - венозная канюля ВПВ;15 - venous cannula of the SVC;

16 - вторая венозная магистраль (магистраль ВПВ);16 - the second venous trunk (SVC trunk);

17 - второй насос (роликовый насос);17 - second pump (roller pump);

18 - второй оксигенатор;18 - second oxygenator;

19 - третий тройник-разветвитель;19 - third tee-branch;

20 - гемоконцентратор;20 - hemoconcentrator;

21 - прямой коннектор с луер-портом и магистралью для подключения датчика давления;21 - straight connector with luer port and line for connecting pressure sensor;

22 - вторая артериальная магистраль;22 - the second arterial line;

23 - магистраль газовоздушной смеси первого оксигенатора;23 - gas-air mixture line of the first oxygenator;

24 - магистраль газовоздушной смеси второго оксигенатора.24 - gas-air mixture line of the second oxygenator.

Стрелками на фиг. 2 и 3 показано направление движения крови в системе.The arrows in Fig. 2 and 3 show the direction of blood flow in the system.

Предлагаемая система для искусственного кровообращения у реципиента сердца при его трансплантации (фиг. 1) содержит венозную бедренную канюлю 1; первую венозную магистраль 2; первый насос 3, выполненный в виде центрифужного насоса; первый оксигенатор 4; первый тройник-разветвитель 5; первую артериальную магистраль 6; второй тройник-разветвитель 7; артериальную бедренную канюлю 8 с луер-портом; первый прямой коннектор 9; второй прямой коннектор 10; кардиотомный резервуар КТР 11; магистраль раневого отсоса 12; канюлю дренажа левого желудочка 13; магистраль дренажа левого желудочка 14; венозную канюлю ВПВ 15; вторую венозную магистраль (магистраль ВПВ) 16; второй насос 17, выполненный в виде роликового насоса; второй оксигенатор 18; третий тройник-разветвитель 19; гемоконцентратор 20; прямой коннектор с луер-портом и магистралью для подключения датчика давления 21; вторую артериальную магистраль 22; магистраль газовоздушной смеси первого оксигенатора 23; магистраль газовоздушной смеси второго оксигенатора 24.The proposed system for artificial blood circulation in a heart recipient during its transplantation (Fig. 1) comprises a venous femoral cannula 1; a first venous line 2; a first pump 3 made in the form of a centrifugal pump; a first oxygenator 4; a first tee-branch 5; a first arterial line 6; a second tee-branch 7; an arterial femoral cannula 8 with a Luer port; a first straight connector 9; a second straight connector 10; a cardiotomy reservoir KTR 11; a wound suction line 12; a left ventricular drainage cannula 13; a left ventricular drainage line 14; a venous cannula SVC 15; a second venous line (SVC line) 16; a second pump 17 made in the form of a roller pump; a second oxygenator 18; third tee-branch 19; hemoconcentrator 20; straight connector with luer port and line for connecting pressure sensor 21; second arterial line 22; line of gas-air mixture of first oxygenator 23; line of gas-air mixture of second oxygenator 24.

Венозная магистраль 2 через венозную бедренную канюлю 1 подключена к насосу 3, выход которого подключен через оксигенатор 4, имеющий магистраль 23 газовоздушной смеси и тройник-разветвитель 5 к артериальной магистрали 6, выход которой через тройник-разветвитель 7 соединен с артериальной бедренной канюлей 8 с луер-портом.Venous line 2 is connected via venous femoral cannula 1 to pump 3, the output of which is connected via oxygenator 4, which has gas-air mixture line 23 and tee-branch 5 to arterial line 6, the output of which is connected via tee-branch 7 to arterial femoral cannula 8 with a Luer port.

Тройник-разветвитель 7 через прямой коннектор 9 подключен к артериальной магистрали 22, выход которой через прямой коннектор 21 с луер-портом и магистралью для подключения датчика давления подсоединен через тройник-разветвитель 19 к гемоконцентратору 20 и оксигенатору 18, имеющему магистраль газовоздушной смеси 24.The tee-branch 7 is connected via a straight connector 9 to the arterial line 22, the output of which is connected via a straight connector 21 with a luer port and a line for connecting a pressure sensor via a tee-branch 19 to a hemoconcentrator 20 and an oxygenator 18, which has a gas-air mixture line 24.

При этом выход оксигенатора 18 через насос 17 соединен с входом КТР 11, который также связан с прямым коннектором 10, присоединенным к тройнику-разветвителю 5.In this case, the output of the oxygenator 18 is connected via the pump 17 to the input of the KTR 11, which is also connected to the direct connector 10, connected to the tee-branch 5.

К входам КТР 11 подключены также венозная магистраль 16 с канюлей ВПВ 15; магистраль 12 раневого отсоса; канюля 13 дренажа левого желудочка и магистраль 14 дренажа левого желудочка.Also connected to the KTR 11 inputs are the venous line 16 with the SVC cannula 15; the wound suction line 12; the left ventricular drainage cannula 13 and the left ventricular drainage line 14.

Блок, содержащий элементы ЭКМО, представлен следующим образом. Венозная бедренная канюля 1 соединяется с венозной магистралью 2 и насосом 3; далее насос 3 соединяется магистралью с оксигенатором 4, к которому подключается магистраль 23 газовоздушной смеси первого оксигенатора. От оксигенатора 4 отходит артериальная магистраль 6, соединенная с артериальной бедренной канюлей 8 с луер-портом.The block containing the ECMO elements is presented as follows. The venous femoral cannula 1 is connected to the venous line 2 and the pump 3; then the pump 3 is connected by a line to the oxygenator 4, to which the line 23 of the gas-air mixture of the first oxygenator is connected. From the oxygenator 4, the arterial line 6 extends, connected to the arterial femoral cannula 8 with a luer port.

Артериальная магистраль 6 с помощью тройника-разветвителя 5 и тройника-разветвителя 7 соединяется с блоком РЖ через прямой коннектор 9 и прямой коннектор 10.Arterial line 6 is connected to the RZ block via tee-branch 5 and tee-branch 7 through straight connector 9 and straight connector 10.

Блок ИК представлен КТР 11, к которому подсоединены магистраль 12 раневого отсоса, магистраль 14 дренажа левого желудочка с канюлей 13 дренажа левого желудочка, венозная магистраль 16 с венозной канюлей ВПВ 15. КТР 11 соединяется насосным сегментом, установленным в насос 17 с оксигенатором 18 с магистралью 24 газовоздушной смеси оксигенатора. Выход оксигенатора 18 соединен с тройником-разветвителем 19, который в свою очередь соединен свободными портами с гемоконцентратором 20 и прямым коннектором 21 с луер-портом, к которому подключается магистраль датчика давления, свободный порт коннектора 21 соединяется с портом второй артериальной магистрали 22. Гемоконцентратор 20 расположен между КТР 11 и третьим тройником-разветвителем 19.The CI block is represented by a KTR 11, to which a wound suction line 12, a left ventricular drainage line 14 with a left ventricular drainage cannula 13, a venous line 16 with a venous cannula of the SVC 15 are connected. The KTR 11 is connected by a pump segment installed in a pump 17 with an oxygenator 18 with a line 24 of the gas-air mixture of the oxygenator. The output of the oxygenator 18 is connected to a tee-branch 19, which in turn is connected by free ports to a hemoconcentrator 20 and a straight connector 21 with a luer port, to which a pressure sensor line is connected, the free port of the connector 21 is connected to the port of the second arterial line 22. The hemoconcentrator 20 is located between the KTR 11 and the third tee-branch 19.

Объединение блока, содержащего элементы ЭКМО, с блоком ИК выполняется путем соединения с помощью магистрали прямого коннектора 10 с КТР 11 и прямого коннектора 9 с артериальной магистралью 22 (фиг. 1).The connection of the block containing the ECMO elements with the CPB block is performed by connecting the direct connector 10 with the KTR 11 and the direct connector 9 with the arterial line 22 using a line (Fig. 1).

Блок ИК, содержащий элементы ЭКМО, готовится следующим образом. В стерильной комнате с соблюдением правил асептики и антисептики проводят сборку одноразовой системы, поставляемую одним набором, который включает комплект магистралей с насосом 3, оксигенатор 4 и комплект магистралей в стерильном пластиковом коробе для операционного стола, например, 3/8-3/8 дюйма, т.е. двумя трубками, соединенными переходником, которые после разъединения создают венозную магистраль 2 и артериальную магистраль 6.The ECMO unit containing the ECMO elements is prepared as follows. In a sterile room, observing the rules of asepsis and antisepsis, assemble the disposable system, supplied as one set, which includes a set of lines with a pump 3, an oxygenator 4 and a set of lines in a sterile plastic box for the operating table, for example, 3/8-3/8 inches, i.e. two tubes connected by an adapter, which after disconnection create a venous line 2 and an arterial line 6.

Сборка блока ИК, содержащего элементы ЭКМО, осуществляется путем последовательного соединения магистралями насоса 3 с оксигенатором 4, к которому подключается магистраль 23 газовоздушной смеси. Далее соединяются магистрали в стерильном пластиковом коробе для операционного стола, а именно венозная магистраль 2 подключается к насосу 3, а артериальная магистраль 6 - к порту оксигенатора 4.The assembly of the ECMO unit containing the ECMO elements is carried out by sequentially connecting the lines of pump 3 with the oxygenator 4, to which the line 23 of the gas-air mixture is connected. Then the lines are connected in a sterile plastic box for the operating table, namely, the venous line 2 is connected to the pump 3, and the arterial line 6 is connected to the port of the oxygenator 4.

Рекомендации по сборке системы ЭКМО широко известны специалистам (например, Gajkowski, Evan F.; Herrera, Guillermo; Hatton, Laura; Velia Antonini, Marta; Vercaemst, Leen; Cooley, Elaine. ELSO Guidelines for Adult and Pediatric Extracorporeal Membrane Oxygenation Circuits. ASAIO Journal 68(2): p 133-152, February 2022. DOI: 10.1097/MAT.0000000000001630).Recommendations for assembling an ECMO system are widely known to specialists (e.g., Gajkowski, Evan F.; Herrera, Guillermo; Hatton, Laura; Velia Antonini, Marta; Vercaemst, Leen; Cooley, Elaine. ELSO Guidelines for Adult and Pediatric Extracorporeal Membrane Oxygenation Circuits. ASAIO Journal 68(2): p 133-152, February 2022. DOI: 10.1097/MAT.0000000000001630).

Непосредственно перед операцией ТС в стерильной комнате с соблюдением правил асептики и антисептики проводят сборку одноразовой системы блока ИК, обеспечивающего проведение ИК и гемоконцентрацию. Система блока ИК включает в себя КТР 11, соединенный насосным сегментом, установленным в насос 17 с вторым оксигенатором 18 с магистралью газовоздушной смеси второго оксигенатора 24, третий тройник-разветвитель 19, гемоконцентратор 20, прямой коннектор 21 с луер-портом с магистралью датчика давления, вторую артериальную магистраль 22, а также магистраль раневого отсоса 12, канюлю дренажа левого желудочка 13, магистраль дренажа левого желудочка 14, венозную канюля ВПВ 15, вторую венозную магистраль 16.Immediately before the TS operation, the disposable system of the CPB block, which ensures CPB and hemoconcentration, is assembled in a sterile room in compliance with the rules of asepsis and antisepsis. The CPB block system includes a KTR 11 connected by a pump segment installed in a pump 17 with a second oxygenator 18 with a gas-air mixture line of the second oxygenator 24, a third tee-branch 19, a hemoconcentrator 20, a straight connector 21 with a luer port with a pressure sensor line, a second arterial line 22, as well as a wound suction line 12, a left ventricular drainage cannula 13, a left ventricular drainage line 14, a venous cannula of the SVC 15, a second venous line 16.

Сборка блока ИК осуществляется следующим образом: КТР 11 соединяется насосным сегментом, установленным в насос 17 со вторым оксигенатором 18, к которому подключается магистраль 24 газовоздушной смеси оксигенатора. Выход оксигенатора 18 соединен через тройник-разветвитель 19 со свободным портом гемоконцентратора 20 и прямым коннектором 21 с луер-портом с магистралью датчика давления, а свободный порт прямого коннектора 21 с луер-портом соединяется с портом второй артериальной магистрали 22. Гемоконцентратор 20 расположен между КТР 11 и тройником-разветвителем 19. После этого собранный аппарат ИК транспортируется в операционную, где выполняется завершение сборки, а именно к КТР 11, подсоединяются магистраль 12 раневого отсоса, магистраль 14 дренажа левого желудочка с канюлей 13 дренажа левого желудочка, венозная магистраль 16 с венозной канюлей ВПВ 15.The assembly of the IR block is carried out as follows: KTR 11 is connected by a pump segment installed in pump 17 to the second oxygenator 18, to which the oxygenator gas-air mixture line 24 is connected. The output of the oxygenator 18 is connected through the tee-branch 19 to the free port of the hemoconcentrator 20 and the straight connector 21 with the luer port with the pressure sensor line, and the free port of the straight connector 21 with the luer port is connected to the port of the second arterial line 22. The hemoconcentrator 20 is located between the KTR 11 and the tee-branch 19. After that, the assembled CPB apparatus is transported to the operating room, where the assembly is completed, namely, the wound suction line 12, the left ventricular drainage line 14 with the left ventricular drainage cannula 13, the venous line 16 with the venous cannula of the SVC 15 are connected to the KTR 11.

Рекомендации по сборке системы ИК широко известны специалистам (например, Clinical Evaluation of the Terumo Capiox ® FX05 Hollow Fiber Oxygenator with Integrated Arterial Line Filter. Joseph Deptula, MS, CCP, Melinda Valleley, MS, CCP, Kimberly Glogowski, MS, CCP, John Detwiler, BS, RRT, James Hammel, MD, and Kim Duncan, MD. J Extra Corpor Technol. 2009 Jul; 41(4): 220-225).Recommendations for assembling an CPB system are widely known in the field (e.g., Clinical Evaluation of the Terumo Capiox ® FX05 Hollow Fiber Oxygenator with Integrated Arterial Line Filter. Joseph Deptula, MS, CCP, Melinda Valleley, MS, CCP, Kimberly Glogowski, MS, CCP, John Detwiler, BS, RRT, James Hammel, MD, and Kim Duncan, MD. J Extra Corpor Technol. 2009 Jul; 41(4): 220-225).

Объединение блока ИК с элементами ЭКМО выполняется на интраоперационном этапе путем имплантации в артериальную магистраль 6 тройника-разветвителя 5, свободный порт которого соединяется с прямым коннектором 10. Этим обеспечивается соединение артериальной магистрали 6 с КТР 11. Артериальная магистраль 22 интегрируется в артериальную магистраль 6 с использованием тройника-разветвителя 7, свободный порт которого соединяется с прямым коннектором 9 (фиг. 1).The integration of the ECMO unit with the ECMO elements is performed at the intraoperative stage by implanting a tee-branch 5 into the arterial line 6, the free port of which is connected to the straight connector 10. This ensures the connection of the arterial line 6 with the KTR 11. The arterial line 22 is integrated into the arterial line 6 using a tee-branch 7, the free port of which is connected to the straight connector 9 (Fig. 1).

В условиях операционной блок ИК, содержащий элементы ЭКМО, заполняют кристаллоидным раствором, например, раствором Рингера, а блок ИК - раствором, содержащим гелофузина 500 мл, маннитола 100 мл, натрия бикарбоната 100 мл с гепарином 1 мл, ионостерила 300 мл; при этом пережимают магистраль между тройником-разветвителем 5 и прямым коннектором 10, а также между тройником-разветвителем 7 и прямым коннектором 9 (фиг. 2).In the operating room, the ECMO block containing the ECMO elements is filled with a crystalloid solution, such as Ringer's solution, and the EC block is filled with a solution containing 500 ml of gelofusine, 100 ml of mannitol, 100 ml of sodium bicarbonate with 1 ml of heparin, and 300 ml of ionosteril; in this case, the line between the tee-branch 5 and the straight connector 10, as well as between the tee-branch 7 and the straight connector 9 is clamped (Fig. 2).

Способ ИК при ТС осуществляют следующим образом.The method of IR in TS is carried out as follows.

После трехкратной обработки операционного поля в области грудины и паха применяют пункционный метод по Сельдингеру для установки бедренной венозной канюли 1 в бедренную вену. Аналогичным способом катетеризируют, а затем канюлируют бедренную артерию с помощью бедренной артериальной канюли 8 с луер-портом, к которому подключают катетер для перфузии нижней конечности и пункционно устанавливают данный катетер ниже места канюляции бедренной канюли 8.After three times processing of the surgical field in the area of the sternum and groin, the puncture method according to Seldinger is used to install the femoral venous cannula 1 in the femoral vein. In a similar way, the femoral artery is catheterized and then cannulated using the femoral arterial cannula 8 with a luer port, to which a catheter for perfusion of the lower limb is connected and this catheter is punctured below the cannulation site of the femoral cannula 8.

После завершения канюляции приступают к соединению имплантированных канюль с соответствующими магистралями, т.е. соединяют магистральные сосуды пациента с предлагаемой системой, а именно присоединяют венозную бедренную канюлю 1 с венозной магистралью 2, которая соединена с насосом 3. Данный насос необходим для нагнетания венозной крови в оксигенатор 4. Функция оксигенатора заключается в обогащении крови кислородом и утилизации углекислого газа соответственно нагнетаемая в него венозная кровь становиться оксигенированной, то есть артериальной. Далее артериальная кровь через артериальную магистраль 6, соединенную с бедренной канюлей 8 с луер-портом направляется в бедренную артерию. После соединения бедренных канюль с одноименными магистралями включают насос 3 со скоростью равной половине исходной объемной скорости кровотока пациента. Так обеспечивается кровообращение в организме пациента и кровоток в нижней конечности со стороны канюляции бедренной артерии. Объемная скорость кровотока - это объем крови, протекающей через поперечное сечение сосуда в единицу времени, измеряемый в мл/мин или л/мин.After completion of cannulation, they proceed to connect the implanted cannulas with the corresponding lines, i.e. connect the patient's main vessels with the proposed system, namely, connect the venous femoral cannula 1 with the venous line 2, which is connected to the pump 3. This pump is necessary for pumping venous blood into the oxygenator 4. The function of the oxygenator is to enrich the blood with oxygen and utilize carbon dioxide, respectively, the venous blood pumped into it becomes oxygenated, i.e. arterial. Then, arterial blood is directed through the arterial line 6, connected to the femoral cannula 8 with a luer port, into the femoral artery. After connecting the femoral cannulas to the lines of the same name, pump 3 is turned on at a speed equal to half the initial volumetric blood flow rate of the patient. This ensures blood circulation in the patient's body and blood flow in the lower limb from the side of the cannulation of the femoral artery. Volumetric blood flow rate is the volume of blood flowing through the cross-section of a vessel per unit of time, measured in ml/min or l/min.

Далее выполняют доступ к сердцу через срединную стернотомию. После этого необходимо обеспечить дренирование системы ВПВ с последующей остановкой притока к сердцу из системы ВПВ перед основным этапом операции ТС. Для этого канюлируют ВПВ венозной канюлей ВПВ 15 и соединяют ее с венозной магистралью (магистраль ВПВ) 16, которую в свою очередь подключают к КТР 11 и пережимают зажимом. Следующим этапом приступают к дренированию левых отделов сердца. Для этого через верхнюю правую легочную вену канюлируют левое предсердие и левый желудочек канюлей 13 дренажа левого желудочка, которую соединяют с КТР 11 с помощью магистрали 14 дренажа левого желудочка. Завершающим этапом формирования системы ИК является подключение магистрали 12 раневого отсоса к КТР 11.Next, access to the heart is performed through a median sternotomy. After this, it is necessary to ensure drainage of the SVC system with subsequent cessation of the inflow to the heart from the SVC system before the main stage of the HT operation. For this, the SVC is cannulated with a venous cannula SVC 15 and connected to the venous line (SVC line) 16, which in turn is connected to the KTR 11 and clamped. The next stage is drainage of the left heart chambers. For this, the left atrium and left ventricle are cannulated through the upper right pulmonary vein with a cannula 13 of the left ventricle drainage, which is connected to the KTR 11 using the line 14 of the left ventricle drainage. The final stage of the formation of the CPB system is the connection of the line 12 of the wound suction to the KTR 11.

Создав условия для хирургического вмешательства трансплантации сердца (ТС) приступают к ИК. Для этого снимают зажимы между тройником-разветвителем 5 и прямым коннектором 10, а также между тройником-разветвителем 7 и прямым коннектором 9 и включают насос 17 со скоростью равной скорости кровотока насоса 3 с одновременным наложением зажима на артериальную магистраль 6 между тройником-разветвителем 5 и тройником-разветвителем 7. После этого открывают венозную магистраль (магистраль ВПВ) 16 и увеличивают скорость кровотока насоса 17 с учетом расчетной объемной скорости кровотока, определяемой с учетом формулы Мостеллера. После этого останавливают кровоток в малом круге кровообращения, то есть предотвращают поступление венозной крови в правые отделы сердца, путем пережатия устьев НПВ и ВПВ турникетами.Having created conditions for the surgical intervention of heart transplantation (HT), we proceed to CB. To do this, we remove the clamps between the tee-branch 5 and the straight connector 10, as well as between the tee-branch 7 and the straight connector 9, and turn on the pump 17 at a speed equal to the blood flow rate of the pump 3 with the simultaneous application of a clamp to the arterial line 6 between the tee-branch 5 and the tee-branch 7. After this, we open the venous line (the SVC line) 16 and increase the blood flow rate of the pump 17 taking into account the calculated volumetric blood flow rate determined taking into account the Mosteller formula. After this, the blood flow in the pulmonary circulation is stopped, i.e. the flow of venous blood into the right sections of the heart is prevented by clamping the mouths of the IVC and SVC with tourniquets.

Таким образом, обеспечивают ИК с активным забором венозной крови из системы НПВ, пассивным дренированием системы ВПВ, активным дренированием левых полостей сердца и появляющейся крови в ране с активным нагнетанием собранной и оксигенированной крови в артериальную систему пациента через бедренную артерию. При гематокрите ниже 26% выполняют гемоконцентрацию путем открытия магистралей гемоконцентратора 20, располагающихся между КТР 11 и тройником-разветвителем 19, увеличивая при этом скорость насоса 17 на 0,4-0,5 л/мин. После пришивания донорского сердца, достижении адекватного хирургического гемостаза восстанавливают эффективную сердечную деятельность с возможным применением лекарственных препаратов и согревают пациента до 37°С. После чего производят остановку ИК с продолжением работы блока ИК, содержащего элементы ЭКМО, в «поддерживающем» режиме при условии удовлетворительной насосной функции сердца после хирургического вмешательства.Thus, CPB is provided with active venous blood collection from the IVC system, passive drainage of the SVC system, active drainage of the left cavities of the heart and the blood appearing in the wound with active pumping of the collected and oxygenated blood into the patient's arterial system through the femoral artery. If the hematocrit is below 26%, hemoconcentration is performed by opening the hemoconcentrator lines 20, located between the KTR 11 and the tee-splitter 19, while increasing the speed of the pump 17 by 0.4-0.5 l/min. After suturing the donor heart, achieving adequate surgical hemostasis, effective cardiac activity is restored with the possible use of drugs and the patient is warmed up to 37°C. After which CPB is stopped with continued operation of the CPB unit containing ECMO elements in the "maintenance" mode, provided that the pumping function of the heart is satisfactory after surgery.

«Поддерживающий» режим может быть полезным, например, при отстроченной дисфункции трансплантата, левожелудочковой, правожелудочковой недостаточностях или в режиме, обеспечивающем эффективное кровообращение и стабильную гемодинамику, такое возможно также и при первичной дисфункции трансплантата.The “maintenance” mode may be useful, for example, in case of delayed graft dysfunction, left ventricular, right ventricular failure, or in a mode that ensures effective blood circulation and stable hemodynamics, which is also possible in case of primary graft dysfunction.

Завершение ИК с продолжением работы блока ИК, содержащего элементы ЭКМО, выполняют под контролем стабильного артериального давления и волемической нагрузки путем снижения скорости насоса 17 до 50% от расчетной скорости кровотока и пережатия места соединения между тройником-разветвителем 5 и прямым коннектором 10, одновременно снимая зажим с артериальной магистрали 6 между первым тройником-разветвителем 5 и тройником-разветвителем 7. Далее останавливают насос 17, оставляя открытым соединение между тройником-разветвителем 7 и прямым коннектором 9. При возникновении кровотечения кровь магистралью раневого отсоса эвакуируют из стернотомной раны в КТР 11, возвращая ее в системный кровоток. При удовлетворительном гемостазе и стабильной гемодинамике выполняют деканюляцию ВПВ и левого предсердия. Имеющийся объем крови в системе ИК возвращается в кровоток пациента под контролем артериального и центрального венозного давления, после чего зажимом пережимается магистраль между тройником-разветвителем 7 и прямым коннектором 9.Completion of CPB with continued operation of the CPB unit containing ECMO elements is performed under control of stable arterial pressure and volumetric load by reducing the speed of pump 17 to 50% of the estimated blood flow rate and clamping the junction between the tee-branch 5 and the straight connector 10, while simultaneously removing the clamp from the arterial line 6 between the first tee-branch 5 and the tee-branch 7. Then pump 17 is stopped, leaving open the connection between the tee-branch 7 and the straight connector 9. If bleeding occurs, blood is evacuated from the sternotomy wound into the CTR 11 using the wound suction line, returning it to the systemic bloodstream. With satisfactory hemostasis and stable hemodynamics, decannulation of the SVC and left atrium is performed. The existing volume of blood in the CPB system is returned to the patient's bloodstream under the control of arterial and central venous pressure, after which the line between the tee-branch 7 and the straight connector 9 is clamped.

На фиг. 2 стрелками показано движение крови при проведении ИК в момент ТС. Венозная кровь пациента из системы НПВ активно дренируется через венозную бедренную канюлю 1 и венозную магистраль 2 с помощью насоса 3 нагнетается в оксигенатор 4. Далее открывают соединения между тройником-разветвителем 5 и прямым коннектором 10, а также между тройником-разветвителем 7 и прямым коннектором 9, при этом пережимают артериальную магистраль 6 между тройниками-разветвителями 5 и 7. Соответственно, венозная кровь из оксигенатора 4 направляется в КТР 11, там же концентрируется кровь из стернотомной раны, поступающая из магистрали 12 раневого отсоса, кровь из полости сердца, поступающая через канюлю 13 дренажа левого желудочка с подключенной к ней магистралью 14 дренажа левого желудочка, а также из системы ВПВ, поступающей через венозную канюлю ВПВ 15 с подключенной к ней венозной магистралью ВПВ 16. Собранная кровь в КТР 11 из стернотомной раны, полости сердца и системы ВПВ с помощью насоса 17 через магистраль с силиконовым фрагментом направляется в оксигенатор 18, к которому подключается магистраль 24 газовоздушной смеси оксигенатора 18. Далее уже артериальная кровь направляется по артериальной магистрали 22 в артериальную бедренную канюлю 8 с луер-портом, проходя через открытое соединение между прямым коннектором 9 и тройником-разветвителем 7.In Fig. 2, the arrows show the movement of blood during CPB at the time of TS. The patient's venous blood is actively drained from the IVC system through the venous femoral cannula 1 and the venous line 2 is pumped into the oxygenator 4 using the pump 3. Then the connections are opened between the tee-branch 5 and the straight connector 10, as well as between the tee-branch 7 and the straight connector 9, while the arterial line 6 is clamped between the tees-branchers 5 and 7. Accordingly, the venous blood from the oxygenator 4 is directed to the KTR 11, where the blood from the sternotomy wound, coming from the line 12 of the wound suction, the blood from the heart cavity, coming through the cannula 13 of the left ventricle drainage with the line 14 of the left ventricle drainage connected to it, as well as from the SVC system, coming through the venous cannula of the SVC 15 with the line 14 of the left ventricle drainage connected to it, is concentrated. venous line of the SVC 16. The blood collected in the KTR 11 from the sternotomy wound, the heart cavity and the SVC system is directed by means of a pump 17 through a line with a silicone fragment into the oxygenator 18, to which the line 24 of the gas-air mixture of the oxygenator 18 is connected. Then the arterial blood is directed through the arterial line 22 into the arterial femoral cannula 8 with a luer port, passing through the open connection between the straight connector 9 and the tee-branch 7.

Движение крови после пришивания донорского сердца и восстановления сердечной деятельности осуществляется следующим образом (см. фиг. 3).The movement of blood after the attachment of the donor heart and restoration of cardiac activity is carried out as follows (see Fig. 3).

Венозная кровь пациента активным способом проходит через венозную бедренную канюлю 1 по венозной магистрали 2, и с помощью насоса 3 нагнетается в оксигенатор 4. Далее артериальная кровь по артериальной магистрали 6 через канюлю 8 нагнетается в бедренную артерию.The patient's venous blood actively passes through the venous femoral cannula 1 along the venous line 2, and is pumped into the oxygenator 4 using the pump 3. Then, the arterial blood is pumped into the femoral artery via the arterial line 6 through the cannula 8.

Таким образом, обеспечивается ИК в протективном (поддерживающем) режиме. При этом пережато место соединения между тройником-разветвителем 5 и прямым коннектором 10, а место между тройником-разветвителем 7 и прямым коннектором 9 остается открытым. Это позволяет возвращать в кровяное русло пациента поступающую кровь из стернотомной раны, например, при кровотечении, а также вытеснять объем крови из системы блока ИК.Thus, CPB is provided in a protective (supportive) mode. In this case, the connection point between the tee-branch 5 and the straight connector 10 is pinched, and the space between the tee-branch 7 and the straight connector 9 remains open. This allows the blood coming from the sternotomy wound to be returned to the patient's bloodstream, for example, in case of bleeding, and also to displace the blood volume from the CPB system.

Предлагаемая система и способ ИК позволяют выполнить гемоконцентрацию во время всего периода ИК, для чего необходимо открыть магистрали до и после гемоконцентратора 20. В этом случае кровь через тройник-разветвитель 19 направляется в гемоконцентратор 20, а далее в КТР 11 (см. фиг. 2, 3).The proposed system and method of CB allow hemoconcentration to be performed during the entire period of CB, for which it is necessary to open the lines before and after the hemoconcentrator 20. In this case, the blood is directed through the tee-branch 19 to the hemoconcentrator 20, and then to the KTR 11 (see Fig. 2, 3).

Патентуемые система и способ могут быть использованы для обеспечения ИК при выполнении оперативного вмешательства на открытом сердце при ТС. Блок ИК, содержащий элементы ЭКМО, может находиться в законсервированном состоянии и моментально использоваться при возникновении потребности в хирургическом вмешательстве, при этом обеспечивается эффективное кровообращение и газообмен у наиболее сложной категории пациентов.The patented system and method can be used to provide CPB during open heart surgery in HT. The CPB unit containing ECMO elements can be in a preserved state and immediately used when the need for surgical intervention arises, while ensuring effective blood circulation and gas exchange in the most complex category of patients.

Обеспечение активного дренажа из системы НПВ важно для предотвращения тромбообразования и снижения оксигенирующей способности оксигенатора 4. Дренирование системы ВПВ, левых отделов сердца и эвакуация раневой крови в КТР 11 создают необходимые условия для работы на остановленном сердце с перенаправлением потока крови малого круга кровообращения путем пережатия устьев полых вен.Ensuring active drainage from the IVC system is important to prevent thrombus formation and a decrease in the oxygenating capacity of oxygenator 4. Drainage of the SVC system, left heart chambers and evacuation of wound blood in the CTR 11 create the necessary conditions for working on a stopped heart with redirection of the blood flow of the pulmonary circulation by clamping the mouths of the vena cava.

Отсутствие необходимости канюляции аорты и НПВ значительно облегчают хирургическое вмешательство, уменьшают время операции, снижают риск хирургических осложнений и в большей степени обеспечивают безопасность кардиолиза и профилактику связанных с ним осложнений, например, разрыв стенки правого желудочка, за счет способности забора крови раневым отсосом и моментального ее возврата в кровяное русло пациента. Этим обеспечивается эффективная гемодинамика, газообмен, контроль кислотно-основного равновесия и электролитного баланса, что создает условия успешного выполнения хирургического вмешательства - ТС.The absence of the need for aortic and IVC cannulation significantly facilitates surgical intervention, reduces the duration of the operation, reduces the risk of surgical complications and to a greater extent ensures the safety of cardiolysis and the prevention of complications associated with it, such as rupture of the right ventricular wall, due to the ability to collect blood with wound suction and immediately return it to the patient's bloodstream. This ensures effective hemodynamics, gas exchange, control of acid-base balance and electrolyte balance, which creates conditions for the successful implementation of surgical intervention - TS.

Система блока ИК, содержащая элементы ЭКМО, может применяться до и после ТС: на этапе подготовки пациента к операции, а именно для стабилизации состояния пациента ввиду наличия критической сердечной недостаточности, проявляющаяся низким сердечным выбросом и как следствие падением центральной гемодинамики, а также как средства гемодинамической поддержки при наличии осложнений после ТС, проявляющихся выраженными признаками дисфункции сердечного трансплантата, что позволяет обеспечить адекватность системного кровообращения на этапе восстановления насосной функции сердечного трансплантата.The CPB system containing ECMO elements can be used before and after HT: at the stage of preparing the patient for surgery, namely to stabilize the patient's condition due to the presence of critical heart failure, manifested by low cardiac output and, as a consequence, a drop in central hemodynamics, as well as a means of hemodynamic support in the presence of complications after HT, manifested by pronounced signs of dysfunction of the cardiac transplant, which ensures the adequacy of systemic circulation at the stage of restoring the pumping function of the cardiac transplant.

При этом движение крови осуществляется следующим образом: венозная кровь пациента активным способом проходит через венозную бедренную канюлю 1 и венозную магистралью 2 с помощью первого насоса (центрифужный насос) 3 и нагнетается в первый оксигенатор 4, к которому подключается магистраль газовоздушной смеси первого оксигенатора 23. Венозная кровь оксигенируясь, становится артериальной. Далее артериальная кровь, проходя через первую артериальную магистраль 6, соединенную с ней артериальную бедренной канюлей 8 с луер-портом, нагнетается в бедренную артерию.In this case, the blood movement is carried out as follows: the patient's venous blood actively passes through the venous femoral cannula 1 and the venous line 2 with the help of the first pump (centrifugal pump) 3 and is pumped into the first oxygenator 4, to which the gas-air mixture line of the first oxygenator 23 is connected. Venous blood, being oxygenated, becomes arterial. Then, arterial blood, passing through the first arterial line 6, connected to it by the arterial femoral cannula 8 with a luer port, is pumped into the femoral artery.

Приводим доказательства возможности реализации заявленного назначения и достижения указанного медико-технического результата.We provide evidence of the possibility of implementing the stated purpose and achieving the specified medical and technical result.

Клинический примерClinical example

Больная И. 15 лет с диагнозом: Дилятационная кардиомиопатия. Хроническая сердечная недостаточность. Недостаточность кровообращения 2А. Функциональный класс III. Имплантация ЭКС. Рост 160 см, масса 45 кг. Площадь поверхности тела 1,4 м. Имплантация системы вено-артериальной ЭКМО. Выполнена ортотопическая трансплантация сердца по бикавальной методике. Эксплантация ЭКС. Продольная срединная стернотомия. Вскрыт перикард. Артериальная и венозная магистрали аппарата ИК интегрированы в магистрали аппарата ЭКМО в соответствии с предлагаемым способом путем имплантации в первую артериальную магистраль первого тройника-разветвителя, свободный порт которого соединен со вторым прямым коннектором. Таким образом соединена первая артериальная магистраль с КТР, а второй тройник-разветвитель, имплантирован в первую артериальную магистраль, свободный порт которого, соединен с первым прямым коннектором. Таким образом, вторая артериальная магистраль интегрирована в первую артериальную магистраль. Канюляция ВПВ. Начато ИК с температурой 35,7°С. Расчетная скорость перфузии- 3,5 л/мин. Пережата восходящая аорта, сердце реципиента иссечено вместе с электродами ЭКС. Сформирована розетка левого предсердия. Сердечный трансплантат помещен в полость перикарда, осуществляется наружное охлаждение трансплантата. Обвивным швом пролен 3-0 анастомозированы левые предсердия. Непрерывным обвивным швом пролен 4-0 анастомозированы НПВ и ВПВ соответственно. Диаметр аорты и легочной артерии реципиента соответствуют аналогичным показателям донора. Дренаж левого желудочка через устье правой верхней легочной вены. Аорта и легочная артерия трансплантата анастомозированы с аортой и легочной артерией реципиента обвивным швом пролен 5-0. Снят зажим с аорты с профилактикой воздушной эмболии. Сердечная деятельность восстановилась с помощью одного разряда дефибриллятора. Ритм навязан ЭКС. Удален дренаж из полости левого желудочка. На фоне инотропных препаратов закончено ИК. Деканюляция. Протамин. Тщательный гемостаз. Дренированы полость перикарда и переднего средостенья. К правому желудочку подшит электрод ЭКС. Грудина ушита 6-ю проволочными швами. Через отдельный разрез в левой подключичной области выполнена эксплантация ЭКС с остатками электродов. Послойное ушивание операционных ран. Время ишемии трансплантата - 179 мин. Время пришивания - 35 мин. В постоперационном периоде осложнений не было. Пациентка выписана из стационара на 21 день после операции.Patient I., 15 years old, diagnosed with: Dilated cardiomyopathy. Chronic heart failure. Circulatory failure 2A. Functional class III. Implantation of pacemaker. Height 160 cm, weight 45 kg. Body surface area 1.4 m. Implantation of veno-arterial ECMO system. Orthotopic heart transplantation was performed using the bicaval technique. Pacemaker explantation. Longitudinal median sternotomy. The pericardium was opened. The arterial and venous lines of the heart-lung machine are integrated into the lines of the ECMO machine in accordance with the proposed method by implanting the first tee-splitter into the first arterial line, the free port of which is connected to the second straight connector. Thus, the first arterial line is connected to the KTR, and the second tee-splitter is implanted into the first arterial line, the free port of which is connected to the first straight connector. Thus, the second arterial line is integrated into the first arterial line. Cannulation of the SVC. CPB is started with a temperature of 35.7°C. The estimated perfusion rate is 3.5 L/min. The ascending aorta is clamped, the recipient's heart is excised together with the pacemaker electrodes. A left atrial rosette is formed. The heart graft is placed into the pericardial cavity, external cooling of the graft is performed. The left atria are anastomosed with a 3-0 Prolene locking suture. The IVC and SVC are anastomosed with a continuous 4-0 Prolene locking suture, respectively. The diameter of the recipient's aorta and pulmonary artery correspond to similar parameters of the donor. The left ventricle is drained through the orifice of the right superior pulmonary vein. The aorta and pulmonary artery of the graft are anastomosed to the aorta and pulmonary artery of the recipient using a 5-0 prolene locking suture. The aortic clamp is removed with air embolism prevention. Cardiac activity was restored with one defibrillator discharge. The rhythm is imposed by the pacemaker. The drainage from the left ventricular cavity is removed. CPB is completed against the background of inotropic drugs. Decannulation. Protamine. Careful hemostasis. The pericardial cavity and anterior mediastinum are drained. The pacemaker electrode is sutured to the right ventricle. The sternum is sutured with 6 wire sutures. The pacemaker with the remaining electrodes is explanted through a separate incision in the left subclavian region. Layer-by-layer suturing of surgical wounds. Transplant ischemia time is 179 min. Sewing time is 35 min. There were no complications in the postoperative period. The patient was discharged from the hospital 21 days after the operation.

ИК по предлагаемой методике выполнено у 17 пациентов. Все пациенты находились в критическом состоянии до ТС, у 3 пациентов до операции имелись признаки полиорганной недостаточности. 14 пациентов выписано в удовлетворительном состоянии. 3 пациента умерли в посттрансплантационном периоде по причинам не связанным с оперативным вмешательством и ИК.IR according to the proposed method was performed in 17 patients. All patients were in critical condition before HT; 3 patients had signs of multiple organ failure before the operation. 14 patients were discharged in satisfactory condition. 3 patients died in the post-transplant period for reasons not related to surgery and IR.

Результат, полученный с использованием предлагаемых систем и способа заключается в повышении качества и упрощении всех этапов ИК при ТС.The result obtained using the proposed systems and method consists in improving the quality and simplifying all stages of IC in TS.

Использование способа приводит к увеличению количества трансплантаций сердца; уменьшает время на канюляцию магистральных сосудов; снижает травматизацию эритроцитов; минимизирует хирургическую травму при осуществлении доступа к сердцу во время кардиолиза собственного сердца реципиента при повторном оперативном вмешательстве; обеспечивает возможность моментального возврата крови в кровяное русло пациента при возникновении кровотечения, снижая при этом частоту использования донорских элементов крови; стабилизирует центральную гемодинамику и как следствие снижает частоту развития полиорганной недостаточности и неврологической дисфункции; обеспечивает возможность пролонгированного ВК, дополненного мембранной оксигенацией после завершения ТС, исключая необходимость выполнения дополнительных доступов к сосудам.The use of the method leads to an increase in the number of heart transplants; reduces the time for cannulation of the main vessels; reduces trauma to red blood cells; minimizes surgical trauma when accessing the heart during cardiolysis of the recipient's own heart during repeated surgical intervention; ensures the possibility of immediate return of blood to the patient's bloodstream in the event of bleeding, while reducing the frequency of use of donor blood elements; stabilizes central hemodynamics and, as a result, reduces the incidence of multiple organ failure and neurological dysfunction; provides the possibility of prolonged vascular insufficiency, supplemented by membrane oxygenation after completion of HT, eliminating the need for additional access to vessels.

Claims (2)

1. Система для искусственного кровообращения (ИК) у реципиента сердца при трансплантации сердца, содержащая первую венозную канюлю для подключения к бедренной вене; первую, вторую венозные магистрали; центрифужный насос и роликовый насос; первый, второй оксигенаторы; первый, второй и третий тройники-разветвители; первую, вторую артериальные магистрали; артериальную канюлю с луер-портом для подключения к бедренной артерии; первый, второй прямые коннекторы; кардиотомный резервуар (КТР); магистраль раневого отсоса; канюлю дренажа левого желудочка; магистраль дренажа левого желудочка; вторую венозную канюлю для подключения к верхней полой вене (ВПВ); гемоконцентратор; прямой коннектор с луер-портом и магистралью для подключения датчика давления; магистраль газовоздушной смеси первого оксигенатора; магистраль газовоздушной смеси второго оксигенатора; первая венозная магистраль, соединенная одним концом с первой венозной канюлей, вторым концом подключена к центрифужному насосу, выход центрифужного насоса подключен через первый оксигенатор, имеющий магистраль газовоздушной смеси и первый тройник-разветвитель, к первой артериальной магистрали, выход первой артериальной магистрали через второй тройник-разветвитель соединен с артериальной канюлей с луер-портом для подключения к бедренной артерии; второй тройник-разветвитель через первый прямой коннектор подключен ко второй артериальной магистрали, выход второй артериальной магистрали через прямой коннектор с луер-портом и магистралью для подключения датчика давления подсоединен через третий тройник-разветвитель к гемоконцентратору и второму оксигенатору, имеющему магистраль газовоздушной смеси; выход второго оксигенатора через роликовый насос соединен с входом КТР, связанный со вторым прямым коннектором, присоединенным к первому тройнику-разветвителю; к входам КТР подключены вторая венозная магистраль со второй венозной канюлей для подключения к ВПВ; магистраль раневого отсоса; канюля дренажа левого желудочка и магистраль дренажа левого желудочка. 1. A system for artificial circulation (AC) in a heart transplant recipient, comprising a first venous cannula for connection to the femoral vein; first and second venous lines; a centrifuge pump and a roller pump; first and second oxygenators; first, second and third tee-branchers; first and second arterial lines; an arterial cannula with a Luer port for connection to the femoral artery; first and second straight connectors; cardiotomy reservoir (CTR); a wound suction line; a left ventricular drainage cannula; a left ventricular drainage line; a second venous cannula for connection to the superior vena cava (SVC); a hemoconcentrator; a straight connector with a Luer port and a line for connecting a pressure sensor; a gas-air mixture line of the first oxygenator; a gas-air mixture line of the second oxygenator; a first venous line connected at one end to a first venous cannula, and connected at its second end to a centrifuge pump, the outlet of the centrifuge pump is connected through a first oxygenator having a gas-air mixture line and a first tee-branch to the first arterial line, the outlet of the first arterial line is connected through a second tee-branch to an arterial cannula with a luer port for connection to the femoral artery; the second tee-branch is connected through a first straight connector to the second arterial line, the outlet of the second arterial line is connected through a straight connector with a luer port and a line for connecting a pressure sensor and is connected through a third tee-branch to a hemoconcentrator and a second oxygenator having a gas-air mixture line; the outlet of the second oxygenator is connected through a roller pump to the inlet of the KTR, connected to the second straight connector connected to the first tee-branch; The second venous line with the second venous cannula for connection to the SVC; the wound suction line; the left ventricular drainage cannula and the left ventricular drainage line are connected to the KTR inputs. 2. Способ ИК у реципиента сердца при его трансплантации с использованием системы по п. 1, в котором соединяют бедренную венозную канюлю с бедренной веной и артериальную бедренную канюлю с бедренной артерией, после чего включают центрифужный насос со скоростью, равной половине объемной скорости кровотока пациента, пережимают соединение первой артериальной магистрали с КТР и первой артериальной магистрали со второй артериальной магистралью путем наложения зажимов между первым тройником-разветвителем и вторым прямым коннектором и между вторым тройником-разветвителем и первым прямым коннектором; канюлируют ВПВ второй венозной канюлей, пережимают вторую венозную магистраль; канюлируют левые отделы сердца канюлей дренажа левого желудочка; после чего снимают зажимы между первым тройником-разветвителем и вторым прямым коннектором и между вторым тройником-разветвителем и первым прямым коннектором, включают роликовый насос со скоростью, равной скорости кровотока центрифужного насоса с одновременным наложением зажима на первую артериальную магистраль между первым тройником-разветвителем и вторым тройником-разветвителем; далее открывают вторую венозную магистраль и устанавливают скорость кровотока роликового насоса в соответствии с расчетной скоростью перфузии; проводят гемоконцентрацию, открывая магистрали до и после гемоконцентратора по ходу тока крови путем открытия сообщения между КТР и третьим тройником-разветвителем; завершение ИК выполняют путем снижения скорости кровотока роликового насоса на 50% от расчетной скорости перфузии и одновременного пережатия места соединения первого тройника-разветвителя со вторым прямым коннектором, и снятия зажима с первой артериальной магистрали между первым тройником-разветвителем и вторым тройником-разветвителем; далее останавливают роликовый насос, оставляя открытым соединение между вторым тройником-разветвителем и первым прямым коннектором; при возникновении кровотечения магистралью раневого отсоса сначала эвакуируют кровь из стернотомной раны в КТР, а затем с помощью роликового насоса возвращают кровь в артериальную систему пациента.2. A method for CB in a heart recipient during its transplantation using the system according to claim 1, in which the femoral venous cannula is connected to the femoral vein and the femoral arterial cannula is connected to the femoral artery, after which the centrifuge pump is turned on at a speed equal to half the volumetric blood flow rate of the patient, the connection of the first arterial line with the KTR and the first arterial line with the second arterial line is clamped by applying clamps between the first tee-branch and the second straight connector and between the second tee-branch and the first straight connector; the SVC is cannulated with the second venous cannula, the second venous line is clamped; the left chambers of the heart are cannulated with the left ventricular drainage cannula; then the clamps between the first tee-splitter and the second straight connector and between the second tee-splitter and the first straight connector are removed, the roller pump is turned on at a speed equal to the blood flow rate of the centrifugal pump with simultaneous application of a clamp to the first arterial line between the first tee-splitter and the second tee-splitter; then the second venous line is opened and the blood flow rate of the roller pump is set in accordance with the calculated perfusion rate; hemoconcentration is performed by opening the lines before and after the hemoconcentrator in the direction of blood flow by opening a connection between the KTR and the third tee-splitter; completion of CPB is performed by reducing the blood flow rate of the roller pump by 50% of the calculated perfusion rate and simultaneously clamping the junction of the first tee-splitter with the second straight connector, and removing the clamp from the first arterial line between the first tee-splitter and the second tee-splitter; then the roller pump is stopped, leaving the connection between the second tee-branch and the first straight connector open; if bleeding occurs, the wound suction line first evacuates blood from the sternotomy wound to the CTE, and then the roller pump returns the blood to the patient's arterial system.
RU2024102329A 2024-01-30 Method of cardiopulmonary bypass in cardiac transplant recipient during its transplantation and system for its implementation RU2826522C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2826522C1 true RU2826522C1 (en) 2024-09-11

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000047266A1 (en) * 1999-02-10 2000-08-17 Terumo Cardiovascular Systems Corporation Self-contained pack assembly for an extracorporeal blood circuit
RU89390U1 (en) * 2009-07-28 2009-12-10 Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний Сибирского отделения РАМН DEVICE OF ARTIFICIAL BLOOD CIRCULATION APPARATUS WITH FILLING ITS VENOUS BLOOD
RU89389U1 (en) * 2009-07-28 2009-12-10 Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний Сибирского отделения РАМН DEVICE OF THE ARTIFICIAL BLOOD CIRCULATION APPARATUS WITH FILLING ITS ARTERIAL BLOOD
US20110040229A1 (en) * 2009-08-12 2011-02-17 Hannan Robert L Extracorporeal blood circuit for cardiopulmonary bypass
US9327066B2 (en) * 2013-03-13 2016-05-03 Keith Samolyk CPB system with dual function blood reservoir
RU2724871C1 (en) * 2019-11-12 2020-06-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) Method of artificial blood circulation in reconstructive operation on aortic arch
RU2734136C1 (en) * 2019-11-12 2020-10-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) System and method for selective bilateral perfusion of cerebrum in reconstructive operation on aortic arch performed in conditions of artificial circulation

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000047266A1 (en) * 1999-02-10 2000-08-17 Terumo Cardiovascular Systems Corporation Self-contained pack assembly for an extracorporeal blood circuit
RU89390U1 (en) * 2009-07-28 2009-12-10 Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний Сибирского отделения РАМН DEVICE OF ARTIFICIAL BLOOD CIRCULATION APPARATUS WITH FILLING ITS VENOUS BLOOD
RU89389U1 (en) * 2009-07-28 2009-12-10 Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний Сибирского отделения РАМН DEVICE OF THE ARTIFICIAL BLOOD CIRCULATION APPARATUS WITH FILLING ITS ARTERIAL BLOOD
US20110040229A1 (en) * 2009-08-12 2011-02-17 Hannan Robert L Extracorporeal blood circuit for cardiopulmonary bypass
US9327066B2 (en) * 2013-03-13 2016-05-03 Keith Samolyk CPB system with dual function blood reservoir
RU2724871C1 (en) * 2019-11-12 2020-06-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) Method of artificial blood circulation in reconstructive operation on aortic arch
RU2734136C1 (en) * 2019-11-12 2020-10-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ТИО им. ак. В.И. Шумакова" Минздрава России) System and method for selective bilateral perfusion of cerebrum in reconstructive operation on aortic arch performed in conditions of artificial circulation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hancock M., Pantin E.J. Fundamentals of Cardiopulmonary Bypass Machine Equipment and Technique // Cardiac Anesthesia: The Basics of Evaluation and Management. - 2021. - С. 263-284. *
Акимов И.В. Искусственное кровообращение с использованием вспомогательного венозного дренажа при операциях у больных с приобретенными пороками сердца // Анестезиология и реаниматология. - 2004. - Т. 14. - С. 37. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Experience with right ventricular assist devices for perioperative right-sided circulatory failure
Vranckx et al. Clinical introduction of the Tandemheart, a percutaneous left ventricular assist device, for circulatory support during high-risk percutaneous coronary intervention
Wood et al. Complete Sternal-Sparing HeartMate 3áImplantation: A Case Series of 10áConsecutive Patients
US7524277B1 (en) Apex to aorta cannula assembly
Kurihara et al. Use of DuraHeart® support for more than 1 year as the first successful bridge to heart transplantation in Japan
Patil et al. Modified technique using Novalung as bridge to transplant in pulmonary hypertension
RADOVANCEVIC et al. Implantation Technique for the HeartMateR Left Ventricular Assist Device
RU2724871C1 (en) Method of artificial blood circulation in reconstructive operation on aortic arch
Hetzer et al. Implantation of MicroMed DeBakey VAD through left thoracotomy after previous median sternotomy operations
RU2826522C1 (en) Method of cardiopulmonary bypass in cardiac transplant recipient during its transplantation and system for its implementation
Rakhorst et al. In-vivo evaluation of the “HIA-VAD”: a new German ventricular assist device
Frazier et al. Total artificial heart (TAH) utilization in man
Alexi-Meskishvili et al. Successful extracorporeal circulatory support after aortic reimplantation of anomalous left coronary artery
Curtis et al. Use of centrifugal pumps for postcardiotomy ventricular failure: technique and anticoagulation
Wakabayashi et al. Clinical experience with heparinless venoarterial bypass without oxygenation for the treatment of acute cardiogenic shock
RU2812592C9 (en) System and method of circulatory support during liver surgery
RU2812592C1 (en) System and method of circulatory support during liver surgery
Fitzgerald et al. The use of percutaneous ECMO support as a ‘bridge to bridge’in heart failure patients: a case report
RU2782145C1 (en) Method for indirect left ventricular drainage in prosthetic heart function using veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation (ecmo) method
RU2734136C1 (en) System and method for selective bilateral perfusion of cerebrum in reconstructive operation on aortic arch performed in conditions of artificial circulation
Coulson et al. Principles of Cardiopulmonary Bypass
McSparren et al. Cardiopulmonary Considerations for Cardiac Surgery in Low and Middle Income Countries
Dolci Filippo Antonacci, Piergiorgio Solli, Elena Salvaterra, and
Marelli et al. Minimally invasive mechanical cardiac support without extracorporeal membrane oxygenation in children awaiting heart transplantation
Almeida et al. Circulatory Assistance in a Patient with Respiratory