משאבת עירוי

משאבת עירוי היא מכשיר המשמש להחדרת נוזלים, תרופות או חומרי הזנה למערכת הדם של המטופל בצורה מבוקרת. ניתן להשתמש במשאבת העירוי לצורך עירוי תוך ורידי, עירוי תת-עורי, עורקי ואפידורלי. המשאבות נמצאות בשימוש במרפאות, בבתי חולים, במוסדות סיעודיים בשימוש ביתי. התקנת המשאבה ותפעולה נעשית על ידי אדם שהוסמך לכך. משאבות העירוי יכולות להיות נייחות או ניידות. משאבת העירוי מאפשרת מתן נוזלים ותרופות בצורה מדויקת ומסוגלת לנהל החדרת נוזלים על הצורך, בין האפשרויות: פחות מ-0.1 מ"ל לשעה, החדרה של נוזל במרווחים קבועים (למשל, בכל דקה), מתן נוזלים שנפחם הדרוש משתנה לפי שעה ביום, כמו כן קיימת האפשרות למתן עירוי חוזר ונשנה בשליטתו של המטופל, תוך בקרה על נפח מקסימלי בתווך זמן מסוים (למשל בשיכוך כאבים מבוקר על ידי המטופל). מכיוון שהמשאבה מסוגלת לייצר לחצים גבוהים בצורה מבוקרת, ניתן להשתמש בה עבור הזרקה של כמויות מבוקרות של נוזלים בדרך תת-עורית, ובדרך אפידורלית (הרדמה של פלג הגוף התחתון דרך עמוד השדרה שפופולרית מאוד בלידות). מתוקף חשיבותן, משאבות העירוי בעלות מנגנוני ביטחון למקרים של תקלות. לאורך השנים חברות ייצור בהובלת ה-FDA מנסות לייצר מכשירים בטוחים וחכמים יותר. כמו כן, נעשות הדרכות לסגלי הרפואה במטרה לעלות את המודעות בנושא. טיפול בעזרת משאבות עירוי מוזכר בימי הביניים, מכשיר העירוי המוצלח הראשון יוצר על ידי סר כריסטופר רן במאה ה-17. המכשיר היה עשוי משלפוחית חזיר ככלי קיבול ובפלומת אווז כמחט, בניסוי הראשון במשאבה נעשה ניסיון להעביר דם בין בני אדם לבעלי חיים. עד שנות השישים פעולת המשאבה התבססה על כוח הכבידה בלבד, בסוף שנות השישים, נוצרו המשאבות האלקטרומכניות הראשונות, בתקופה זאת החלה הפצת המשאבות בבתי חולים. באותה תקופה התחיל דר' ג'ון מיירס להשתמש במשאבה על מנת לבצע החדרת נוזלים לחולים "קוקטייל" של ויטמינים ומינרלים, בצעד זה הראה כי טיפול עירוי ורידי (IV) אינו מיועד רק לעירוי דם, אלא יכול לעזור לחולים בהחזרת חומרים תזונתיים חיוניים. ישנן הרבה דרכים לסיווג המשאבות כשהסיווג נעשה על סמך משתנים שונים. כשמדובר על סיווג לפי תפקוד המשאבות ניתן לחלק אותן לשני סוגים עיקריים: משאבות לנפח גדול, אשר יכולות להזרים תחליפי נוזלים כגון תמיסת מלח, תרופות כגון אנטיביוטיקה או תמיסות הזנה גדולות להזנת מטופל, והסוג השני משאבות לנפח קטן המחדירות הורמונים, למשל אינסולין, או תרופות אחרות כגון אופיאטים. משאבות לנפח גדול בדרך כלל משתמשות בסוג של משאבה פריסטלטית. בדרך כלל, יהיה בהן מגלל הנשלט על ידי מחשב אשר דוחס צינור גומי-סילקון אשר דרכו תרופה זורמת. בתוך סיווג זה, משאבות מסוימות מעוצבות להיות ניתנות לניוד, אחרות מעוצבות לשימוש בבתי חולים, וישנן מערכות מיוחדות לשימוש בשדה קרב. בנוסף לסיווג הראשוני המבדיל בין המשאבות לפי נפח הנוזל הניתן למטופל, אפשר לחלק את סוגי המשאבות גם לפי אופן פעולת המכשיר המבצע את העירוי. בין סוגי מכשירי העירוי הנפוצים ניתן למצוא; מווסתי זרימה ידניים, משאבות מזרק, משאבות אלסטומריות, משאבות חכמות ומשאבות אוסמוטיות. מווסתי זרימה ידניים - הדרך הבסיסית ביותר לוויסות העירוי התוך וורידי היא לספק התנגדות מותאמת בעזרת מהדק דמוי מכבש (רולר) המותקן על גבי הצינור. דוגמה נוספת לוויסות זרימה ידני היא שימוש במכשיר חיוג-זרימה, המהווה מגנון לשינוי התנגדות בזרימת הנוזל, על ידי דחיסה של אורכים משתנים של הצינור אל תוך המכשיר. כאשר יש צורך רק בבקרה משוערת על מינון עירוי הנוזלים ויש אפשרות להתבוננות רציפה בתהליך, פשטות התפעול, הזמינות הגבוהה והעלות הנמוכה של המכשירים הידניים הופכים אותם לבחירה טובה לשימוש. משאבות מזרק - משאבות עירוי קטנות המעבירות כמויות זעירות של נוזלים בקצב מדויק שנקבע מראש על ידי המשתמש. דיוק המשאבה תלוי בבחירת המזרק הנכון במהלך תכנות המשאבה, אך מרבית המשאבות יכולות לזהות באופן אוטומטי את גודל המזרק אם המשתמש מזין כראוי את שם יצרן המזרק. שימוש במשאבות מזרק נפוץ בעיקר כאשר יש צורך במתן עירוי כמויות קטנות, ובקצב מדויק. דוגמאות לחומרים כאלה הן תרופות מרגיעות, חומרים אופיואידים או חומרים וואזו-אקטיביים. משאבות אלסטומריות - מכילות תא קטן אלסטי או בלון המסוגל להימתח ובכך לייצר אנרגיה ולחץ ולאגור נוזלים או תרופות שיש לתת למטופל. לאחר האגירה הבלון חוזר לצורתו המקורית ובכך דוחף את הנוזל החוצה דרך הצינור. גם כאן, בדומה לווסתי זרימה ידניים, קיים בקר זרימה המשמש להגבלת הזרימה לפי רצון המשמש. משאבות אלו מסתמכות על המאפיינים הפיזיים של הבלון על מנת להניע את נוזלי העירוי דרך הצינור ולכן הן לא נעזרות בסוללות או בכל מקור חשמלי אחר. שימוש במשאבות אלסטומריות נפוץ בעיקר במתן עירויים אמבולטוריים כדוגמת מתן עירוי הנועד לחסימה רציפה של מערכת העצבים ההיקפית או מתן עירוי של חומרים משככי כאבים לטיפול בכאבים לאחר ניתוח. משאבת עירוי חכמה - משאבה ממוחשבת המחוברת לספריית התרופות של המוסד הרפואי, תפקידה לוודא שמינון התרופה הניתנת בטווח התקין. אם מפעיל המשאבה מתכנת למתן מינון שגוי או לטווח זמן שגוי מתקבל חיווי. תוכנה זו נקראת - (Dose Eror Reduction System (DERS ובכך נמנע מתן תרופה במינון גבוה או נמוך מדי, העלול לסכן את המטופל. המשאבה מתכוננת לשני סוגי גבולות, גבולות רכים - שחצייתם תעורר חיווי, אך תאפשר את מתן המינון. וגבולות קשיחים שבנוסף לחיווי על השגיאה במינון, המשאבה לא תאפשר את החדרת התרופה למטופל. בחדר ניתוח משאבות אלו משמשות פעמים רבות לשמירה על המנותח רדום בצורה רציפה ואחידה. משאבה אוסמוטית היא מערכת הכוללת מנגנון אוסמוטי הפועל לספיגת מים מהסביבה דרך ממברנה חדירה למחצה החדירה למים אך אינה חדירה לתרופה אותה מבקשים לתת. מערכת זו נקראת משאבה אוסמוטית אלמנטרית (eop - elementary osmotic pump). מתן התרופה דרך המערכת נשלט על ידי כניסת מים דרך הממברנה החדירה למחיצה. התרופה נדחפת החוצה דרך פתח במערכת על ידי הלחץ שנוצר. גודלו של הפתח במערכת מתוכנן כך שדיפוזיית המומס תהיה מינימלית, תוך מניעת הצטברות לחץ הידרוסטטי שעשוי להוריד את הלחץ האוסמוטי ולשנות את נפח המערכת. במערכת אוסמוטית קצב כניסת המים במונחי נפח מבוטא כ: d V d t = A k l ( Δ π − Δ P ) {\displaystyle {dV \over dt}={Ak \over l}(\Delta \pi -\Delta P)} כאשר d V d t {\displaystyle {dV \over dt}} הוא קצב זרימת המים, k הוא החדירות ההידראולית, A שטח הממברנה, l הוא העובי, Δπ הוא הפרש הלחץ האוסמוטי, ΔP הוא הפרש הלחץ ההידרוסטטי. כאשר המערכת קשיחה, הנפח נשאר קבוע. לכן, כמות התרופה המשוחררת עבור זמן t יכולה להיות מבוטאת כ: d M d t = d V d t [ S ] {\displaystyle {dM \over dt}={dV \over dt}[S]} , כאשר [S] הוא מסיסות התרופה. לפי ה-FDA, בין 2005 ל-2009 הגיעו לארגון כ־56,000 עדויות ללקויים במשאבות העירוי, כולל פגיעות חמורות במטופלים ומוות. במהלך תקופה זו, חלק מחברות הייצור ביצעו RECALL על דגמים רבים של משאבות. על אף שפעמים רבות הנזק נגרם עקב טעות אנוש, חלק מהטעויות נעשו עקב ממשק משתמש בעייתי ומסורבל. בעקבות זאת, ב-2010 הכריז ה-FDA על שלושה צעדים שיש לנקוט - העלאת המודעות בקרב המשתמש, ביצוע שיפורים טכנולוגיים במכשיר והפצת קווי יסוד חדשים לתעשייה. ה-FDA שומר על קשר הדוק עם חברות הייצור על מנת לתחקר כל אירוע בטיחותי, וזאת במטרה לייצר שינוי ברמת המוצר. הארגון הקים מערך דיווח על תקלות על מנת לאסוף מידע אודות אירועים חריגים. יחד עם התקדמות הטכנולוגיה הרפואית, כדוגמת משאבות עירוי חכמות, מכשירים רפואיים רבים מחוברים לרשת, לשרתי מידע רפואי ולמכשירים רפואיים נוספים. כך ניתן לתכנת מכשירים אלו מרחוק, לאסוף נתונים לטובת מחקר ולתפעל מספר מכשירים במקביל. עם התקדמות הטכנולוגיה עולה חשש מפני מתקפות סייבר. באמצעות חדירה למחשבי משאבות העירוי החכמות ניתן להשיג מידע רפואי סודי אודות מטופלים, להתערב במרשמי התרופות, להזיק למטופלים ולחבל בפעילות המוסד הרפואי. בעקבות חששות אלו ואירועים שקרו בעבר, ישנה חשיבות רבה לאבטחת המידע ובניית מערך הגנה יציב מפני מתקפת סייבר, אתגר שמולו מתמודדים ארגונים רפואיים רבים. במטרה להתגונן מפני התקפות סייבר על מערכות רפואיות פרסם ארגון אבטחת הסייבר האמריקאי (אנ') דף הנחיות בנוגע לדרכי התמודדות. במסגרת ההכרה של מנהל התרופות האמריקאי בסכנה האפשרית בשל משאבת עירוי תקולה או עקב שימוש לא נכון, הוציא המנהל דרישות עבור יצרני משאבות העירוי, והטיל עליהם את חובת ההוכחה בדבר בטיחות המשאבה, בין הדרישות: הוכחה כי המשאבה מסוגלת להתמודד עם שגיאה במתן העירוי - כאשר התרופה נבחרה אך היה כשל במתן התרופה, בין אם כשל במתן התרופה בזמן, במינון או בנפח הנכון. הדבר כולל תת-מינון ומינון יתר. טיפול לא נכון - על המשאבה להתמודד עם מצב בו נבחר טיפול לא נכון עבור המטופל. ממניעת זיהום כימי או ביולוגי. הוכחה כי המשאבה אינה עתידה לגרום נזק פיזי עבור משתמשיה כגון חתכים, חבורות, התחשמלות ועוד. מניעת כניסת אוויר לצינור התרופה. מניעת חסימת צינור בעת מתן התרופה, מה שעשוי להיגרם עקב פגמים בצינור התרופה או על ידי משקעים כימיים בצינור התרופה. מניעת זרימה בלתי נשלטת העשויה להיגרם עקב מיקום מאגר התרופה גבוה מדי, או על ידי פגיעה פיזית בצינור התרופה. מניעת "זרימה אחורנית"- מה שעשוי להיגרם עקב מיקום נמוך מדי של מאגר התרופה או פגיעה פיזית בצינור התרופה. הוכחה כי המשאבה מסוגלת להתריע במקרה הצורך. ציון כלל הגורמים הרלוונטיים על גבי המשאבה על מנת למנוע טעויות הפעלה. הוכחה כי רכיבים אלקטרוניים במשאבה מסוגלים להתמודד עם הפרעות אלקטרוניות בסביבה המיועדת להם. הוכחה כי המשאבה מסוגלת להתמודד עם התרופות והנוזלים שעתידים להיות מוזרמים דרכה מבלי לאבד מכשירותה. משאבת מזרק הזנה תוך-ורידית מדיה וקבצים בנושא משאבת עירוי בוויקישיתוף Center for Devices and Radiological Health, White Paper: Infusion Pump Improvement Initiative, FDA, 2020-01-14 A Brief History Of IV Infusion Therapy, From The Middle Ages To Today, www.medonegroup.com The history of intravenous infusion I Blog arcomed, Arcomed, ‏2017-08-03 (באנגלית) A William Paulsen, Keith J Ruskin, Intravenous infusion devices for perioperative use, uptodate, ‏24-02-2020 Y. Qiu, P. I. Lee, Developing Solid Oral Dosage Forms (Second Edition), Boston: Academic Press, 2017-01-01, עמ' 519–554, ISBN 978-0-12-802447-8. (באנגלית) Gavin O'Brien, Sallie Edwards, Kevin Littlefield, Neil McNab, Securing Wireless Infusion Pumps in Healthcare Delivery Organizations, 2018-08-17 https://www.fda.gov/media/78369/download