АВТОНОМНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ НА ОТКРЫТОМ РАБОТАЮЩЕМ СЕРДЦЕ

Полезная модель относится к области медицины и может быть использована в кардиохирургии при проведении полномасштабных и малоинвазийных операций без остановки сердца в специализированных центрах, региональных хирургических клиниках и передвижных кардиохирургических комплексах.
В настоящее время перспективным направлением кардиохирургии являются операции без остановки сердца с иммобилизацией оперируемого участка миокарда, что позволяет существенно снизить травмирующее воздействие на пациента. Для выполнения таких операций используют различного типа аппаратные комплексы для иммобилизации локальных зон миокарда, на которых выполняется операция. Как правило, проведение таких операций связано с использованием дополнительного оборудования, за которым необходим контроль со стороны хирурга непосредственно в ходе операции. При этом не всегда возможно размещение оборудования в непосредственной близости от операционного стола, что увеличивает нагрузку на хирурга.
Известен автономный комплекс для проведения операций на открытом работающем сердце, содержащий автономный аппаратный модуль для временной иммобилизации локальных участков миокарда, имеющий автономный вакуумный источник с вакуумным агрегатом, к которому через электрически управляемые клапаны подключены лепестковый вакуумный стабилизатор положения сердца и рамочный вакуумный стабилизатор для иммобилизации локального участка миокарда, и систему управления и контроля уровня разрежения, включающую электронный блок управления, оснащенный микропроцессором, управляющим вакуумным агрегатом и электрически управляемыми клапанами, дисплейным индикатором режимов работы и клавиатурой задания функциональных характеристик (см. патент
Российской Федерации №2216284, А 61 В 17/02, 20.11.2003). Описанная в патенте конструкция вакуумного источника обеспечивает эксплуатацию его в автономном режиме с выбором наиболее приемлемого уровня разрежения для работы присосок рамочного вакуумного стабилизатора, что расширяет возможности проведения операций на сердце не только в крупных специализированных центрах, но и в региональных хирургических клиниках и в передвижных кардиохирургических комплексах, а оснащение электронного блока управления микропроцессором, управляющим вакуумным агрегатом и электрически управляемыми клапанами, дисплейным индикатором режимов работы и клавиатурой позволяет выбрать оптимальные функциональные характеристики вакуумного аппаратного комплекса, наиболее соответствующие состоянию сердца оперируемого пациента, и убедиться в правильности их задания, что снижает травматическое воздействие вакуумной присоски на миокард и уменьшает риск при проведении операции. Однако при использовании оборудования, удаленного от операционного стола на достаточно большое расстояние, хирург не может, при необходимости, не отходя от операционного стола, самостоятельно проконтролировать работу комплекса. Комплекс не предполагает наличия дополнительного оборудования для удаления крови из зоны операции, что отвлекает внимание хирурга от основной операции.
Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в создании аппаратного комплекса для проведения операций на открытом работающем сердце, обеспечивающего более комфортные условия выполнения операции за счет гарантированного постоянного удаления крови из операционной зоны, с использованием оборудования, удаленного от операционного стола на достаточно большое расстояние, с контролем работы оборудования, не отходя от операционного стола. Еще одной задачей настоящей полезной модели является создание аппаратного комплекса для проведения операций на открытом работающем сердце, в котором при управлении работой оборудования гарантируется стерильность операционной зоны даже, если управление оборудованием осуществляется хирургом или его
ассистентом. Дополнительной задачей настоящей полезной модели является создание аппаратного комплекса для проведения операций на открытом работающем сердце, позволяющего при возникновении чрезвычайных ситуаций использовать аутокровь, удаленную из операционной зоны, для экстренного возврата аутоэритроцитов в систему кровообращения пациента.
Для достижения поставленных задач и других преимуществ предложен автономный комплекс для проведения операций на открытом работающем сердце, содержащий:
- автономный аппаратный модуль для временной иммобилизации локальных участков миокарда, имеющий автономный вакуумный источник с, по крайней мере, одним вакуумным агрегатом, к которому через электрически управляемые клапаны подключены лепестковый вакуумный стабилизатор положения сердца и рамочный вакуумный стабилизатор для иммобилизации локального участка миокарда, и систему управления и контроля уровня разрежения, включающую электронный блок управления, оснащенный микропроцессором, управляющим вакуумным агрегатом и электрически управляемыми клапанами, дисплейным индикатором режимов работы и клавиатурой задания функциональных характеристик;
который дополнительно оснащен:
- аппаратом для отсоса аутокрови из операционной зоны, представляющим собой автономный модуль с аутогемотрансфузером, имеющим систему отбора первичной крови, оснащенную отсасывающим вакуумным агрегатом и буферной емкостью сбора первичной крови, присоединенную к буферной емкости систему обработки первичной крови с разделением ее в центрифуге на составляющие, и электронный блок управления, оснащенный микропроцессором, управляющим агрегатами аутогемотрансфузера, дисплейным индикатором режимов работы и клавиатурой задания функциональных характеристик; и
- пультом дистанционного управления, связанным линиями двухсторонней беспроводной связи с электронными блоками управления автономного аппаратного модуля для временной иммобилизации локальных участков
миокарда и аппарата для отсоса аутокрови из операционной зоны и предназначенным для передачи указанным электронным блокам управляющих команд и для приема информации о текущих параметрах режимов их работы.
При этом пульт дистанционного управления снабжен контроллером, к которому подключены клавиатура, дисплей и приемо-передающий радиомодуль, а электронные блоки управления автономного аппаратного модуля для временной иммобилизации локальных участков миокарда и аппарата для отсоса аутокрови из операционной зоны снабжены ответными приемо-передающими радиомодулями, подключенными к соответствующим микропроцессорам указанных электронных блоков управления.
Предпочтительно, аппарат для сбора аутокрови из операционной зоны выполнен с возможностью экстренного возврата аутоэритроцитов в систему кровообращения пациента.
Целесообразно пульт дистанционного управления снабдить светопрозрачным стерильным чехлом одноразового применения, выполненным из полимерной пленки.
Снабжение автономного комплекса для проведения операций на открытом работающем сердце аппаратом для отсоса аутокрови из операционной зоны, представляющим собой автономный модуль с аутогемотрансфузером, имеющим систему отбора первичной крови, оснащенную отсасывающим вакуумным агрегатом и буферной емкостью сбора первичной крови, присоединенную к буферной емкости систему обработки первичной крови с разделением ее в центрифуге на составляющие, и электронный блок управления, оснащенный микропроцессором, управляющим агрегатами аутогемотрансфузера, дисплейным индикатором режимов работы и клавиатурой задания функциональных характеристик, позволяет оперативно удалить аутокровь из операционной зоны. При этом режим отсоса аутокрови может быть заранее задан, а также режим отсоса аутокрови может быть скорректирован непосредственно перед началом операции или в ходе операции без использования хирургом клавиатуры
задания функциональных характеристик данного аппарата через пульт дистанционного управления, связанный линиями двухсторонней беспроводной связи с электронными блоками управления автономного аппаратного модуля для временной иммобилизации локальных участков миокарда и аппарата для отсоса аутокрови из операционной зоны и предназначенный для передачи указанным электронным блокам управляющих команд и для приема информации о текущих параметрах режимов их работы. Используя данный пульт, можно также оперативно дистанционно скорректировать режим работы автономного аппаратного модуля для временной иммобилизации локальных участков миокарда. Таким образом, хирург может самостоятельно установить с помощью пульта дистанционного управления режимы работы агрегатов оборудования комплекса и оперативно получить необходимую информацию об исполнении команд, введенных с клавиатуры данного пульта, так и при необходимости проконтролировать работу оборудования в процессе проведения операции, что расширяет технологические возможности данного комплекса. Кроме того, использование линии двухсторонней беспроводной связи между пультом дистанционного управления и блоками управления комплекса обеспечивает возможность его использования при проведении операций на сердце в передвижных кардиохирургических комплексах, например, на базе унифицированных транспортабельных модулей постоянного и переменного объема, так как при этом управление комплексом возможно даже при расположении аппаратов в разных помещениях.
Снабжение пульта дистанционного управления контроллером, к которому подключены клавиатура, дисплей и приемо-передающий радиомодуль, а электронных блоков управления автономного аппаратного модуля для временной иммобилизации локальных участков миокарда и аппарата для отсоса аутокрови из операционной зоны - ответными приемопередающими радиомодулями, подключенными к соответствующим микропроцессорам указанных электронных блоков управления, обеспечивает
возможность автономной беспроводной связи с каждым блоком с использованием современной технологии беспроводной связи.
Выполнение аппарата для сбора аутокрови из операционной зоны с возможностью экстренного возврата аутоэритроцитов в систему кровообращения пациента позволяет провести операцию даже, если имеется дефицит донорской крови с группой, соответствующей группе крови пациента.
Снабжение пульта дистанционного управления светопрозрачным стерильным чехлом одноразового применения, выполненным из полимерной пленки, повышает безопасность использования данного пульта при проведении операции на открытом сердце.
На фиг.1 представлена общая схема предлагаемого автономного комплекса для проведения операций на открытом работающем сердце; на фиг.2 - схема автономного вакуумного источника, на фиг.3 - функциональная схема аппарата для отсоса аутокрови из операционной зоны и экстренного возврата аутоэритроцитов в систему кровообращения пациента; на фиг.4 - функциональная схема пульта дистанционного управления.
Автономный комплекс для проведения операций на открытом работающем сердце содержит: автономный аппаратный модуль для временной иммобилизации локальных участков миокарда, включающий в себя автономный вакуумный источник 1, к которому через фильтрующие устройства 2, влагоотделители 3 и ручные вентили 4 подключены закрепленные на ранорасширителе 5 лепестковый вакуумным стабилизатором 6 положения сердца и рамочный вакуумный стабилизатор 7 локального участка миокарда; аппарат 8 для отсоса аутокрови из операционной зоны, к которому подсоединен гибкий трубопровод 9 отсоса аутокрови из операционной зоны; и пульт 10 дистанционного управления.
Автономный вакуумный источник 1 установлен в переносном контейнере 11 и включает в себя два вакуумных агрегата 12 и 13.
Рамочный вакуумный стабилизатор 7 подключен к вакуумному агрегату 12, оснащенному основным 14 и дублирующим 15 вакуумными насосами.
Вакуумные насосы 14 и 15 подключены к коллектору 16 через электрически управляемые нормально закрытые клапаны 17 и 18 регулирования уровня разрежения в коллекторе 16. Коллектор 16 соединен с атмосферой через электрически управляемый нормально закрытый клапан 19 сброса вакуума. К выходу коллектора 16 подключен гибкий трубопровод 20, ведущий к рамочному вакуумному стабилизатору 7. Вакуумный агрегат 13 оснащен системой управления и контроля, имеющей датчик 21 уровня разрежения в коллекторе 16 и электронный блок 22 управления, оснащенный микропроцессором 23, дисплейным индикатором 24 режимов работы комплекса, клавиатурой 25 задания функциональных характеристик вакуумного агрегата 12, постоянным запоминающим устройством 26, индикатором 27 и приемо-передающим радиомодулем 28. Микропроцессор 23 через соответствующие интерфейсы и шины обмена данных связан с дисплейным индикатором 24, клавиатурой 25, датчиком 21 уровня разрежения в коллекторе 16 и приемо-передающим радиомодулем 28. Управляющие сигналы микропроцессора через соответствующие интерфейсы передаются на электрически управляемые нормально закрытые клапаны 17 и 18 регулирования уровня разрежения в коллекторе и клапан 19 сброса вакуума в коллекторе, и на электроприводы 29 вакуумных насосов 14 и 15.
Лепестковый вакуумный стабилизатор 6 подключен к вакуумному агрегату 13, оснащенному основным 30 и дублирующим 31 вакуумными насосами. Вакуумные насосы 30 и 31 подключены к коллектору 32 через электрически управляемые нормально закрытые клапаны 33 и 34 регулирования уровня разрежения в коллекторе. Коллектор 32 соединен с атмосферой через электрически управляемый нормально закрытый клапан 35 сброса вакуума. К выходу коллектора 32 подключен гибкий трубопровод 36, ведущий к лепестковому вакуумному стабилизатору 6. Вакуумный агрегат 13 оснащен системой управления и контроля, имеющей датчик 37 уровня
разрежения в коллекторе 32 и электронный блок 38 управления, оснащенный микропроцессором 39, дисплейным индикатором 40 режимов работы комплекса, клавиатурой 41 задания функциональных характеристик вакуумного агрегата 13, постоянным запоминающим устройством 42, индикатором 43 и приемо-передающим радиомодулем 44. Микропроцессор 39 через соответствующие интерфейсы и шины обмена данных связан с дисплейным индикатором 40, клавиатурой 41, датчиком 37 уровня разрежения в коллекторе 32 и приемо-передающим радиомодулем 44. Управляющие сигналы микропроцессор 39 через соответствующие интерфейсы передаются на электрически управляемые нормально закрытые клапаны 33 и 34 регулирования уровня разрежения в коллекторе и клапан 35 сброса вакуума в коллекторе, и на электроприводы 45 вакуумных насосов 30 и 31.
Электронные блоки 22 и 38 подключены к принтеру 46 (устройству регистрации функциональных характеристик комплекса во время операции).
Каждый дисплейный индикатор 24 или 40 представляет собой плоский дисплей на жидких кристаллах, на экране которого отображается текстовая и числовая информация, характеризующая задаваемые или текущие характеристики вакуумных агрегатов 12 и 13 вакуумного аппаратного комплекса. Информация, представляемая на дисплейный индикатор, содержит дату и время запуска контролируемого вакуумного агрегата, номер работающего насоса, заданное и текущее разрежение (в кПа), текущее время работы.
Автономный аппаратный модуль для временной иммобилизации локальных участков миокарда имеет собственный автономный источник 47 электропитания. Данная схема электропитания является предпочтительной, но не единственной, и возможно подключение к обычной силовой электросети больницы.
Аппарат 8 для отсоса крови из операционной зоны представляет собой автономный модуль с аутогемотрансфузером, имеющий систему отбора первичной крови и систему возврата эритроцитов пациенту.
Основу аутогемотрансфузера составляет блок разделения крови на составляющие, включающий в себя центрифугу 48 и подключенный к центрифуге реверсивный перистальтический насос 49. В трубопроводе, соединяющем насос 49 с центрифугой 48, установлен ультразвуковой датчик 50 контроля потока крови.
Система отбора первичной крови включает в себя буферную емкость 51, к которой присоединены всасывающий трубопровод 9 сбора первичной (раневой) крови через разветвление 52, трубопровод 53 подачи первичной крови к реверсивному насосу 49 и вакуумный трубопровод 54 устройства для создания в буферной емкости пониженного давления. Устройство включает в себя вакуумный агрегат, имеющий основной 55 и дублирующий 56 вакуумные насосы, вакуумный коллектор 57, влагоотделитель 58 и фильтр 59. Каждый из вакуумных насосов соединен с вакуумным коллектором 57 через один из двух электрически управляемых нормально закрытых клапанов 60 и 61 регулирования уровня разрежения в вакуумном коллекторе 57. Вакуумный агрегат оснащен датчиком 62 уровня разрежения в коллекторе 57, и электрически управляемым нормально закрытым клапаном 63 сброса вакуума в коллекторе. Датчик 62 и электрически управляемые нормально закрытые клапаны 60 и 61 образуют систему регулирования давления в вакуумном коллекторе.
К всасывающему трубопроводу 52 подсоединена через разветвление 52 емкость 64 с антикоагулирующим физиологическим раствором (например, гепарином). Трубопровод 53 подключен к реверсивному насосу 49 через перекрывающее устройство 65 и разветвление 66.
Система возврата эритроцитов пациенту оснащена накопительной емкостью 67 хранения эритроцитов, имеющей, по крайней мере, два трубопровода 68 и 69. Емкость 67 через трубопровод 68, перекрывающее устройство 70 и разветвление 66 подключена к реверсивному насосу 49. По трубопроводу 69 эритроциты возвращаются пациенту.
Емкости 71 с промывочным раствором с помощью трубопровода 72, перекрывающее устройство 73 и разветвление 66 подключены к реверсивному насосу 49.
Аутогемотрансфузер имеет также систему утилизации отходов, включающую в себя мешок 74 для отходов, дополнительный насос 75 возврата эритроцитов пациенту, включенный в трубопровод 69, и собственный автономный источник 76 электропитания. Данная схема электропитания является предпочтительной, но не единственной, и возможно подключение аутогемотрансфузера к обычной силовой сети.
Аутогемотрансфузер оснащен системой управления и контроля, имеющей датчик 62 уровня разрежения в коллекторе 57 и электронный блок 77 управления, оснащенный микропроцессором 78, управляющим агрегатами аутогемотрансфузера, дисплейным индикатором 79 режимов работы, клавиатурой 80 задания функциональных характеристик, индикатором 81 и приемо-передающим радиомодулем 82.
Микропроцессор 78 через соответствующие интерфейсы и шины обмена данных связан с дисплейным индикатором 79, клавиатурой 80, датчиком 62 разрежения и приемо-передающим радиомодулем 82. Управляющие сигналы микропроцессора через соответствующие интерфейсы передаются на электрически управляемые нормально закрытые клапаны 60 и 61 регулирования уровня разрежения в вакуумном коллекторе 57, на клапан 63 сброса вакуума в коллекторе, на электроприводы вакуумных насосов 55 и 56, на перекрывающие устройства 65, 70, 73, на центрифугу 48, на реверсивный насос 49 и насос 75 возврата эритроцитов пациенту.
Дисплейный индикатор 79 представляет собой плоский дисплей на жидких кристаллах, на экране которого отображается текстовая и числовая информация, характеризующая задаваемые или текущие характеристики вакуумного агрегата. Информация, представляемая на дисплейный индикатор, содержит дату и время запуска вакуумного агрегата, номер работающего насоса, заданное и текущее разрежение (в кПа), текущее время работы.
Автономный комплекс для проведения операций на открытом работающем сердце имеет единый пульт 10 дистанционного управления автономным аппаратным модулем для временной иммобилизации локальных участков миокарда и аппаратом для отсоса аутокрови из операционной зоны.
Пульт 10 дистанционного управления содержит контроллер 83, к которому подключены клавиатура 84, дисплей 85 и приемо-передающий радиомодуль 86, и источник питания (на схеме не показан). Клавиатура 84 служит для набора команд, передаваемых через контроллер 83 и приемопередающий радиомодуль 86 на приемо-передающие радиомодули 28, 44 и 82. Контроллер предназначен для обработки информации, вводимой через клавиатуру и подготовки блока данных для передачи на соответствующий блок управлении, в том числе для присвоения блоку данных идентификатора соответствующего приемо-передающего радиомодуля 28, 44, 82, а также для обработки информации, получаемой приемо-передаюшим радиомодулем 86 от соответствующих приемо-передающий радиомодулей 28, 44 и 82 в том числе определения по идентификатору блока данных соответствующего агрегата комплекса, к режиму работы которого относится принятый блок данных, и передачи обработанной информации на дисплей для ознакомления хирурга и/или его ассистента.
Пульт 10 дистанционного управления может быть снабжен светопрозрачным стерильным чехлом 87 одноразового применения, выполненным из полимерной пленки.
При подготовке к проведению операции на сердце оператор или хирург, используя клавиатуру 25, задает требуемый уровень разрежения для рамочного стабилизатора 7, используя клавиатуру 41, задает требуемый уровень разрежения для лепесткового вакуумного стабилизатора 6, используя клавиатуру 80, задает рабочие характеристики аппарата для отсоса аутокрови из операционной зоны, в частности уровень разрежения в системе отбора первичной крови.
Непосредственно в ходе операции на сердце, хирург может проверить настройку каждого из аппаратов, вызвав соответствующую информацию на
дисплей 85 пульта 10 дистанционного управления. При необходимости корректировки режимов работы любого из аппаратов хирург, используя клавиатуру 84 пульта дистанционного управления, задает новые характеристики любого из аппаратов с контролем их на дисплее пульта дистанционного управления.
Схема настройки на новый режим поясняется на примере настройки на новый режим рамочного вакуумного стабилизатора 7 локального участка миокарда.
Хирург или его ассистент, используя клавиатуру 84 пульта 10 дистанционного управления, задает новый уровень разрежения в вакуумном агрегате 12 с контролем его на дисплее 85 пульта дистанционного управления.
Контроллер 83 обрабатывает введенную через клавиатуру 84 информацию и подготавливает блок данных для передачи на блок 22 управлении, управляющим вакуумным агрегатом 12, и передает подготовленный блок данных с присвоенным ему идентификатором на приемо-передающий радиомодуль 86, который транслирует полученный из контроллера блок данных.
Приемо-передающие радиомодули 28, 44 и 82 принимают транслируемый радиосигнал. Идентификатор принятого блока данных совпадает с идентификатором приемо-передающего радиомодуля 28 блока управления 22 и приемо-передающий радиомодуль 28 передает принятый блок данных в микропроцессор 23, к которому он подключен. Приемопередающие радиомодули 44 и 82 этот блок данных не обрабатывают. Микропроцессор 23 обрабатывает принятый блок данных и преобразует его в управляющую команду для перехода вакуумного агрегата 12 на новый режим работы. После перехода на новый режим работы микропроцессор 23 формирует свой блок данных, подтверждающий переход на новый уровень разрежения с присвоением ему соответствующего идентификатора, и передает сформированный блок данных в приемо-передающий радиомодуль 28, который транслирует полученный из микропроцессора 23 блок данных.
Приемо-передающий радиомодуль 86 принимает указанный блок данных и передает его в котроллер 83. Контроллер 83 обрабатывает принятый блок данных в соответствии с идентификатором, присвоенным этому блоку данных, и выводит принятую информацию о новом уровне разрежения в вакуумном агрегате 12 на дисплей пульта дистанционного управления для ознакомления хирурга, что позволяет ему проконтролировать правильность перехода на новый режим работы без отхода от операционного стола.
Аналогично производится перенастройка любого другого агрегата в составе комплекса.
Предлагаемая полезная модель может быть изготовлена промышленным способом на приборостроительном предприятии с использованием современных компонентов и технологий. Специалисту в данной области понятно, что могут быть различные модификации предложенной системы без отхода от духа и рамок настоящей полезной модели, определяемых объемом притязаний, изложенных в формуле полезной модели.