Способ временной экстракорпоральной перфузии конечности Российский патент 2024 года по МПК A61M60/38 A61M60/104 A61M25/01 

Изобретение относится к медицине, в частности к области неотложной хирургии конечности и трансплантологии, и может использоваться для сохранения перфузии конечности, лишенной магистрального, а также коллатерального кровообращения. Временная экстракорпоральная перфузия конечности в неотложной хирургии и трансплантологии не применялась ранее.

Традиционным вариантом восстановления перфузии конечности является хирургическое вмешательство: тромб/эмболэктомия, временное протезирование артерии, боковой или циркулярный шов, шунтирующие операции. В настоящее время в неотложной хирургии существует метод решения проблемы восстановления перфузии при помощи ампутат-сумки (№ патента: EP0159209B1). В ней конечность находится в стерильных условиях и подвержена гипотермии. Состояние гипотермии позволяет отсрочить необратимую ишемию тканей, вызванную кислородной недостаточностью за счет снижения метаболизма в тканях конечности. Ампутат-сумка позволяет отсрочить время реплантации на 8-10 часов. Однако, к существенным недостаткам ампутат-сумки можно отнести исключительно пассивное влияние на метаболизм конечности, заключающееся в подавлении механизмов окисления: понижением активности дыхательных ферментов посредством сухого стерильного охлаждения отделенного от тела человека сегмента конечности. При продолжительной гипоксии в тканях конечности накапливаются продукты окисления, которые во время реплантации могут попасть в общий кровоток и вызвать токсический ответ, что может неблагоприятно повлиять на состояние организма в целом и на восстановление трофики оторванной конечности после ее реплантации.

В основу изобретения положена задача создания способа временной экстракорпоральной перфузии конечности, который обеспечивает более полное восстановление кровотока в конечности, подвергнутой ишемизации.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе временной экстракорпоральной перфузии конечности при повреждении магистральных артерий осуществляют экстракорпоральную мембранную оксигенацию в вено-артериальном режиме путем пункционной канюляции бедренной вены неповрежденной (или поврежденной) конечности или другой магистральной вены канюлей 12-15 Fr и канюляцию дистальной артерии поврежденной конечности (или дистальный конец визуализируемой в ране поврежденной артерии), при этом в случае нижней конечности канюлируют заднюю большеберцовую артерию, в случае верхней конечности - лучевую или локтевую артерию канюлей 6-10 Fr, затем подключают перфузионный контур, состоящий из полых соединительных трубок, оксигенатора и портативного аппарата экстракорпоральной мембранной оксигенации, затем через канюлю 12-15 Fr, установленную в бедренную вену, осуществляют забор венозной крови, пропускают по перфузионному контуру со скоростью 0,4 л/мин, затем оксигенированную кровь возвращают через канюлю 6-10 Fr в заднюю большеберцовую или лучевую или локтевую артерию и заполняют артериальное русло ретроградно.

Преимущества изобретения связаны с тем, что создается временный контур кровообращения лишенной магистрального кровотока (тяжело ишемизированной) конечности, в котором выполняется оксигенизация крови вне тела пациента. Данный метод позволяет поддерживать жизнедеятельность тканей поврежденной конечности на протяжении 10 часов и более, если в этом есть необходимость, до стабилизации состояния пациента.

Предлагаемая нами техника временной перфузии конечности является оригинальной за счет осуществления пункционной канюляции бедренной вены неповрежденной конечности или другой магистральной вены канюлей 12-15 Fr (п.2 фиг.1) и канюляции дистальной артерии поврежденной конечности (п.8 фиг.1), при этом в случае нижней конечности канюлируется задняя большеберцовая артерия, в случае верхней конечности - лучевая или локтевая артерия канюлей 6-10 Fr, затем подключается перфузионный контур, состоящий из полых соединительных трубок (п.3, п.6 фиг.1), оксигенатора (п.5 фиг.1) и портативного аппарата экстракорпоральной мембранной оксигенации (п.4 фиг.1), затем через канюлю 12-15 Fr (п.2 фиг.1), установленную в бедренную вену, осуществляют забор венозной крови, пропускают по перфузионному контуру со скоростью 0,4 л/мин, затем оксигенированную кровь возвращают через канюлю 6-10 Fr (п.8 фиг.1) в заднюю большеберцовую или лучевую или локтевую артерию и заполняют артериальное русло ретроградно и предназначена для обеспечения тканей конечностей, лишенных магистрального и коллатерального кровообращения, кислородом при повреждении магистральной артерии конечности. Преимущества данного метода заключается в достаточной простоте применения, малом времени, требующегося для подключения перфузионного контура и полноценности восстановления кровотока в конечности.

Изобретение поясняется Фиг.1, на которой представлена схема подключения контура для временного регионарного кровообращения конечности и локализация канюляции магистральных сосудов для осуществления забора венозной крови и возврата артериальной (оксигенированной) крови в конечность через артерию. На Фиг.2 показана ангиограмма сосудов таза и нижних конечностей овцы, выполненная в ходе эксперимента «Временная экстракорпоральная перфузия конечности». В перфузионный контур (артериальную канюлю) введено контрастное вещество. На Фиг.3 показана экстракорпоральная перфузия конечности экспериментального животного (овцы). Оценка качества перфузии путем оксиметрии перфузируемых мягких тканей конечности с перекрытым магистральным кровотоком специализированным аппаратом. На Фиг.4 представлено выполнение открытого доступа к задней большеберцовой артерии. На Фиг.5 представлено выделение задней большеберцовой артерии. На фиг.6 показана установка канюли в заднюю большеберцовую артерию. На фиг.7 показано выполнение пункционного доступа к бедренной вене неповрежденной конечности. На Фиг.8 показана пункционная канюляция бедренной вены и ее фиксация путем подшивания к коже. На Фиг.9 представлен собранный перфузионных контур (канюли не подсоединены). На Фиг.10 показан процесс забора венозной крови из бедренной вены. На Фиг.11 показан процесс возврата оксигенированной крови в заднюю большеберцовую артерию (п.47.фиг.11) На Фиг.12 показан график оксиметрии конечности овцы датчиком региональной оксиметрии Somanetics INVOS 5100 Regional Oximeter (Medtronic, США).

Структура изобретения поясняется на Фиг. 1, на которой показана схема подключения контура для временного регионарного кровообращения конечности и локализация канюляции магистральных сосудов для осуществления забора венозной крови и возврата артериальной (оксигенированной) крови в конечность через артерию. Фиг. 1 включает следующие обозначения:

1 - Бедренная вена

2 - Заборная канюля 12-15 Fr (венозная)

3 - Соединительная трубка заборной части контура

4 - Портативный аппарат ЭКМО

5 - Оксигенатор

6 - Соединительная трубка возвратной части контура

7 - Источник кислорода

8 - Возвратная канюля 6-10 Fr (артериальная)

9 - Задняя большеберцовая артерия

10 - Бедренная артерия

11 - Зона повреждения (окклюзии) бедренной артерии

В состав перфузирующего контура входит:

Канюля 12-15Fr венозная (заборная) (п.2 фиг.1),

Канюля 6-10 Fr артериальная (возвратная) (п.8. фиг.1),

Соединительные трубки диаметром 3/8 3 шт. длиной по 60-100 см (п.3 фиг.1).

Оксигенатор (п.5 фиг.1)

Портативный аппарат экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО) (п.4.фиг.1).

Изобретение осуществляется следующим образом:

1) Пункционно или открытым доступом осуществляется канюляция крупной вены (например, бедренной вены (БВ) здоровой (неповрежденной или поврежденной) конечности, или яремной вены) (п.1.фиг.1) канюлей 12-15 Fr (диаметр канюли подбирается из расчета диаметра вены) (п.2.фиг.1), на дистальную часть канюли накладывается зажим на время ожидания подключения контура и запуска перфузии.

2) Пункционно или открыто осуществляется канюляция задней большеберцовой артерии (ЗББА) (п.9.фиг1.) поврежденной (подлежащей перфузии) нижней конечности (или лучевой/локтевой артерии - для верхней конечности) канюлей 6-10 Fr (диаметр канюли или катетера подбирается из расчета диаметра артерии) (п.8.фиг.1), на дистальную часть канюли накладывается зажим на время ожидания подключения контура и запуска перфузии.

3) В стерильных условиях собирается контур в следующей последовательности: заборная магистраль (п.3 фиг.1) - центрифужная (или роликовая) головка (п.12 фиг.1) - соединительная магистраль - оксигенатор (п.5 фиг.1) - возвратная магистраль (п.6 фиг.1). Через боковой порт коннектора в сформированный контур заливается стерильный физиологический раствор, из системы удаляется воздух.

4) Заборная и возвратная магистраль разъединяются и соединяются, соответственно, с заборной (венозной) (п.2 фиг.1, п.23 фиг.3) и возвратной (артериальной) (п.8. фиг.1, п.29. фиг.3) канюлями с недопущением попадания пузырьков воздуха в систему.

5) К оксигенатору (п.5.фиг. 1) подключается источник 100%-го кислорода (п.7 фиг.1) (централизованная разводка кислорода, кислородный баллон, кислородный концентратор) с объемной скоростью потока около 1 л/мин.

6) Включается аппарат ЭКМО (п.4 фиг.1), вводятся параметры перфузии. Скорость объемного потока перфузата (аутокрови) составляет 0,4-0,8 л/мин и регулируется путем увеличения/уменьшения числа оборотов в минуту центрифужной головки (п.12 фиг.1) аппарата ЭКМО.

Перфузия ишемизированной конечности обеспечивается аутокровью. Забор аутокрови осуществляется через доступ, который был осуществлен канюляцией бедренной вены с контралатеральной (неповрежденной) стороны (допустима канюляция вен шеи и верхней конечности) заборной канюлей 12-15 Fr (п.2 фиг.1) (предпочтительно - с применением пункционного доступа). Далее перфузат (аутокровь), проходя контур перфузии, перемещается к канюле 6-10 Fr (п.8 фиг.1), установленной в задней большеберцовой артерии (п.9 фиг.1). Насыщение крови кислородом происходит в оксигенаторе (п.5 фиг.1), благодаря подключенному к нему источнику 100% кислорода (п.7 фиг 1.). Кровообращение в созданном контуре обеспечивается портативным аппаратом экстракорпоральной мембранной оксигенации (ПА-ЭКМО) Ex-Stream (Трансбиотек, Россия) или аналогом (п.4 фиг.1), который производит забор перфузата из венозного русла. Обеспечение забора крови для изолированной перфузии конечности производится из бассейна крупной вены верхней или нижней неповрежденной (или поврежденной) конечности (п.1 фиг.1). Выполняется чрескожный (пункционный) доступ к магистральной вене и с помощью набора для чрескожной канюляции по методике Сельдингера устанавливается канюля в венозное русло бедренной (или другой магистральной) вены. Для подачи перфузата в ишемизированную конечность осуществляется канюляция ЗББА (или лучевой/локтевой артерии) (п.9 фиг.1) поврежденной конечности, как наиболее приемлемой для доступа. Перфузат подается в ЗББА (лучевую/локтевую артерию) ретроградно. За счет системы артериальных коллатералей насыщенный кислородом перфузат питает ткани поврежденной конечности, поступая в дистальные отделы голени и стопы по системе передней большеберцовой и малоберцовой артерий (и по системе коллатералей верхней конечности - в артерии предплечья и кисти). Фиг. 1 поясняет тактику изолированной перфузии конечности, лишенной магистрального кровотока на примере артерий нижней конечности.

Данное изобретение было испытано в ходе эксперимента на 8 крупных биологических объектах (овцах самцах), средней массы 41 кг. Моделирование артериальной окклюзии проводили путем перекрытия магистрального кровотока в дистальном отделе аорты на 2-3 см выше бифуркации (п.12 фиг.2) на срок 6 часов. На фиг.2 приведены следующие обозначения:

14. Баллон в дистальном отделе брюшной аорты экспериментального животного (овцы)

15. Зона бифуркации аорты (овцы)

16. Правая общая подвздошная артерия (овцы)

17. Левая общая подвздошная артерия (овцы)

18. Правая внутренняя подвздошная артерия (овцы)

19. Левая внутренняя подвздошная артерия (овцы)

20. Правая наружная подвздошная артерия (овцы)

21. Левая наружная подвздошная артерия (овцы)

22. Правая бедренная артерия (овцы)

23. Правая глубокая артерия бедра (овцы)

Интраоперационно проводился контроль перфузии конечности посредством ангиографии перфузируемой конечности (Фиг.2). Контрастирующее вещество добавлялось в перфузионный контур, после чего флюороскопически определялось контрастирование всех артерий (правая глубокая артерия бедра (п.23 фиг.2), правая бедренная артерия (п.22 фиг.2), левая наружная подвздошная артерия (п.21 фиг.2), правая наружная подвздошная артерия (п.20 фиг.2), левая внутренняя подвздошная артерия (п.19 фиг.2), правая внутренняя подвздошная артерия (п.18 фиг.2), левая общая подвздошная артерия (п.17 фиг.2), правая общая подвздошная артерия (п.16 фиг.2), зона бифуркации аорты (п.14 фиг.2) с визуализацией баллона в просвете аорты на уровне 2-3 см проксимальнее бифуркации аорты (п.15 фиг.2)) перфузируемой конечности животного.

На фиг.3 приведены следующие обозначения:

2. Заборная канюля 15 Fr в бедренной вене

13. Соединительная трубка заборной части контура

12. Центрифужная головка

5. Оксигенатор

25. Пульт управления портативного аппарата ЭКМО

7. Источник кислорода (контур от кислородного концентратора к оксигенатору)

6. Соединительная трубка возвратной части контура

8. Возвратная канюля 10 Fr (артериальная)

10. Бедренная артерия

14. Баллонный катетер для эндоваскулярной баллонной окклюзии

24. Somanetics INVOS 5100 Regional Oximeter (Medtronic, США)

Для остановки кровотока в нижних конечностях использовался метод балонной окклюзии аорты эндоваскулярным аортальным баллоном, который заводился выше бифуркации аорты (п.14 фиг.3). Для восстановления кровотока в конечностях в эксперименте использовался перфузионный контур, который включал: заборную канюлю 15 Fr, установленную в бедренную вену (п.1 фиг.3), соединительную трубку заборной части контура (п.13 рис.3), центрифужную головку (п.12 фиг.3), оксигенатор (п.5 фиг.3), пульт управления аппарата ЭКМО (п.25 фиг.3), источник кислорода (кислородный концентратор) (п.7 фиг.3), соединительную трубку возвратной части контура (п.6 фиг.3), возвратной канюли 10 Fr (п.8 фиг.3). В ходе испытания изобретения было выявлено, что разработанный новый способ временной изолированной перфузии конечности при повреждении магистральной артерии (п.30 фиг.3) является выполнимым и позволяет обеспечить перфузию конечности на длительный срок. При окклюзии аорты (п .14 фиг.2) показатель оксиметрии, измеряемый аппаратом региональной окисметрии Somanetics INVOS 5100 Regional Oximetr (Metronic, США) с накладными датчиками (п.24 фиг.3) снижался до нуля (п. 29 фиг.12), в то время как при начале перфузии значения оксиметрии, полученные с нижних конечностей, возвращались к исходным нормальным значениям (п. 30 Фиг.12). В течении 30 минут между этапом полной окклюзии аорты и запуском перфузии (п. 29 фиг.12) на графике оксиметрии (Фиг.12) определяется полное отсутствие перфузии ниже уровня баллонной окклюзиии аорты (п.29 Фиг.12). Все перфузируемые конечности оказались жизнеспособными на момент окончания эксперимента.

Также, данное изобретение испытано на конечности человека в условиях отделения реанимации (Фиг.4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11) с целью временного поддержания кровотока в конечности для ее сохранения. Согласно данным анамнеза болезни, пациент получил осколочное ранение области левого коленного сустава с полным пересечением и тромбозом подколенной артерии. Реконструктивная операция на подколенной артерии на предыдущих этапах медицинской эвакуации не выполнялась, вследствие чего, в травмоцентр, где осуществлялась изолированная перфузия, пациент был доставлен с признаками некомпенсированной (угрожающей) ишемии левой голени (дистальнее места ранения). Ввиду низких цифр гемоглобина и тромбоцитов полноценная артериальная реконструкция была отложена, и для временной перфузии конечности применено данное изобретение, что позволило на три часа отсрочить выполнение основного вмешательства. Изобретение применялось следующим образом: выполнялся типичный открытый доступ к задней большеберцовой артерии (п.26 фиг.4), после выделения задней большеберцовой артерии выполнялась канюляция задней большеберцовой артерии (п.9 фиг.6) возвратной артериальной канюлей (п.8 фиг.6). После канюляции задней большеберцовой артерии на канюлю накладывался зажим. Далее выполнялся пункционный доступ к бедренной вене по методике Сельдингера (п.1 фиг.7) с заведением в просвет бедренной вены эндоваскулярного проводника (п.27 фиг.7), по которому в вену заводилась венозная (заборная) канюля 15 Fr (п.2 рис.8). После канюляции на заборную канюлю также был наложен зажим на время сборки перфузионного контура. Собранный перфузионный контур представлен на Фиг.9 и состоял из: соединительной трубки заборной части контура (п.3 фиг 9), центрифужной головки портативного аппарата ЭКМО (п.12 фиг.9), оскигенатора (п.5 фиг.9) и соединительной трубки возвратной части контура (п.6 фиг.9). После запуска портативного аппарата ЭКМО осуществился забор аутокрови (перфузата) по заборной канюле (п.3 фиг.10) с прохождением ее по перфузионному контуру и возвращение в заднюю большеберцовою артерию (п.9 фиг.11).

Изобретение относится к медицине, в частности к области неотложной хирургии конечности и трансплантологии, и может использоваться для сохранения перфузии конечности, лишенной магистрального, а также коллатерального кровообращения. При повреждении магистральных артерий в венно-артериальном режиме осуществляют пункционную канюляцию бедренной или яремной вены канюлей 12-15 Fr и канюляцию дистальной артерии поврежденной конечности ретроградно канюлей 6-10 Fr. При повреждении нижней конечности канюлируют заднюю большеберцовую артерию. При повреждении верхней конечности канюлируют лучевую или локтевую артерию. После канюляции подключают перфузионный контур, состоящий из полых соединительных трубок, оксигенатора и портативного аппарата экстракорпоральной мембранной оксигенации. Через канюлю 12-15 Fr, установленную в бедренную или яремную вену, осуществляют забор венозной крови, пропускают по перфузионному контуру со скоростью 0,4 л/мин. Оксигенированную кровь возвращают через канюлю 6-10 Fr в заднюю большеберцовую, или лучевую, или локтевую артерию и заполняют артериальное русло ретроградно. Заявленный способ позволяет поддерживать жизнедеятельность тканей поврежденной конечности на протяжении 10 часов и более, если в этом есть необходимость, до стабилизации состояния пациента, что в свою очередь обеспечивает более полное восстановление кровотока и конечности, подвергнутой ишемизации. 12 ил., 2 пр.

Способ временной экстракорпоральной перфузии конечности при повреждении магистральных артерий путем осуществления экстракорпоральной мембранной оксигенации в венно-артериальном режиме, отличающийся тем, что осуществляют пункционную канюляцию бедренной или яремной вены канюлей 12-15 Fr и канюляцию дистальной артерии поврежденной конечности ретроградно канюлей 6-10 Fr, при этом при повреждении нижней конечности канюлируют заднюю большеберцовую артерию, при повреждении верхней конечности - лучевую или локтевую артерию, затем подключают перфузионный контур, состоящий из полых соединительных трубок, оксигенатора и портативного аппарата экстракорпоральной мембранной оксигенации, затем через канюлю 12-15 Fr, установленную в бедренную или яремную вену, осуществляют забор венозной крови, пропускают по перфузионному контуру со скоростью 0,4 л/мин, затем оксигенированную кровь возвращают через канюлю 6-10 Fr в заднюю большеберцовую, или лучевую, или локтевую артерию и заполняют артериальное русло ретроградно.