Центрифужный насос сообщает жидкости энергию при вращении рабочего колеса. При одной скорости вращения поток может меняться из-за сопротивления схемы и давления на входе и выходе. Поэтому скорость привода не является универсальным непосредственным измерением кровотока.
Устройство и принцип действия
Роликовый насос перемещает жидкость за счёт последовательного сжатия совместимой трубки в насосном сегменте. Его работа зависит от геометрии сегмента и предусмотренной настройки механической части. Центробежный насос передаёт энергию крови вращающимся рабочим элементом в головке. Эти принципы отличаются, поэтому сравнение не должно ограничиваться максимальной частотой вращения.
Для обоих вариантов важны совместимые расходные элементы и методы проверки. У центробежной системы связь между скоростью вращения и потоком зависит от условий контура; скорость не является универсальным прямым эквивалентом кровотока. У роликовой системы расчётные величины также связаны с установленными параметрами и используемым сегментом. Происхождение отображаемого потока необходимо уточнять.
Выбор насосного решения относится к конфигурации и задачам центра. Нельзя объявить один принцип безусловно лучшим для всех применений. Важно проверить доступные функции контроля, измерение потока, совместимые головки и трубки, организацию резервирования и обучение персонала. Рекламное сравнение без указания условий мало помогает при подготовке технического задания.
В перфузионной системе различают магистрали, насосные элементы, резервуары, оксигенатор и предусмотренные средства контроля. В эндоваскулярном наборе — доступ, проводник, катетер и рабочее изделие. Эти группы не взаимозаменяемы; общим является принцип проверки соединённой конфигурации. Название одного центрального компонента не определяет состав всего рабочего комплекта.
Аппарат искусственного кровообращения — оборудование для управления экстракорпоральным движением крови в составе перфузионной системы. В предусмотренных условиях такая система временно выполняет функции циркуляции и газообмена, необходимые при соответствующих вмешательствах. Насосная консоль работает вместе с оксигенатором, трубками, резервуарами, измерительными каналами и другими разрешёнными компонентами. Поэтому название аппарата не следует сводить к одному насосу.
Артериальное и венозное давления характеризуют разные части экстракорпорального тракта. Отрицательное давление до насоса может отражать сопротивление входного участка, а повышение давления возврата — изменение сопротивления после насоса. Но по одному показанию нельзя достоверно назвать клиническую причину: на него влияют перегибы, положение пациента, доступ и элементы контура. Аппарат показывает измеренный сигнал, а решение требует проверки всей цепочки.
Важно отличать перепад на мембранном блоке от напора насоса. Насосная характеристика описывает связь расхода, давления и скорости вращения при заданных условиях. Перепад на оксигенаторе описывает сопротивление конкретного участка. Если вместо одного графика использовать другой, можно ошибочно приписать оксигенатору возможности насоса или недооценить сопротивление остальных элементов контура.
Трансмембранное давление рассчитывается по измерениям в разных участках контура согласно алгоритму конкретной платформы. Это не прямое измерение давления в каждой точке волокна. Значение имеет смысл вместе с потоками, изменением сопротивления и состоянием мембраны. При сопоставлении аппаратов полезно выяснить, какие датчики участвуют в расчёте и как программа обрабатывает пульсации и переходные состояния.
Что определяет результат
Термин «искусственная почка» удобен для общего объяснения, но технически объединяет несколько изделий. Диализатор обеспечивает перенос веществ, насосы поддерживают потоки, гидравлический блок готовит раствор, а измерительная система следит за давлением, температурой и другими параметрами. Состояние сосудистого доступа и фактические свойства крови также влияют на процедуру, хотя не являются характеристиками аппарата. Эта граница особенно важна при сравнении заявленной производительности.
Резистивная добавка давления на линейном стендовом сопротивлении
Сопротивление в линейной модели связывает перепад давления с проходящим потоком. Его можно представить как наклон прямой на диаграмме «поток — перепад». В этой интерпретации сопротивление характеризует выбранный участок, а не все соединённые части стенда.
Сопротивление тестового элемента равно 8 см вод. ст. на л/с. Поток стабилен, а стенд работает в диапазоне линейной зависимости. Эластический вклад из расчёта исключён.
В этом примере на горизонтальной оси отложен показатель «Поток, л/с», на вертикальной — «Перепад давления, см вод. ст.». Для первой точки исходная величина равна 0,25, расчётный результат — 2. Для точки 0,75 получаем 6. Последняя пара значений — 1 и 8. Все подписи относятся к одной модели и к единицам, приведённым на осях.
Перепад относится к конкретному элементу между точками измерения. При турбулентном потоке линейное масштабирование может перестать работать.
| Поток, л/с | Перепад давления, см вод. ст. |
|---|---|
| 0,25 | 2 |
| 0,5 | 4 |
| 0,75 | 6 |
| 1 | 8 |
Подключите измерители давления непосредственно по сторонам исследуемого элемента. Иначе в перепад попадут также потери на соседних трубках и соединениях.
Применение и ограничения
Для жидкостной схемы полезно сначала провести воображаемую границу и отметить все пути поступления и удаления. Внутри могут находиться резервуар, фильтр, эластичная линия или иной элемент, меняющий запас жидкости. Поэтому разность входного и выходного потоков в отдельный момент не обязательно означает потерю среды. Её сопоставляют с изменением содержимого внутри выбранной границы.
Пример из практики
Пример оборудования · Аппарат искусственного кровообращения Terumo Advanced Perfusion System 1
Сенсорный Central Control Monitor служит для конфигурации, отображения параметров и управления компонентами. На экране перфузиолог видит сведения о назначенных насосах и включённых измерительных каналах. При наличии соответствующих модулей доступны управление скоростью, газовым потоком и долей кислорода, положение управляемого окклюдера и другие функции. Роликовые насосы, центробежный привод и электронная газовая система могут также иметь локальный контроль. Это позволяет организовать работу вокруг общего экрана, сохраняя доступ к конкретному органу управления у оборудования.
Аппарат искусственного кровообращения Terumo Advanced Perfusion System 1
Платформа поддерживает подключение до двух центробежных насосных систем в предусмотренной конфигурации. В такой схеме привод вращает рабочий элемент одноразовой головки. Поток зависит не только от числа оборотов, но и от условий на входе и выходе контура. Поэтому при построении рабочего места учитывают предусмотренное измерение расхода и защиту от обратного потока, если она используется в выбранной схеме. На стороне дисплея важно различать измеренный поток и показание, вычисленное для роликового насоса по оборотам и размеру трубки. Они описывают разные физические способы оценки.
Если центробежный насос заменяют резервным роликовым, часть функций, связанных с потоком центробежного контура, меняется. Руководство отдельно указывает изменения в доступности сигналов минимального и обратного потока и в реакции насоса на тревожные события. Значит, резервирование нельзя свести к наличию дополнительного моторного блока на полке. Для каждого основного и резервного назначения проверяют, что будет отображено на CCM, какие датчики останутся действующими и как будет вести себя контроль при переходе. Подобный разбор выполняют до клинической эксплуатации на фактической конфигурации учреждения.
Аппарат искусственного кровообращения Terumo Advanced Perfusion System 1
Связь с другими технологиями
Роликовый насос в экстракорпоральном контуре
Роликовый насос перемещает содержимое гибкой трубки за счёт последовательного пережатия. Связь между оборотами и подачей определяется геометрией установленной трубки и условиями окклюзии. Измеренный поток и расчётное показание по вращению привода требуют различать.
Теплообменник в контуре искусственного кровообращения
Теплообменник передаёт энергию между двумя разделёнными средами. Температура управляющей среды не тождественна температуре жидкости на выходе из кровяного тракта. Состояние потока и положение контрольного датчика определяют смысл каждой зарегистрированной отметки.
Как интерпретировать наблюдение
Расчёт по входной и выходной концентрации чувствителен к месту и моменту получения образцов. Если условия изменились между пробами, разность может отражать динамику системы. Если точка обозначена неоднозначно, неясно, какую часть контура представляет анализ. Поэтому методика отбора является частью измерения клиренса, а не вспомогательной процедурой, которую можно свободно менять.
Состояние пучка волокон также может изменяться в ходе использования. Изменение доступной поверхности или распределения потока отличается от исходного стендового состояния нового изделия. Внешний осмотр и отдельный показатель давления не всегда дают исчерпывающую оценку. Наблюдения рассматривают вместе, не пытаясь диагностировать механизм только по одному косвенному признаку.
При одновременном включении аппаратов часть потока отбирается из кольца. Проверка только без нагрузки может не выявить нарушения на удалённых точках. Для приёмки выбирают согласованный сценарий, который отражает неблагоприятную рабочую комбинацию. Записывают количество потребителей, их режимы, состояние входного водоснабжения и наблюдаемые параметры. Повторное испытание после расширения отделения должно быть сопоставимо по условиям.
Пример оборудования · Гемоконцентраторы Terumo CAPIOX HC05 и HC11
Гемоконцентратор CAPIOX удаляет воду и проходящие через мембрану растворённые вещества из потока крови в экстракорпоральном контуре. Кровь проходит по одному тракту, фильтрат выводится через отдельный порт. Для комплектации перфузионной системы важно различать расход крови через гемоконцентратор, допустимое трансмембранное давление и рабочую площадь мембраны. Эти величины описывают разные характеристики.
Гемоконцентраторы Terumo CAPIOX HC05 и HC11
Венозный резервуар и контроль уровня при перфузии
Резервуар создаёт промежуточный объём между поступлением и отведением жидкости. Уровень изменяется при различии потоков, а его динамика зависит от геометрии ёмкости. В этой системе отметка датчика, фактический объём и действие сигнализации описывают разные стадии.
Артериальный фильтр и удаление газовых включений из перфузионного тракта
Артериальный фильтр располагают в предусмотренной позиции экстракорпоральной схемы и используют для задержания определённых включений. На прохождение жидкости влияют сопротивление и геометрия фильтра. Контроль пузырьков и непосредственная фильтрация являются разными защитными звеньями.
Сравнение смежных понятий
| Понятие | Что оно описывает |
|---|---|
| Центрифужный насос и рабочая точка перфузионного контура | Центрифужный насос сообщает жидкости энергию при вращении рабочего колеса. |
| Роликовый насос в экстракорпоральном контуре | Роликовый насос перемещает содержимое гибкой трубки за счёт последовательного пережатия. |
| Венозный резервуар и контроль уровня при перфузии | Резервуар создаёт промежуточный объём между поступлением и отведением жидкости. |
Аппарат искусственного кровообращения Terumo Advanced Perfusion System 1
Окклюзия и размещение насосной головки
Механизм роликового насоса позволяет регулировать окклюзию с тактильной или звуковой обратной связью согласно руководству. Изготовитель предусматривает изменение настройки без необходимости останавливать насос для самой механической регулировки. Такая возможность относится к конструкции и не отменяет принятого отделением способа проверки окклюзии. Зажим для трубки адаптируется к совместимым размерам. Перфузиолог проверяет фактически установленный сегмент и его положение в головке. Одинаковый внешний вид кассеты или наличие фиксации трубки не подтверждает правильность всех параметров работы насоса.
Насосные блоки можно размещать на базовых направляющих или на стойке с подходящим кронштейном. Разница между этими вариантами видна при построении контура. Изменение положения головки меняет длину трубок до резервуара, оксигенатора и операционного поля, доступность соединений и обзор перфузиологом. Уменьшение лишней длины может снизить требуемый объём начального заполнения, но величина эффекта зависит от фактической схемы. Для оценки сравнивают два конкретных варианта трассировки с размерами используемой магистрали. Универсальный процент изменения объёма для каждой операционной из конструкции платформы не следует.
Роликовые насосы двух размеров
Для System 1 доступны роликовые насосы с головками диаметром 4 и 6 дюймов, приблизительно 10,2 и 15,2 см. В них ролики при вращении последовательно пережимают установленную насосную трубку. Объём, перемещаемый за оборот, связан с геометрией головки и параметрами трубки, поэтому одинаковая частота вращения у двух конфигураций не означает одинаковый поток. При настройке важно указать реальную трубку, а не только размер насосного блока. Для малой роликовой головки изготовитель ограничивает максимальный поток четырьмя литрами в минуту, а выбираемый размер трубки — 3/8 дюйма или 10 мм.
Эти ограничения особенно заметны, если часть оборудования хотят использовать как резерв для другого насоса. Малый роликовый насос не становится универсальной заменой большой головке только за счёт общего электрического подключения. Если ожидаемый поток превышает четыре литра в минуту или используется более крупная трубка, такое назначение не соответствует приведённым пределам малого насоса. При планировании запасной конфигурации учитывают тип рабочего насоса, трубку, необходимый диапазон и изменения в доступных защитных функциях при переназначении. Это техническое решение требует отдельной проверки перфузиологом.
Связанные режимы насосов и кардиоплегия
Для роликовых насосов предусмотрены связанная работа ведущего и ведомого каналов, сервоконтроль по давлению или потоку и специальные функции подачи кардиоплегии. В режиме ведущего и ведомого насосов второй канал следует заданному отношению к основному. Если исходный параметр выражен в оборотах, отношение относится к оборотам. При работе с расходом оценивают именно соотношение потоков, учитывая выбранные насосные трубки. Одинаковое соотношение скоростей и одинаковое соотношение фактических объёмов не всегда равнозначны, особенно когда у головок разная геометрия.
Подробнее: Аппарат искусственного кровообращения Terumo Advanced Perfusion System 1
По теме в энциклопедии
- Роликовый насос в экстракорпоральном контуре
- Теплообменник в контуре искусственного кровообращения
- Венозный резервуар и контроль уровня при перфузии
- Аппарат искусственного кровообращения: устройство перфузионной системы
- Перфузионные и эндоваскулярные системы: совместимость всей инструментальной цепочки
- Аппарат гемодиализа: устройство, контуры, жидкостный баланс и выбор
- Мембранный оксигенатор: газоперенос, перепад давления и сопоставление рабочих кривых