IABP机械构成

二、IABP机械构成

(一)气囊

制作球囊的材料必须具有高物理机械性能,良好的生物相容性和血液相容性。目前,球囊的制作材料一般选用医用聚醚型聚氨酯材料。有单囊、双囊之分。

1.单囊 为目前最常用。根据球囊充气量有4~50ml不同容积。球囊充气时应可堵住主动脉腔90%~95%,球囊容积大于心脏每搏输出量的50%才能达到理想效果。球囊过小,反搏效果欠佳,球囊过大,增加了球囊破裂和主动脉损伤的机会。球囊的选择按身高:152~163cm者选30~34ml,163~183cm者选40ml,183cm以上者选50ml。

2.双囊 山崎健二等研制了双囊球囊,小球囊在主球囊的末端,由两根独立的供气管分别控制两个囊充排气。在进行反搏时,小囊在主气囊排气时开始充气,而排气较主囊晚,以防止末梢侧血液逆流,降低中枢侧舒张期动脉压,从而达到进一步使心脏的后负荷减轻的目的。

3.球囊内气体 球囊里理想的气体应当有较高安全性(气体在血液中的溶解度)和较好的充排气切换响应速度。

CO2在血液中溶解性高,即使球囊破裂、泄漏的CO2也能迅速的溶解于血液,不至于产生严重气体栓塞事件,具有较高的安全性;但是CO2分子较大,气体密度较大,在其反复充排气时切换响应速度低,从而影响充排气与心动周期的同步性,实验证明在心率大于120次/分时会影响反搏时气囊的充排气。

氦气充排气时切换响应速度高,使用氦气可达到150次/分才会影响反搏时球囊的充排气,但因为氦气血液中溶解度小,存在安全性欠佳的问题。

目前防止气体泄露而致气体栓塞的措施十分可靠,因此,目前绝大多数IABP系统采用氦气作为驱动气源。

(二)控制驱动系统

为控制驱动球囊在主动脉内正常安全的工作,需要完善的控制驱动系统,其由监测部分、反搏驱动部分、控制系统部分组成。

1.监测部分 要使IABP系统达到最满意的血流动力学效果,需要充分利用监测数据,分析后对球囊工作状态进行调整。监测心电图、动脉压和球囊充排气时间、时间间隔、充气容积。另外还有球囊、氦气等检测系统。

2.反搏驱动部分 驱动气源以高压气的形式储存于气瓶中。经过2次减压后,经缓冲气缸后,再经供气阀供给球囊。

3.控制系统部分

(1)反搏比例:大多型号控制系统均设1∶1、1∶2、1∶3。目前,也有的系统配备有更多的可选反搏比例,如1∶4、1∶8、1∶16及1∶32等。

(2)球囊容积调节:球囊的充气容积通常是按照实际使用球囊的容积值预调的,一般不进行调整。也有在脱离IABP前逐步减少球囊的充盈容积,直至患者完全脱离IABP系统的辅助。

(3)控制驱动的触发信号方式:即充排气时间点的调控,可供选择的方式有4种,即心电信号、动脉血压信号、起搏模式和固有频率,其中以心电信号触发的方式最好。

心电信号触发方式:以ECG的R波为触发信号,QRS振幅应>0.5mV,若低于此标准应改变触发方式,调节时应结合心电信号及压力曲线以达最佳血流动力学效果。

动脉血压信号触发方式:控制驱动时以收缩压的上升波为触发信号,通常需要有15mmHg以上的压力斜率。

起搏信号触发:安置了起搏器的患者可由系统检测起搏器起搏信号后,由起搏信号触发进行有效的反搏。

固有频率触发:为非同步的主动脉球囊反搏装置,采用这种方式一般是在心肺复苏时。另外,系统维修自检或检查球囊时需在固定频率(80次/分)下进行。

当心房颤动时,由机器按其控制计算原理自动调节充排气的时间,在下一个R波到来之前,延长排气时间。目前控制计算原理有二,一是恒定变量控制,充气与排气在前数个R-R间期平均值的基础上,预测出下一个R-R间期,因此,R波与充气间的时间随着心率的改变而变化;第二种控制为固定时间控制,在预先设定的R波后一定的时间内进行充气。其中第二种方法效果较好。

突发性的心动过速时,每当R波过早出现,系统就处于排气状态,并在以新的心率连续搏动3次后,系统开始按新的心率给球囊充排气。在不能检测到心电信号的情况下,自动切换成血压信号触发,系统仍可以进行有效的反搏。

早期IABP的充排气时相由医师根据监测系统的参数分析后手控调节。目前智能化较高的设备和操作系统可以在心率和心律变化中自动校正时相,以应对心律失常时充气持续时间的调整,防止出现排气空缺。还可以在心电信号难以辨认时自动切换成压力信号触发。

4.抗干扰 最常用的促发方式是ECG,而许多仪器设备的电磁能干扰影响ECG信号,影响IABP控制驱动系统的正常工作。如高频电刀、吸引器或呼吸机。因此,控制系统装有电器干扰抑制电路,以保障整个系统的正常运行。