قلب مصنوعی
نحوه عملکرد قلب مصنوعی
قلب انسان به طور میانگین خون را با نرخ ۶۰ تا ۱۰۰ بار در دقیقه پمپاژ می کند. قلب در دو مرحله عمل می کند:
- در مرحله اول، دهلیزهای راست و چپ به طور همزمان منقبض شده و خون را به خارج از قلب می فرستند.
- در مرحله دوم، بطن ها منقبض شده و خون را به ریه ها و سایر نقاط بدن هدایت می کنند.
پس از آن عضلات قلب تا تپش بعدی استراحت می کنند. در این فاصله قلب مجدداً از خون پر می شود.
در بیمارانی که از قلب مصنوعی جدید استفاده می کنند، قلب مصنوعی جایگزین بطن ها شده و دهلیز ها هنوز در جای خود باقی مانده اند. بنابراین در مرحله اول از فرآیند پمپاژ خون، همچنان دهلیز های قلب طبیعی به طور همزمان منقبض شده و خون را به خارج از قلب می فرستند. اما مرحله دوم متفاوت از قلب طبیعی انجام می شود. از آنجا که نحوه طراحی قلب مصنوعی به صورتی است که در هر لحظه خون را تنها به یکی از دو بطن می فرستد، ابتدا خون به ریه ها فرستاده شده و سپس به سایر نقاط بدن پمپ می شود. قلب مصنوعی قادر است خون را با نرخ ده لیتر در دقیقه پمپ کند که برای فعالیت های روزانه کافیست.
اجزای قلب مصنوعی
قلب مصنوعی AbioCor از جنس تیتانیوم و پلاستیک بوده و چهار بخش زیر را به هم متصل می کند:
- دهلیز راست
- دهلیز چپ
- آئورت
- شریان ریوی
مکانیسم عملکرد دستگاه بسیار شبیه به یک پمپ هیدرولیک است. در این نوع از پمپ ها، مایع هیدرولیک فشار را از نقطهای به نقطه دیگر منتقل میکند. برای درک بهتر عملکرد قلب مصنوعی، نحوه کار اجزای مختلف آن را بررسی می کنیم:
- پمپ هیدرولیک
عملکرد این قطعه همانند پمپ هیدرولیک صنعتی است. نوعی ماده غیر قابل فشرده سازی در این پمپ جریان دارد که نیروی اعمال شده را از یک نقطه به نقطه دیگر می فرستد.
- دریچه ورودی
این دریچه برای جریان یافتن مایع هیدرولیک از یک قسمت به قسمت دیگر، باز و بسته می شود. هنگامی که مایع به سمت راست حرکت می کند، خون از درون بطن مصنوعی به ریه ها پمپ میشود و هنگامی که مایع به سمت چپ می رود، خون به سایر نقاط بدن فرستاده میشود.
- سیستم انتقال انرژی به صورت بی سیم
این سیستم به نام Transcutaneus Energy Transfer (انتقال انرژی از درون پوست خوانده می شود. اجزای تشکیل دهنده آن دو سیم پیچ داخلی و خارجی هستند. این دو سیم پیچ انرژی را از یک باتری خارجی گرفته و از طریق القای الکترومغناطیسی آنرا به باتری داخلی و واحد کنترل می فرستند.
- باتری داخلی
یک باتری قابل شارژ است که در داخل شکم بیمار ایمپلنت می شود. باتری داخلی ۳۰ تا ۴۰ دقیقه وقت در اختیار بیمار قرار می دهد تا بتواند فعالیت هایی نظیر حمام کردن را که در طی آنها مجبور به جدا کردن باتری خارجی است، انجام بدهد.
- باتری خارجی
این باتری روی یک کمربند قرار گرفته و به دور کمر بیمار بسته می شود. قابل شارژ بوده و ۴ تا ۵ ساعت کار میکند.
- واحد کنترل
این ابزار الکترونیکی کوچک در جداره شکم بیمار کار گذاشته می شود و به کنترل نحوه پمپاژ قلب و ریتم قلبی اختصاص دارد. وزن کلی دستگاه در حدود ۲ پوند (۰.۹ کیلوگرم) است.
مراحل جراحی
پیوند قلب مصنوعی، جراحی بسیار ظریفی است. نه تنها جراح باید دو بطن راست و چپ را از قلب بیمار جدا کند، بلکه باید یک شیء خارجی را در قفسه سینه کار بگذارد. در طی جراحی بیمار موقتاً به پمپ مصنوعی قلب و ریه متصل می شود تا قلب از تپش ایستاده و جراحی میسر شود. قلب مصنوعی به وسیله صدها بخیه به دهلیزهای قلب طبیعی وصل شده و جراح برای پوشاندن بخیه ها از یک لایه بافت مصنوعی استفاده می کند. تعداد پرسنل حاضر در پیوند قلب مصنوعی معمولاً بسیار زیاد است. علاوه بر دو جراح زبده و دستیارانشان، چندین متخصص و تیم پرستاری به کنترل شرایط می پردازند.
مراحل به این شرح هستند:
- جایگذاری سیم پیچ داخلی در شکم
- باز کردن جناغ سینه و اتصال دستگاه پمپ قلب و ریه (در این مرحله قلب از تپش ایستاده و خون بیمار از طریق دستگاه پمپ می شود).
- جداسازی بطن های قلب طبیعی( دهلیزها جدا نمی شوند).
- استفاده از یک مدل پلاستیکی برای تعیین محل دقیق قرارگیری قلب مصنوعی
- بریدن بافت های مصنوعی در اندازه های مطلوب و بخیه زدن آنها به آئورت و شریان ریوی
- قلب مصنوعی وارد قفسه سینه شده و اتصالات آن با شریان ریوی، آئورت، و دهلیز های راست و چپ برقرار می شود.
- تخلیه کامل هوای داخل دستگاه
- جداسازی بیمار از پمپ قلب و ریه
- حصول اطمینان از صحت عملکرد قلب
- بستن قفسه سینه
شرایط دریافت پیوند
کاندیداهای دریافت قلب مصنوعی معمولاً “بیمارترین بیماران” هستند. یعنی در شدیدترین حالت ناراحتی قلبی به سر می برند. پیوند قلب مصنوعی تنها هنگامی انجام می شود که کاندیدای پیوند حائز تمامی شروط زیر باشد:
- در حادترین مرحله بیماری قلبی باشد.
- امید به زندگی در وی کمتر از ۳۰ روز برآورد شده باشد.
- هیچ امکانی برای دریافت قلب طبیعی وجود نداشته باشد.
- هیچ راه درمانی جایگزینی در دسترس نباشد.
- سایز قفسه سینه بیمار با ابعاد قلب مصنوعی همخوانی داشته باشد. این شرط از طریق عکس برداری CAT Scan و X-Ray بررسی می شود. عکسهای بدست آمده با استفاده از یک برنامه کامپیوتری به نام CAD برای نوعی اندازهگیری مجازی، بازسازی می شوند.۲ این نرم افزار قلب طبیعی را به صورت مجازی حذف کرده و AbioCor را مجازاً در قفسه سینه قرار می دهد و در صورت همخوانی ابعاد، اجازه پیوند داده می شود.
سوگند نامه پزشکی: