Імплантується насосна система Готова до перекачування; АрхівІнше; Медичний дизайн
07 листопада 2012 р., 9:34 ранку | Аня Шютц
Деякі серйозні захворювання, такі як пошкодження печінки або серцевого м’яза, спричиняють накопичення великої кількості рідини в животі як побічний ефект. Якщо їх неможливо «висушити» за допомогою ліків, звичайним стресовим методом лікування є регулярна пункція. Імплантовані насоси можуть полегшити полегшення і краще ставлення до життя.
Термін асцит описує накопичення великої кількості рідини в черевній порожнині. Цей симптом в народі відомий як "асцит". Приблизно у восьми з десяти випадків причиною асциту є пошкодження функції печінки, наприклад, цироз печінки. Однак зниження працездатності серцевого м’яза, захворювання нирок або рак також може призвести до асциту.
Для більшості пацієнтів для повторного виведення цієї рідини достатньо медикаментозного лікування та спеціальної дієти. Але у тисяч пацієнтів щороку по всій Європі та в США ця терапія вже не працює. У животі хворого пацієнта за добу може накопичуватися до двох літрів рідини. Це скупчення рідини в черевній порожнині часто є дуже стресовим для постраждалих, оскільки раніше рідина могла видалятися лише за допомогою регулярних пункцій.
Зображення 1: Імплантат складається з потужного насоса (праворуч), який працює за допомогою акумуляторної батареї. SmartCharger (зліва) також живиться від акумулятора для більшої мобільності.
«ALFApump System», активний імплантат швейцарської компанії з медичних технологій Sequana Medical, гарантує, що пацієнти з асцитом можуть вести більш складне життя (Зображення 1). Система відстежує кількість рідини в черевній порожнині і при необхідності перекачує рідину в сечовий міхур пацієнта, де вона виводиться разом із сечею. Основним компонентом трикомпонентної системи є імплантат ALFApump з двома катетерами для черевної порожнини та сечового міхура.
Зовнішній «SmartCharger» із зарядною станцією - це мобільний зарядно-комунікаційний блок, який заряджає акумулятор імплантату ALFApump і забезпечує зв'язок. Літій-іонний акумулятор насоса забезпечує автономну роботу протягом декількох днів. Через енергетичні потреби насоса (в середньому на добу перекачується 0,9 л на день), акумулятор потрібно регулярно заряджати.
Зарядка відбувається бездротово через шкіру пацієнта. Блокнот використовується як додатковий компонент для плавного спостереження, за допомогою якого лікар може запрограмувати імплантат індивідуально для кожного пацієнта за допомогою спеціального програмного забезпечення для зв’язку. Таким чином він може точно визначити, скільки рідини слід перекачувати в сечовий міхур на день. Лікар також може використовувати бездротове підключення для доступу до автоматично записаних даних пацієнта.
Високі вимоги до матеріалу
Рис. 2: Внутрішня частина шестерні насоса з електронікою та спеціальним замовником двигуном EC13
Імплантат ALFApump, введений між жировим шаром шкіри та очеревиною, складається з біосумісної пластмаси PEEK (поліетеретеркетон). За особливих умов навколишнього середовища в організмі людини потрібні спеціальні двигуни та адаптована електроніка, оскільки герметично закрита герметизація неможлива при використанні пластику.
З використовуваними матеріалами слід враховувати постійний вплив вологи та підвищену концентрацію солі. Крім того, повинна бути гарантована постійна температура максимум +40 ° C.
Імплантат повністю заповнений через наявну вологу, електроніка захищена додатковим покриттям та використовується безщітковий двигун.
Малюнок 3: Автоматизована система насосів для асциту з низьким рівнем потоку - це повністю імплантований насос, що працює від батареї, який видаляє асцит, закачуючи рідину в сечовий міхур пацієнта
Складна електроніка бере на себе управління низьким рівнем двигуна, контролює роботу насоса, оцінює сигнали датчика та взаємодіє з SmartCharger та управлінням акумулятора. Шестеренчастий насос повинен перекачувати захоплене повітря (наприклад, після операції), а також рідину (малюнок 2).
Тому слід дотримуватися дуже жорстких допусків, що, в свою чергу, призводить до високого крутного моменту навіть при нормальній роботі.
Що ще гірше, рідина в черевній порожнині містить багато фібрину та білків із плазми крові. Вони можуть легко злипатися і, отже, значно ускладнювати роботу насоса.
У гіршому випадку насос може заблокувати.
Щоб він не зайшов так далеко, насос здійснює короткий рух без транспортування об’єму через регульовані інтервали (малюнок 3).
Потрібна точність
Рис. 4: Самонесуча беззалізна обмотка від Maxon
Двигун «EC 13» від Maxon, який пристосований до конкретних вимог замовника, приводить в дію насосні шестерні насоса ALFA (Малюнок 4). Привід має датчики Холла, які важливі для зворотного зв'язку з положенням. Система управління двигуном використовує ці датчики Холла для досягнення надійної та стабільної роботи, особливо на низьких швидкостях та при великих крутних моментах.
На додаток до спеціального статорного покриття на стерилізується двигуні, вал також виготовлений з біосумісних матеріалів. Крім того, потрібна спеціальна геометрія валу. Завдяки компактній конструкції EC 13, надзвичайно низькому рівню шуму та низькій вібрації, а також низькому тепловиділенню, привід спеціально розроблений для медичних технологій.
З метою підвищення безпеки пацієнта та зменшення складності програмування насоса ALFA, управління двигуном бере на себе власний процесор. Основний процесор налаштовує контролер двигуна для досягнення бажаного обсягу транспорту. Цей контролер двигуна перевіряє, чи відповідають відповідні параметри. Наприклад, якщо є відхилення від максимально допустимої тривалості накачування, основний процесор вимикає підсистему двигуна. Ця двопроцесорна система забезпечує максимальний контроль під час процесу відкачки і, таким чином, забезпечує високий рівень безпеки.
Успішно імплантовано
Перші дві комерційні операції насосної системи відбулися у Відні в жовтні 2011 року. На думку проф. Маркус Пек-Радосавлевич, заступник завідувача відділення, відділення гастроентерології та гепатології, Університетська клініка внутрішніх хвороб III, Віденська загальна лікарня, два короткі втручання пройшли гладко. «Я вважаю, що система ALFApump є справжнім проривом у лікуванні асциту. Життя пацієнта полегшується, тому що їм більше не потрібно їхати до лікарні для виснажливого дренажу », - говорить Пек-Радосавлевич.
Про автора:
Аня Шютц - редактор у Maxon Motor.