Sistem de pompare implantabil Gata pentru pompare; Arhive Altele; Proiectare medicală
07 noiembrie 2012, 9:34 | | de Anja Schütz
Unele boli grave, cum ar fi afectarea ficatului sau a mușchilor inimii, determină acumularea unor cantități mari de lichid în abdomen ca efect secundar. Dacă acestea nu pot fi „uscate” cu medicamente, metoda obișnuită de tratament stresantă este puncția regulată. Pompele implantate pot oferi o ușurare mai ușoară și o atitudine mai bună față de viață.
Termenul de ascită descrie acumularea unor cantități mari de lichid în cavitatea abdominală. Acest simptom este cunoscut popular ca „ascită”. În aproximativ opt din zece cazuri, cauza ascitei este afectarea funcției hepatice, de exemplu din cauza cirozei hepatice. Cu toate acestea, o scădere a performanței mușchiului inimii, a bolilor renale sau a cancerului poate duce, de asemenea, la ascită.
Pentru majoritatea pacienților, tratamentul medicamentos și o dietă specială sunt suficiente pentru a îndepărta din nou acest lichid. Cu toate acestea, cu câteva mii de pacienți anual în toată Europa și în SUA, această terapie nu mai funcționează. Până la doi litri de lichid se pot acumula în abdomenul unui pacient afectat pe zi. Această acumulare de lichid în cavitatea abdominală este adesea foarte stresantă pentru cei afectați, deoarece anterior lichidul putea fi îndepărtat numai prin puncție regulată.
Imaginea 1: Implantul constă dintr-o pompă puternică (dreapta) care este acționată cu ajutorul unei baterii reîncărcabile. SmartCharger (stânga) este alimentat și de o baterie reîncărcabilă pentru o mobilitate mai mare.
„Sistemul ALFApump“, un implant activ de la compania elvețiană de tehnologie medicală Sequana Medical, asigură faptul că pacienții cu ascită pot duce o viață mai simplă (Imaginea 1). Sistemul monitorizează cantitatea de lichid din abdomen și, dacă este necesar, pompează lichidul în vezica pacientului, unde este excretat cu urina. Componenta centrală a sistemului în trei părți este implantul ALFApump cu cele două catetere pentru cavitatea abdominală și vezica urinară.
„SmartCharger” extern cu stație de încărcare este o unitate mobilă de încărcare și comunicare care încarcă bateria implantului ALFApump și permite comunicarea. Bateria litiu-ion a pompei permite funcționarea autonomă timp de câteva zile. Datorită necesităților de energie ale pompei (se pompează în medie 0,9 l pe zi), bateria trebuie încărcată regulat.
Încărcarea are loc fără fir prin pielea pacientului. Un notebook este utilizat ca o componentă suplimentară pentru o monitorizare lină, cu ajutorul căreia medicul poate programa implantul individual pentru fiecare pacient utilizând un software special de comunicare. În acest fel, el poate determina exact cât de mult lichid trebuie pompat în vezică pe zi. În plus, medicul poate utiliza conexiunea wireless pentru a accesa datele înregistrate automat ale pacientului.
Cerințe ridicate asupra materialului
Fig. 2: Interiorul pompei de transmisie cu electronică și motorul EC13 specific clientului
Implantul ALFApump introdus între stratul de grăsime al pielii și peritoneu este format din PEEK din plastic biocompatibil (polieteretercetonă). Motoare speciale și electronice adaptate sunt necesare în condițiile speciale de mediu din corpul uman, deoarece încapsularea închisă ermetic nu este posibilă când se utilizează plastic.
Cu materialele utilizate, trebuie luată în considerare o expunere permanentă la umiditate și o concentrație crescută de sare. În plus, trebuie garantată o temperatură constantă de maximum +40 ° C.
Implantul este complet umplut din cauza umezelii existente, electronica este protejată cu un strat suplimentar și se folosește un motor fără perii.
Figura 3: Sistemul automat de pompare a ascitei cu debit redus este o pompă complet implantabilă alimentată cu baterie, care elimină ascita prin pomparea fluidului în vezica pacientului
Componentele electronice complexe preiau controlul la nivel scăzut al motorului, controlează funcționarea de pompare, evaluează semnalele senzorului și comunică cu SmartCharger și gestionarea bateriei. Pompa angrenajului trebuie să pompeze atât aerul prins (de exemplu după o operație), cât și lichidul (imaginea 2).
Prin urmare, trebuie respectate toleranțe foarte strânse, ceea ce duce la un cuplu ridicat chiar și în funcționare normală.
Pentru a înrăutăți lucrurile, lichidul din cavitatea abdominală conține multă fibrină și proteine din plasma sanguină. Acestea se pot aglomera cu ușurință și astfel îngreunează considerabil funcționarea pompei.
În cel mai rău caz, pompa se poate bloca.
Pentru a nu ajunge atât de departe, pompa efectuează o mișcare scurtă la intervale reglabile fără transport de volum (poza 3).
Este necesară precizie
Figura 4: Înfășurare autoportantă fără fier de la Maxon
Motorul »EC 13« de la Maxon, care este adaptat la cerințele specifice ale clientului, acționează roțile dințate ale pompei ALFApump (Poza 4). Unitatea are senzori Hall care sunt importanți pentru feedback-ul poziției. Controlul motorului utilizează acești senzori Hall pentru a obține o funcție fiabilă și stabilă, în special la turații mici și la cupluri de sarcină mari.
În plus față de o acoperire specială a statorului pe motorul sterilizabil, arborele este fabricat și din materiale biocompatibile. În plus, este necesară o geometrie specială a arborelui. Cu designul compact al EC 13, funcționarea extrem de redusă a zgomotului și a vibrațiilor reduse și emisiile reduse de căldură, unitatea este special concepută pentru tehnologia medicală.
Pentru a crește siguranța pacientului și pentru a reduce complexitatea programării pompei ALFA, controlul motorului preia propriul procesor. Procesorul principal configurează controlerul motorului pentru a realiza transportul volumului dorit. Acest controler motor verifică dacă parametrii respectivi sunt valabili. Dacă, de exemplu, există o abatere de la durata maximă admisă a pompei, procesorul principal comută subsistemul motor într-o stare fără curent. Acest sistem cu două procesoare asigură o monitorizare maximă în timpul procesului de pompare și oferă astfel un nivel ridicat de siguranță.
Implantat cu succes
Primele două operațiuni comerciale ale sistemului de pompare au avut loc la Viena în octombrie 2011. Potrivit prof. Dr. Markus Peck-Radosavljevic, șef adjunct al departamentului, Departamentul de Gastroenterologie și Hepatologie, Clinica Universitară de Medicină Internă III, Spitalul General din Viena, cele două intervenții scurte au decurs fără probleme. „Cred că sistemul ALFApump este o adevărată descoperire în tratamentul ascitei. Viața pacientului este ușurată, deoarece nu mai trebuie să meargă la spital pentru procedura de drenaj epuizantă ”, spune Peck-Radosavljevic.
Despre autor:
Anja Schütz este editor la maxon motor.