Вивчення тиску обмеження кровотоку в системі джгутів для полегшення розробки системи, яка може запобігти ускладненню опорно-рухового апарату

Приналежності

1 Кафедра ортопедичної хірургії Медичного факультету університету Джунтендо, Токіо, Японія.
2 Кафедра ортопедичної хірургії, Медичний дослідницький центр Сізуоки Медичної школи при катастрофах, Університет Джунтендо, Сідзуока, Японія.
3 Відділення ортопедичної хірургії, Медичний науково-дослідний центр з питань катастроф Сідзуока, Медичний факультет, Університет Джунтендо, Сідзуока, Японія.
4 Меморіальна лікарня Маеда Ямамото і Маеда, місто Хігасікуруме, Токіо, Японія.
5 Кафедра машинобудування, Інженерна школа, Токійський університет Денкі, Токіо, Японія.

Автори

Приналежності

1 Кафедра ортопедичної хірургії Медичного факультету університету Джунтендо, Токіо, Японія.
2 Кафедра ортопедичної хірургії, Медичний дослідницький центр Шизуоки Медичної школи при катастрофах, Університет Джунтендо, Сідзуока, Японія.
3 Відділення ортопедичної хірургії, Медичний науково-дослідний центр з питань катастроф Сідзуока, Медичний факультет, Університет Джунтендо, Сідзуока, Японія.
4 Меморіальна лікарня Маеда Ямамото і Маеда, місто Хігасікуруме, Токіо, Японія.
5 Кафедра машинобудування, Інженерна школа, Токійський університет Денкі, Токіо, Японія.

Анотація

Передумови: Після надзвичайної ситуації або катастрофи подальша травма може спричинити сильну кровотечу, і це часто може стати фатальним, тому негайне зупинення такої кровотечі має вирішальне значення для запобігання смертності від травми, якої можна уникнути. Джгут часто використовується для обмеження кровотоку до кінцівки. В експлуатації та в лікарні системи джгутів, що використовуються в даний час, пневматично приводиться в дію повітряним компресором, тому вони повинні мати стабільне живлення. Ці пристрої мають кілька недоліків: вони вібрують і шумлять, оскільки вони пневматично приводяться в дію, і вони далеко не портативні, оскільки вони великі та важкі.

Вступ: Імовірно, недоліки пневматичних джгутів можна подолати, розробивши невелику, легку, без вібрацій, тиху та акумуляторну систему джгутів. У поточному дослідженні побудований невеликий електрогідродинамічний насос без вібрацій (ЕГД), а потім він використовувався для обмеження припливу крові до ніг щурів в експерименті. У цьому дослідженні досліджувались оптимальні умови для ефективного обмеження кровотоку шляхом оцінки біохімічних та опорно-рухових ускладнень після обмеження кровотоку, а також досліджувалось, чи можна використовувати ЕГД-насос для активації системи джгутів.

Методи: Манжету з джгута (ширина 12 мм × довжина 150 мм, матеріал: поліолефін) накладали на стегно щурів Wistar і тиском протягом 2 годин чинили пристрій, який використовує явища EHD для формування тиску (насос EHD). Тварин розподілили на чотири групи залежно від того, який тиск на тиск застосовували джгутом: 40 кПа (300 мм рт.ст., n = 13), 30 кПа (225 мм рт.ст., n = 12), 20 кПа (150 мм рт.ст., n = 15), або 0 кПа (контроль, n = 25). Для оцінки обмеження кровотоку вимірювали насичення тканин киснем (регіональне насичення киснем, позначене тут як rSO2). Щоб оцінити поведінку після відновлення кровотоку, третю добу відстежували активність тварин і підраховували кількість рухів за допомогою цифрових лічильників. Вагу тіла вимірювали до та після поведінкового експерименту та визначали зміни маси тіла. Після проведення поведінкового експерименту відбирали кров, проводили біохімічну оцінку та вимірювали рівні креатинкінази (КК).

Результати: Насичення тканин киснем значно зменшилось у кожній групі. Коли джгут застосовували під тиском 30 кПа або більше, насичення тканин киснем значно зменшувалось. Кількість рухів (відліків) за третій день зменшилася більше, коли джгут накладали при більш високому тиску. Контрольна група відновила однакову кількість руху на добу секунди після відновлення кровотоку. Тварини, яким наклали джгут під тиском 20 або 30 кПа, відновили таку ж кількість руху на третю добу після відновлення кровотоку. На відміну від цього, тварини, яким накладали джгут під тиском 40 кПа, не відновили таку ж кількість руху на третю добу після відновлення кровотоку. Після поведінкового експерименту тварини, яким накладали джгут під тиском 40 кПа, мали значно нижчу масу тіла в порівнянні з контрольною групою. Після поведінкового експерименту тварини, яким накладали джгут під тиском 40 кПа, мали значно підвищений рівень КК у порівнянні з контрольною групою.

Обговорення та висновок: Відзначено взаємозв'язок між тиском обмеження кровотоку та насиченням тканини киснем. Вимірювання rSO2 можна використовувати для оцінки обмеження кровотоку під час операції. На основі зменшення rSO2 кровотік ефективно обмежували при тиску 30 кПа або більше. Однак, коли приплив крові обмежували під тиском 40 кПа, відзначали втрату ваги та зменшення рухів, а рівні СК зростали після поведінкового експерименту. Таким чином, імовірно, ускладнення розвинулися через пошкодження м’язової тканини. Ці висновки вказують на те, що в цьому експерименті кровообіг був ефективно обмежений, а також вказують на існування оптимального тиску обмеження кровотоку, який не спричинює ускладнення опорно-рухового апарату. Тиск, про який йде мова, становив близько 30 кПа. Розроблена тут система джгутів приводиться в дію насосом EHD, який все ще перебуває на стадії випробування. Тим не менш, його тиск можна легко контролювати, і цей насос можна використовувати в системі джгутів, оскільки він тихий, без вібрацій і малий. Тиск цього насоса можна тонко регулювати для запобігання опорно-рухового апарату.