Метод оцінки швидкості охолодження і зігрівання серця в умовах штучного кровообігу

Abstract

Background. The analysis of the heat propagation rate in the myocardium with hypothermia and hyperthermia of the heart under cardiopulmonary bypass is considered.Objective. Development of a method for assessing the hypothermia and cardiac hyperthermia rate, which allows quantitatively describe the heat and mass transfer between the liquid medium and the heart muscle tissue.Methods. The analysis of the heat spread rate in the myocardium during hypothermia and cardiac hyperthermia in conditions of cardiopulmonary bypass allows us to isolate from the temperature distribution on the thermogram the branches of the coronary vessels and their distal segments. The method application provides additional information for increasing the effectiveness of non-invasive heart temperature monitoring under cardiopulmonary bypass. Clinical approbation of a method for assessing the rate of hypothermia and hyperthermia was carried out, and cardiac thermograms were used in conditions of cardiopulmonary bypass, which were obtained using Flir i7 and ThermoCam E300 thermal imagers. Results. Formulas are derived and a method for estimating the rate of hypothermia and cardiac hyperthermia is developed, it is determined that the temperature acceleration can be estimated as a derivative of the temperature change rate for the maximum and minimum temperature values in the investigated area of the myocardium, and the temperature change rate during the operation is determined by the ratio of the temperature range to the temperature change time period ∆T/t  for the minimum and maximum temperature fluctuations.Conclusions. The obtained data allow determining the coronary obstruction degree and the degree of narrowing of the coronary arteries, which reduces the probability of ischemic complications after surgery on the open heart.Проблематика. Рассматривается анализ скорости распространения тепла в миокарде при гипо- и гипертермии сердца в условиях искусственного кровообращения.Цель исследования. Разработка метода оценки скорости охлаждения и согревания сердца, который позволяет количественно описать распределение температур при тепломассообмене между жидкой средой и мышечной тканью сердца.Методика реализации. Анализ скорости распространения тепла в миокарде при гипо- и гипертермии сердца в условиях искусственного кровообращения позволяет выделить из распределения температур на термограмме ветви коронарных сосудов и их дистальных участков. Применение метода дает дополнительную информацию для повышения эффективности неинвазивного контроля температуры сердца в условиях искусственного кровообращения. Проведена клиническая апробация метода оценки скорости охлаждения и согревания сердца, использовались термограммы сердца в условиях искусственного кровообращения, которые получены с использованием тепловизоров Flir i7 и ThermoCam E300.Результаты исследования. Выведены формулы и разработан метод оценки скорости охлаждения и согревания сердца, определено температурное ускорение, которое можно оценить в виде производной от скорости изменения температуры для максимальных и минимальных значений температуры в исследуемой области миокарда, а скорость изменения температуры в ходе операции определяется соотношением диапазона изменения температур и периода времени изменения температуры ∆T/t для колебаний минимальной и максимальной температур.Выводы. Полученные данные позволяют определить степень коронарной обструкции и степень сужения коронарных артерий, что дает возможность уменьшить вероятность ишемических осложнений после операции на открытом сердце.Проблематика. Розглядається аналіз швидкості поширення тепла в міокарді при гіпо- і гіпертермії серця в умовах штучного кровообігу.Мета дослідження. Розробка методу оцінки швидкості охолодження і зігрівання серця, який дає змогу кількісно описати розподіл температур при тепломасообміні між рідким середовищем і м’язовою тканиною серця.Методика реалізації. Аналіз швидкості поширення тепла в міокарді при гіпо- і гіпертермії серця в умовах штучного кровообігу дає змогу виділити з розподілу температур на термограмі гілки коронарних судин і їх дистальних ділянок. Застосування методу дає додаткову інформацію для підвищення ефективності неінвазивного контролю температури серця в умовах штучного кровообігу. Проведено клінічну апробацію методу оцінки швидкості гіпотермії та гіпертермії, використовувалися термограми серця в умовах штучного кровообігу, які отримані з використанням тепловізорів Flir i7 і ThermoCam E300.Результати дослідження.Виведено формули і розроблено метод оцінки швидкості охолодження і зігрівання серця, визначено температурне прискорення, яке можна оцінити у вигляді похідної від швидкості зміни температури для максимальних і мінімальних значень температури в досліджуваній області міокарда, а швидкість зміни температури в ході операції визначається співвідношенням діапазону зміни температур і періоду часу зміни температури ∆T/t для коливань мінімальної та максимальної температур.Висновки. Отримані дані дають змогу визначити ступінь коронарної обструкції та ступінь звуження коронарних артерій, що дає можливість зменшити ймовірність ішемічних ускладнень після операції на відкритому серці