Нормально открытые и нормально закрытые клапаны и распределители

Нормально открытые и нормально закрытые клапаны и распределители

Гидравлические и пневматические клапаны, распределители могут быть нормально открытыми. В чем отличие этих устройств? Попробуем разобраться.

Нормально открытые и нормально закрытые клапаны

Под нормальным состоянием клапана в данном случае понимается начальное состояние, при котором на клапан не будет оказываться управляющего воздействия. Получается, что пока не будет подан электрический или другой сигнал управления или не нажата кнопка (рычаг и т.п) нормально зарытый клапан будет закрыть, он не позволит жидкости или газу протечь.

Нормально-отрытый клапан наоборот будет открыт до тех пор пока на него не поступит сигнал управления. Аналогичная ситуация и с распределителями.

Нормально открытые и нормально закрытые пневматические распределители

Характеристика — нормально открытый или нормально закрытый ,как правило всегда указывается для пневматических распределителях. Рассмотрим работу нормально открытого и закрытого распределителей, которые имеют одинаковую схему и используются для управления пневмоцилиндром с пружинным возвратам.

Нормально открытый распределитель

Схема превмопривода показана на рисунке, разберемся, как он работает.

Сжатый от источника воздуха (например компрессора) через распределитель будет поступать в поршневую полость пневмоцилиндра и его шток будет выдвигаться. Для того, чтобы задвинуть шток необходимо оказать на распределитель управляющее воздействие (нажать кнопку), распределитель перекроет путь сжатому воздуху от источника, а полость цилиндра соединится с атмосферой, шток под действием пружины будет задвигаться.

Нормально закрытый распределитель

При использовании нормально-закрытого распределителя привод будет работать по другому.

В первоначальном состоянии сжатый воздух не сможет протечь через распределитель, т.к он закрыт. Шток пневмоцилиндра останется неподвижным. Для того, чтобы выдвинуть шток необходимо нажат на кнопку и переключить распределитель. Он переключится и откроет путь сжатому воздуху, шток пневмоцилиндра.

Для того, чтобы задвинуть шток, необходимо снять управляющее воздействие, вернув золотник распределителя в нормальное состояние. Он перекроет путь сжатому воздуху и шток задвинется под действием усилия пружины.

Лечение заболеваний клапанов сердца. Ремонт и замена клапана сердца.

1. Что происходит во время обычного хирургического вмешательства?

Если для лечения заболеваний клапанов сердца требуется операция, она может быть проведена традиционным хирургическим способом, малоинвазивно или методом малоинвазивной баллонной вальвулопластики.

Традиционная операция для лечения заболеваний клапанов сердца проводится под общим наркозом. Хирург делает разрез по центру груди, открывая тем самым прямой доступ к сердцу (в этом случае фактически выполняется операция на открытом сердце). Затем хирург оперирует аномальный клапан, устраняя его дефекты, или производит замену сердечного клапана.

2. Как проводится малоинвазивная операция для лечения заболеваний сердечных клапанов?

Смысл малоинвазивной операции в том, что хирургическое вмешательство осуществляется через гораздо меньший по размеру разрез. Этот тип операции уменьшает кровопотерю, травматичность и сокращает время пребывания в больнице. В любом случае хирурги скажут, можно ли делать малоинвазивную операцию именно вам. Часто для того, чтобы определить, как функционируют клапаны сердца до и после операции, хирург и кардиолог проводят трансэзофагеальную эхокардиографию, при котором датчик зонда УЗИ вводится в пищевод.

Во время операции на сердце клапан может быть «отремонтирован». Чаще всего это происходит при лечении митрального клапана сердца. Но для коррекции работы аортального, легочного и трикуспидального клапана некоторые из операций тоже выполняются.

Если клапан можно «отремонтировать» без замены, хирург может выполнить одну из следующих процедур:

• Комиссуротамия. Во время этой операции на сердце спайки створок (лепестков) клапана разделяются, тем самым отверстие клапана расширяется.
• Декальцификация. Это процедура удаления отложений кальция на створках клапана, в результате чего увеличивается их гибкость и способность плотно закрываться.
• Изменение формы створок клапана. Эту процедуру еще называют четырехугольной резекцией. Смысл ее в том, что если одна из створок клапана западает назад при закрытии, из клапана вырезается сегмент, и створки сшиваются вместе, позволяя клапану закрываться плотнее.
• Кольцевая поддержка клапана. Операция на сердце проводится в том случае, если кольцо из ткани, поддерживающей клапан, слишком широко. В этом случае его можно затянуть с помощью кольца из ткани или синтетического материала.
• Ремонт разрывов и отверстий в клапанах сердца.

В чем преимущества операции на сердце, когда проводится ремонт клапана? В том, что вам не потребуется пожизненно принимать лекарства для разжижения крови (антикоагулянты). Кроме того, такое вмешательство позволяет сохранить мышечную силу сердца.

3. Что делать, если ремонт клапанов сердца не может быть сделан?

В случае заболевания аортального или пульмонального клапана сердца обычно выполняется операция на сердце по замене клапана. Во время операции аномальный клапан сердца удаляется и на его место трансплантируется новый клапан. Это может быть:

• Механический клапан сердца. Клапан полностью изготавливается из механических деталей и материалов, которые хорошо переносятся организмом. Чаще всего это клапан из двух углеродных створок в кольце, покрытых полиэфирной тканью. Преимуществом механических клапанов является их прочность, и они без проблем служат много лет. Но есть и недостатки. Поскольку материалы для изготовления клапана используются искусственные, для предотвращения образования сгустков в клапане после замены клапана нужно все время принимать антикоагулянты (препараты для разжижения крови). Сгустки могут увеличить риск инсульта. Еще одна особенность – это тихий тикающий звук, который иногда слышен при открывании и закрывании створок клапана.
• Биологический клапан (клапан-биопротез) изготавливается из ткани человека или животного. Для биопротеза могут использоваться ткани свиньи или коровы. Тканевые клапаны могут иметь и некоторые искусственные части, которые помогают разместить его или создать каркас. Преимущество биологического клапана в том, что вам не потребуется принимать антикоагулянты после замены клапана. Но такие клапаны менее прочные и обычно требуют повторной замены клапана примерно через 10 лет. Тем не менее, последние исследования показали, что некоторые биологические клапаны работают, не теряя эффективности, не менее 17 лет.
• Клапан-аллотрансплантат. Это аортальный или легочный клапан, полученный от человека-донора. Он считается идеальным вариантом для трансплантации, особенно когда у пациента есть заболевания аорты или инфекция. При пересадке клапана от донора сохраняется полная анатомия сердца. Но этот вариант замены клапана не всегда доступен.

4. Можно ли лечить заболевания клапанов сердца без операции?

Существуют и альтернативные традиционной хирургии варианты лечения заболеваний сердечных клапанов. Некоторым пациентам со стенозом (сужением) митрального клапана или стенозом легочного клапана может быть рекомендована процедура воздушной (баллонной) вальвулотомии. Она помогает открыть суженную артерию.

В ходе этой процедуры специальный катетер помещается в кровеносный сосуд в паховой области и направляется к сердцу. Кончик катетера вводится в суженный клапан. Отказавшись там, крошечный баллон на конце катетера расширяется (надувается) и сдувается несколько раз, чтобы расширить отверстие клапана. После этого баллон удаляется. Во время баллонной вальвулотомии может проводиться эхокардиограмма, чтобы более полно увидеть клапан.

Болезнь клапанов сердца

Болезнь клапанов сердца обычно развивается в течение долгого времени, клинические симптомы появляются в возрасте от 60 лет и старше, в тоже время пороки сердца могут быть результатом инфекции, которая поражает и изменяет структуру клапанов сердца в течение нескольких дней.

Что такое болезнь клапанов сердца?

Каждый сердечный клапан представляет собой сложный механизм, который подобно створкам ворот открывает и закрывает ток крови по камерам сердца и из сердца в аорту и легочную артерию. Клапаны позволяют крови течь только в одном направлении.

Сердце человека состоит из четырех полостей – двух предсердий и двух желудочков. Кровь поступает в предсердия сердца по венам, из предсердий в желудочки, из желудочков в крупные артерии (аорту и легочную артерию). На пути ее движения в местах перехода предсердий в желудочки и желудочков в артерии расположены сердечные клапаны — подвижные заслонки, состоящие из отдельных элементов (створок). Если сердечный клапан не работает должным образом, возникают нарушения тока крови (в виде обратного тока, либо затрудненного тока крови).

Характер изменений клапанов сердца можно разделить на две группы :
— клапаны, которые не закрываются в полной мере (недостаточность клапана), что приводит к регургитации (обратному току) крови через клапан в обратном направлении (например, из аорты в левый желудочек) и
— клапаны, которые не открываются должным образом (стеноз клапана), что вызывает затруднение току крови и его ограничению.

Клапанные пороки сердца встречаются относительно часто, составляя от 20 до 25% всех органических заболеваний сердца у взрослых. Наиболее часто выявляются пороки митрального клапана, второе место по частоте занимают поражения клапана аорты. Почти во всех случаях у детей и в 90% случаев у взрослых возникновение порока связано с ревматизмом. Вторым по частоте заболеванием является бактериальный эндокардит. Редкими причинами формирования порока могут быть системная красная волчанка, склеродермия, ревматоидный артрит, у взрослых — атеросклероз, ишемическая болезнь сердца.

Особо следует отметить состояние, часто встречающееся у здоровых людей, называемое пролапсом митрального клапана, или "синдром щелчка","синдром хлопающего клапана","синдром щелчка и шума","синдром аневризматического прогибания митрального клапана","синдром Barlow", синдром Энгла и др. Cuffer и Borbillon в 1887 году первыми описали аускультативный феномен систолических щелчков (кликов) сердца. Термин "пролапс митрального клапана", получивший в настоящее время наибольшее распространение, впервые был предложен J Criley.

Митральный клапан перекрывает обратный ток крови из левого желудочка в левое предсердие. Пролапсом называется состояние, когда створки клапана в момент сокращения желудочка не закрывают отверстие «наглухо», а прогибаются в полость предсердия, пропуская кровь в обратном направлении. Это сопровождается характерным щелкающим звуком или сердечным шумом. Количество крови, возвращающееся в предсердие, может служить мерой выраженности порока.

В зависимости от того, когда появился порок клапана сердца, различают первичный и вторичный пролапс:
1. Первичный (идиопатический) пролапс клапана является врожденным, обусловлен генетическим дефектом строения соединительной ткани, из которой состоят створки клапана.
2. Вторичный (приобретенный) пролапс клапана сердца появляется в результате травм грудной клетки, ревматизма, инфаркта миокарда и других причин.
Сегодня некоторые эксперты считают первичный пролапс митрального клапана всего лишь разновидностью нормы, а вовсе не болезнью.

Симптомы пороков клапанов сердца:

• усталость
• одышка при физических нагрузках
• отеки лодыжек и ног
• головокружение
• обморок
• боли в области сердца (стенокардия)

Лечение пороков клапанов сердца

Проводимое при пороках сердца консервативное лечение направлено на профилактику осложнений и рецидивов первичного заболевания (ревматизма, инфекционного эндокардита и т. д.) коррекции нарушений ритма и сердечной недостаточности. Всем пациентам с выявленными пороками сердца необходима консультация кардиохирурга.

Как открываются и закрываются клапаны?

— определение, этиология, патогенез — как работает ваше сердце — заболеваний клапанов сердца — заболеваний клапанов сердца — какие применяют клапанные протезы

Вводная часть

Перед операцией на сердце у человека возникает множество вопросов. Некоторые из них мы задаем врачу, а некоторые даже не можем сформулировать. Когда мы понимаем, что происходит с нашим организмом, и что мы можем сделать для восстановления здоровья, нам легче переносить все процедуры.

Приобретенные пороки клапанов сердца — это заболевания, в основе которых лежат морфологические и/или функциональные нарушения клапанного аппарата (створок клапанов, фиброзного кольца, хорд, папиллярных мышц), развившиеся в результате острых или хронических заболеваний и травм, нарушающие функцию клапанов и вызывающие изменения внутрисердечной гемодинамики.

Пороки клапанов могут быть врожденными или приобретенными.

Врожденные пороки возникают при неправильном формировании структур сердца при внутриутробном развитии, иногда до зрелого возраста они не дают о себе знать. Приобретенные пороки возникают вследствие ревматизма, инфекции, нарушений обмена веществ (когда в створках откладываемся кальций), травмы и других причин.

Основные виды пороков сердечных клапанов:

• митральный стеноз
• недостаточность митрального клапана
• пролапс митрального клапана
• аортальный стеноз
• недостаточность аортального клапана
• трикуспидальный стеноз
• трискупидальная недостаточность

Нормальная работа сердца во многом зависит от функционирования его клапанного аппарата.

Препятствия на пути прохождения крови вызывают перегрузку, гипертрофию и расширение лежащих выше клапана структур. Затрудненная работа сердца нарушает питание гипертрофированного миокарда и приводит к сердечной недостаточности.

Этиология и патогенез

Этиология стеноза и комбинированного порока ревматическая, недостаточности клапанов — обычно ревматическая, редко септическая, атеросклеротическая, травматическая, сифилитическая.

Стеноз образуется вследствие рубцового сращения или рубцовой ригидности створок клапана, подклапанных структур; недостаточность клапана — вследствие их разрушения, повреждения или рубцовой деформации.

Недостаточность клапана возникает из-за разрушения или повреждения его створок. Недостаточность клапана характеризуется неполным смыканием створок и возникает в результате их сморщивания, укорочения, перфорации или расширения фиброзного клапанного кольца, деформации или отрыва хорд и папиллярных мышц. В некоторых случаях недостаточность клапанов развивается в результате нарушения функции клапанного аппарата, в частности папиллярных мышц.

Нередко стеноз и недостаточность развиваются на одном клапане (так называемый комбинированный порок). Кроме того, бывают случаи, когда пороки затрагивают два и более клапана — это принято называть сочетанным пороком сердца.

Пораженные клапаны образуют препятствие прохождению крови — анатомическое при стенозе, динамическое при недостаточности. Последнее заключается в том, что часть крови хотя и проходит через отверстие, но в следующую фазу сердечного цикла возвращается обратно.

К эффективному объему добавляется "паразитический", совершающий маятникообразное движение по обе стороны пораженного клапана. Значительная клапанная недостаточность осложняется относительным стенозом (за счет увеличения объема крови). Препятствие прохождению крови ведет к перегрузке, гипертрофии и расширению вышележащих камер сердца.

Расширение более значительно при недостаточности клапана, когда вышележащая камера растягивается дополнительным количеством крови. При стенозе атриовентрикулярного отверстия снижено наполнение нижележащей камеры (левого желудочка при митральном стенозе, правого при трикуспидальном); гипертрофии и расширения желудочка нет.

При недостаточности клапана наполнение соответствующего желудочка увеличено, желудочек расширен и гипертрофирован. Затруднение работы сердца вследствие неправильного функционирования клапана и дистрофия гипертрофированного миокарда приводит к развитию сердечной недостаточности.

Анатомия сердца

Здоровое сердце представляет собой сильный, непрерывно работающий орган, размером с кулак и весом около полкилограмма.

Помимо того, что он поддерживает устойчивый, нормальный кровоток, он быстро приспосабливается и адаптируется к постоянно меняющимся потребностям организма.

К примеру, в состоянии активности сердце нагнетает больше крови, и меньше — в состоянии покоя. В течение дня сердце производит в среднем от 60 до 90 сокращений в минуту — 42 млн. ударов в год!

Сердце — это двусторонний насос, осуществляющий циркуляцию крови по всему организму. Оно состоит из 4-х камер.

Мышечная стенка, называемая перегородкой, делит сердце на левую и правую половины. В каждой половине находится 2 камеры.

Верхние камеры называются предсердиями, — нижние — желудочками. Правое предсердие получает всю кровь, возвращающуюся из верхней и нижней частей организма.

Затем через трикуспидальный клапан, оно посылает ее к правому желудочку, которое в свою очередь нагнетает кровь через клапан легочного ствола — к легким.

В легких кровь обогащается кислородом и возвращается в левое предсердие, которое через митральный клапан посылает ее в левый желудочек.

Левый желудочек через аортальный клапан по артериям нагнетает кровь по организму, где она снабжает ткани кислородом. Обедненная кислородом кровь, по венам возвращается в правое предсердие.

Четыре клапана (трикуспидальный, клапан легочного ствола, митральный, аортальный) выполняют роль дверцы между камерами, открывающейся в одну сторону.

Эти клапаны способствуют продвижению крови вперед и препятствуют ее движению в обратном направлении.

Лепестки здорового клапана представляют собой тонкую, гибкую ткань совершенной формы. Они открываются и закрываются, когда сердце сокращается или расслабляется.

Сердечные клапаны могут иметь патологию из-за врожденных дефектов. Они могут быть повреждены или покрыты рубцами вследствие ревматической атаки, инфекции, наследственных факторов, возраста или сердечных приступов.

Наиболее подвержены подобным изменениям митральные клапаны.

Независимо от случая, сердечный клапан может стать стенозированным (суженное входное отверстие) или недостаточным (закрывается не полностью).

При стенозе клапана сердце должно работать напряженнее, чтобы нагнетать необходимое количество крови через суженное отверстие.

Недостаточность клапана приводит к тому, что кровь вытекает в обратном направлении через клапан после того, как он закроется. И снова сердцу приходится работать напряженнее, чтобы нагнетать достаточное количество крови для нужд организма, чтобы восполнить недостаточность, вызванную обратным оттоком крови.

Оба случая — стеноз и недостаточность — заставляют сердце работать напряженнее для нагнетания необходимого количества крови. Подобная дополнительная работа может ослабить сердце, привести к его увеличению и вызвать различные болезни.

Диагностика заболеваний клапанов сердца

Выслушав описанные Вами симптомы, изучив медицинскую карту, врач измерит пульс, кровяное давление и с помощью стетоскопа прослушает Ваше сердце.

Если у врача появятся подозрения на наличие у Вас сердечного заболевания, он может попросить Вас пройти ряд специальных диагностических исследований, которые помогут поставить точный диагноз и назначить необходимое лечение.

Одним из таких методов исследования является неинвазивный метод , т.е. при котором не требуется какого-либо внутреннего вмешательства.

Другой вид исследований — инвазивный : с помощью инструментов, введенных внутрь организма, что, как правило, причиняет пациенту лишь незначительные неудобства.

Рентген грудной клетки
Данное исследование позволяет врачу получить ценную информацию о размере сердца, сердечных камер и состоянии легких.

Электрокардиограмма (ЭКГ)
Электрокардиограмма контролирует электрический ток, проходящий через сердце, и стимулирует камеры к сокращению. ЭКГ особенно полезна в диагностировании нарушений сердечного ритма и частоты.

Эти исследования также показывают увеличение мышц или их повреждение, и наличие перегруженности той или иной стороны сердца.

Эхокардиограмма (ЭхоКГ)
Данное исследование проводится с помощью "маленького" микрофончика, помещенного на поверхности грудной клетки, который испускает высокочастотные звуковые волны.

Звуковые волны отражаются обратно (отсюда и термин "эхо") из каждого слоя сердечной стенки и клапанов, а затем изображаются на экране монитора. Изображение "эхо" из разных точек, позволяет увидеть разрез сердца в момент его работы.

Во время "эхо" также записывается скорость кровотока, контролируется направление движения крови: движется ли кровь в нормальном поступательном направлении или наблюдается обратное движение (как в cлучае с недостаточностью клапана).

Суженный клапан (или стенозный) вызывает повышенную скорость кровотока. Степень стенозирования клапана во многих случаях точно определяется по увеличенной скорости кровотока.

Данное исследование позволит увидеть не только работу сердечных клапанов, оно также предоставит полезную и исчерпывающую информацию о размере сердечных камер, а также толщине и работе сердечной мышцы.

Катетеризация сердца и ангиограмма
Эти исследования проводятся следующим образом: тонкая полая трубка (катетер) пропускается через вену или артерию в руке или паховой области и продвигается к сердечным камерам, используя при этом рентген.

В процессе катетеризации измеряется давление в камерах сердца и определяются объемы крови в кровотоке.

Ангиография состоит из инъекции рентгеноконтрастного вещества, которое видно с помощью рентгеновского излучения и позволяет оценить работу сердца по нагнетанию крови, работу клапана и проходимость артерий (коронарных), снабжающих кровью сердечную мышцу.

Несмотря на то, что подобные исследования в обычном порядке проводились и ранее, совсем необязательно, что они нужны в Вашем случае, если информация, полученная методом эхокардиографии является полной и точной.

Во многих случая единственным необходимым инвазивным исследованием перед операцией является коронарная ангиограмма, если установлено, что проходимость одной или нескольких артерий нарушена.

Если есть закупорки коронарных артерий, врач обычно проводит операцию шунтирования одновременно с операцией на сердечном клапане.

Операции на сердечных клапанах

Нередко пороки сердца долгое время никак себя не проявляют, потому что сердце приспосабливается к работе с перегрузкой. В случае, когда порок сердца «умеренный» и не приводит к серьезной перегрузке сердца, в некоторых случаях ограничиваются наблюдением или медикаментозной терапией. Но когда порок выраженный, его необходимо лечить хирургическим путем.

На клапанах сердца проводят следующие операции: реконструкцию или полную замену поврежденного клапана.

Реконструкция клапана сердца

Иногда во время операции удается сохранить створки собственного клапана и лишь исправить их форму. Такая процедура называется пластикой клапана.

Иногда форму клапана удается восстановить, укрепив его основание нитями, либо подшив к основанию специальное кольцо, при этом сохраняются собственные створки клапана. Такая процедура называется аннулопластикой, она возможна лишь для митрального и трикуспидального клапана.

Реконструкция клапана может в значительной степени восстановить его функцию. При тяжелой степени повреждения клапана сердца операция по замене клапанов может стать единственным методом лечения. Результаты этих операций превосходит эффект от медикаментозной терапии. Сегодня операции на клапанах сердца могут проводиться у пациентов любых возрастных групп.

Доступ при операциях на аортальном клапане или на нескольких клапанах одновременно осуществляется через разрез по центру грудины. При операциях на митральном клапане возможно применение "техники замочной скважины", когда операционный доступ осуществляется через маленький разрез в проекции митрального клапана: сбоку и ниже груди.

Когда створки собственного клапана сохранить невозможно, или при сохранении их высока вероятность возвращения порока и повторной операции, собственный клапан иссекается, и на его место производится имплантация искусственного протеза клапана.

Наиболее часто выполняются операции по реконструкции митрального клапана. В этом случае собственный клапан сохраняется – это очень важно.

В некоторых случаях для лечения аортального порока производится операция Росса. Поврежденный аортальный клапан заменяется собственным клапаном легочной артерии, близким к нему по строению, а вместо иссеченного клапана легочной артерии имплантируется искусственный протез.

Когда поврежден аортальный клапан и стенка аорты, может потребоваться замена восходящей части аорты клапансодержащим протезом аорты (иногда его называют кондуит). При этом протезируется не только аортальный клапан, но и прилежащий к нему восходящий отдел аорты.

О возможности проведения реконструктивной операции на клапане сердца в Вашем случае Вам сообщит лечащий врач. В отдельных случаях вопрос о возможности проведения реконструкция клапана решается во время операции: если реконструкция невозможна, то проводят операцию по замене поврежденного клапана.

Замена клапана сердца

Для замены клапанов сердца человека используются два типа клапанных протезов: первый тип – искусственные протезы: изготавливаются из искусственного композитного материала (см. рис. 1), второй тип — биологические протезы: изготавливаются из химически обработанных долей сердца свиней и коров, нанесенных на опорный каркас (см. рис. 2) и без каркаса (см. рис. 3).

Преимуществом механического протеза клапана сердца является значительная прочность, а недостатком — необходимость пожизненной терапии препаратами, тормозящими свертывание крови (антикоагулянтами, например, варфарин, маркумар и т.д.).

Преимущество биологического протеза – это отсутствие какой-либо дополнительной медикаментозной терапии после операции, недостаток — это ограниченный срок выживаемости протеза: в настоящее время он составляет примерно 12-15 лет, а далее — повторная операция.

Выбор типа зависит от возраста, сопутствующих заболеваний, образа жизни и других факторов. Этот выбор Вы должны сделать совместно с вашим врачом.