Optymalizacja odpowietrzania podczas operacji na otwartym sercu dzięki kontrolowanemu dostarczaniu CO₂

CarbonAid® i CarbonMini® to dyfuzorowe systemy CO₂ zaprojektowane w celu wytworzenia stabilnej atmosfery ochronnej w polu operacyjnym — wspierając redukcję zatorów powietrznych oraz skuteczne odpowietrzanie podczas operacji kardiochirurgicznych.

Ta strona zawiera uporządkowany, oparty na dowodach naukowych przegląd przeznaczony dla kardiochirurgów, perfuzjonistów, partnerów klinicznych oraz dystrybutorów przygotowujących się do rozmów klinicznych.

Pochodzenie i wiarygodność

Opracowane w Szwecji, w ścisłej współpracy z klinicystami i badaczami ze Szpitala Uniwersyteckiego Karolinska — zajmującego 1. miejsce w Europie i 4. miejsce na świecie w rankingu Newsweek 2026 — oraz z Karolinska Institutet, jednym z wiodących uniwersytetów medycznych na świecie.

Dyfuzorowa technologia dostarczania CO₂ firmy Cardia jest udokumentowana w międzynarodowym portfolio patentowym, odzwierciedlającym oryginalne prace rozwojowe oraz specjalistyczną wiedzę projektową stojącą za kontrolowanym tworzeniem pola CO₂ w kardiochirurgii na otwartym sercu.

Informacje regulacyjne

Wyroby medyczne oznakowane CE, objęte okresem przejściowym z MDD do MDR, wytwarzane w ramach systemu zarządzania jakością certyfikowanego zgodnie z ISO 13485 (eQMS wspierany przez medqdoc.com). Uzyskały dopuszczenie w procedurze FDA 510(k).

Najważniejsze dowody wspierające stosowanie dyfuzorów CO₂ firmy Cardia w kardiochirurgii

Udokumentowane w badaniach klinicznych i eksperymentalnych

~4×Redukcja mikrozatorów powietrznych¹ >99% CO₂Możliwe do osiągnięcia przy dostarczaniu CO₂ za pomocą dyfuzora² do 1000×Redukcja liczby cząstek zawieszonych w powietrzu³ Stabilnepole CO₂ w warunkach operacyjnych⁴

Wyniki opierają się na opublikowanych, recenzowanych badaniach naukowych. Indywidualne wyniki kliniczne mogą się różnić. Szczegółowe informacje znajdują się w sekcji „Dowody naukowe”.

Kontekst kliniczny

Dlaczego CO₂ ma znaczenie

Bez zastosowania CO₂ podczas operacji na otwartym sercu często dochodzi do powstawania pęcherzyków powietrza.

Pozostałe powietrze / mikrozatory wykrywane za pomocą echokardiografii przezprzełykowej (TEE)

Widok w osi długiej z poziomu środkowego przełyku — lewy przedsionek / lewa komora / aorta wstępująca

Transesophageal echocardiography (TEE), midesophageal long-axis view without CO₂ insufflation. — Bez CO₂

Resztkowe powietrze wewnątrzsercowe widoczne w badaniu TEE

· lewy przedsionek
· lewa komora
· aorta wstępująca

Jeśli pęcherzyki powietrza nie zostaną skutecznie usunięte, mogą przedostać się do krążenia tętniczego i stać się mikrozatorami.

Odpowietrzanie bez insuflacji CO₂

· Wymaga 15–20 minut po zabiegu
· Może pozostawić resztkowe powietrze

Transesophageal echocardiography (TEE), midesophageal long-axis view with CO₂ delivered via CarbonAid®. — Dostarczanie CO₂ za pomocą CarbonAid®

Dostarczanie CO₂ za pomocą CarbonAid®

Insuflacja CO₂ istotnie zmniejsza liczbę mikrozatorów i przyspiesza ich usuwanie.¹

Svenarud P, Persson M, van der Linden J. Circulation 2004;109:1127–32.

Fizjologia

Dlaczego CO₂ jest skuteczny

~25×

Większa rozpuszczalność we krwi niż powietrza

~50%

Cięższy od powietrza

Szybka

eliminacja przez płuca

→ Właściwości te sprzyjają szybszemu rozpuszczaniu pozostałych pęcherzyków gazu oraz skuteczniejszemu wypieraniu powietrza z jamy operacyjnej.

Zasada dostarczania CO₂

Dlaczego sposób dostarczania CO₂ ma znaczenie

Chociaż insuflacja CO₂ jest stosowana od dziesięcioleci, badania kliniczne i eksperymentalne pokazują, że jej skuteczność w dużym stopniu zależy od sposobu wprowadzania CO₂ do jamy operacyjnej. Metody oparte na turbulentnym przepływie mogą powodować istotne mieszanie się CO₂ z powietrzem otoczenia, co ogranicza nasycenie jamy operacyjnej i zmniejsza efekt ochronny.

Schemat przedstawiający turbulentny przepływ CO₂ z istotnym mieszaniem się z powietrzem otoczenia nad jamą operacyjną. — Turbulentny przepływ gazu może prowadzić do znacznego mieszania się z powietrzem otoczenia oraz niestabilnego nasycenia jamy operacyjnej. Mierzone wartości pozostałego powietrza mogą pozostawać istotnie podwyższone.

Schemat przedstawiający napływ CO₂ do jamy operacyjnej i wypieranie powietrza otoczenia, umożliwiające osiągnięcie niemal całkowitego nasycenia jamy. — Stabilne tworzenie pola CO₂ o niskiej prędkości przepływu i niemal całkowitym nasyceniu jamy operacyjnej. W kontrolowanych warunkach możliwe jest osiągnięcie wartości pozostałego powietrza poniżej 1%.

Metody konwencjonalne

Otwarte rurki i rurki pokryte gazą

→ Przepływ turbulentny
→ Mieszanie się z powietrzem otoczenia
→ Niestabilne nasycenie jamy operacyjnej

Typowa atmosfera w jamie operacyjnej

4–25% CO₂

Persson M et al. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2003;17:329–335.

Dostarczanie za pomocą dyfuzora

CarbonAid® / CarbonMini®

→ Przepływ zbliżony do laminarnego, o niskiej prędkości
→ Stabilne pole CO₂
→ Ciągłe wypełnianie jamy

Osiągalne

Atmosfera zawierająca niemal 100% CO₂

Persson M et al. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2003;17:329–335.Svenarud P et al. J Thorac Cardiovasc Surg. 2003;125:1043–1049.

Skuteczność działania dyfuzora

Dlaczego konstrukcja dyfuzora ma znaczenie

Badania eksperymentalne i kliniczne pokazują, że geometria dyfuzora oraz właściwości przepływu gazu mają istotny wpływ na zdolność utrzymania stabilnej atmosfery CO₂ w polu operacyjnym.

Różnice w działaniu stają się szczególnie ważne w rzeczywistych warunkach operacyjnych, w których występują odsysanie, ruchy rąk, kontakt z płynami oraz zakłócenia w polu operacyjnym.

Wizualizacja w podczerwieni zachowania pola CO₂ przy przepływie 10 L/min w kontrolowanych warunkach eksperymentalnych.

Stabilne tworzenie pola CO₂

CarbonAid® tworzy spokojne i jednorodne pole CO₂, wykazujące stabilne zachowanie podczas wypełniania jamy operacyjnej. Alternatywne konstrukcje dyfuzorów mogą powodować znacznie bardziej turbulentne wzorce przepływu, zwiększając mieszanie się z powietrzem otoczenia i zmniejszając stabilność atmosfery w jamie operacyjnej.

Zdolność do utrzymania stabilnej atmosfery CO₂ staje się szczególnie ważna w rzeczywistych warunkach operacyjnych, w których występują ruchy, odsysanie oraz zakłócenia w jamie operacyjnej.

Alternatywna konstrukcja dyfuzora

Widoczne powstawanie pęcherzyków wskazuje na lokalnie wyższą prędkość gazu.

CarbonAid®

Brak pęcherzyków podczas kontaktu z płynem; duża, równomierna powierzchnia dyfuzora sprzyja niskiej lokalnej prędkości przepływu CO₂.

Ten kontrolowany eksperyment z ekspozycją na płyn pozwala zaobserwować, jak geometria dyfuzora wpływa na lokalną prędkość gazu. Powstawanie pęcherzyków wskazuje na wydostawanie się gazu przez zanurzone obszary, natomiast brak pęcherzyków sugeruje niską lokalną prędkość przepływu na powierzchni dyfuzora.

Stabilne zachowanie przepływu podczas kontaktu z płynem

Wizualizacja eksperymentalna pokazuje, jak geometria dyfuzora wpływa na zachowanie przepływu gazu w warunkach ekspozycji na płyn. CarbonAid® utrzymuje stabilne dostarczanie CO₂ z niską prędkością, bez widocznego tworzenia się pęcherzyków, nawet podczas bezpośredniego kontaktu z płynem.

Natomiast alternatywne konstrukcje dyfuzorów mogą w identycznych warunkach generować istotne turbulencje i tworzenie się pęcherzyków gazu. Utrzymanie stabilnych właściwości przepływu podczas operacji jest ważne dla zachowania skutecznego nasycenia jamy operacyjnej oraz minimalizowania zakłóceń ochronnego pola CO₂.

Kliknij obraz, aby powiększyć

Recenzowane porównanie w warunkach klinicznie istotnych

Testy porównawcze w symulowanej jamie klatki piersiowej wykazały wyraźne różnice w działaniu poszczególnych metod dostarczania CO₂. W badanych warunkach CarbonAid® w większości sytuacji tworzył atmosferę składającą się w 100% z CO₂, podczas gdy inne urządzenia były bardziej podatne na zakłócenia i pozwalały na większe mieszanie się z powietrzem otoczenia.

Badanie wykazało, że lokalne wypełnienie CO₂ zależy od natężenia przepływu, geometrii urządzenia, jego położenia oraz zakłóceń atmosfery w jamie. Niższe natężenia przepływu były na ogół niewystarczające; skuteczne wypełnienie CO₂ wymagało klinicznie istotnych przepływów w zakresie 7–10 SLPM.

Autorzy wskazują ponadto, że atmosfera składająca się w 100% z CO₂ stanowi najpewniejszy sposób zapobiegania zatorom powietrznym. W tym kontekście zdolność do utrzymania niemal całkowitego nasycenia CO₂ w warunkach praktycznych ma duże znaczenie.

CarbonAid® został uznany za najbardziej niezawodną opcję w całym istotnym zakresie przepływu, podczas gdy CarbonMini® utrzymywał akceptowalną skuteczność przy 7 i 10 SLPM, co wspiera jego zastosowanie w sytuacjach wymagających mniejszego formatu dyfuzora.

Na podstawie praktycznej interpretacji autorów wyników porównawczych dotyczących czasu narastania i maksymalnego stężenia w prostokątnym modelu klatki piersiowej. Zob. Vandenberghe et al., J Thorac Cardiovasc Surg. 2020;159(3):958–968, w szczególności ryc. 7, tabela 3 oraz omówienie.

Wpływ kliniczny

Udokumentowany wpływ kliniczny w kardiochirurgii

Badania kliniczne i eksperymentalne pokazują, że skuteczne dostarczanie CO₂ może istotnie ograniczać powstawanie mikrozatorów gazowych oraz przyspieszać usuwanie powietrza podczas operacji na otwartym sercu. Kluczowe znaczenie dla osiągnięcia tych efektów ma możliwość utrzymania stabilnej atmosfery CO₂ przez cały czas trwania operacji.

Redukcja mikrozatorów gazowych

Randomizowane badania kliniczne wykazują istotne zmniejszenie zarówno liczby, jak i wielkości mikrozatorów gazowych podczas operacji na otwartym sercu z zastosowaniem dyfuzorowej insuflacji CO₂. (Svenarud et al)

Przyspieszone usuwanie powietrza

Skuteczna insuflacja CO₂ wspiera szybsze i pełniejsze usuwanie resztkowego powietrza wewnątrzsercowego po zabiegach kardiochirurgicznych na otwartym sercu. (Chaudhuri et al)

Stabilne działanie podczas operacji

CarbonAid® i CarbonMini® utrzymują skuteczne nasycenie jamy operacyjnej w klinicznie istotnych warunkach związanych z odsysaniem, ruchem i kontaktem z płynami. Natomiast w systemach dyfuzorowych generujących bardziej turbulentny przepływ gazu w podobnych warunkach może dochodzić do istotnego spadku stężenia CO₂. (Svenarud et al; Vandenberghe et al)

Dodatkowe efekty ochronne

Poza odpowietrzaniem

Tworzenie stabilnego pola CO₂ może nie tylko wspierać odpowietrzanie, ale także ograniczać przedostawanie się cząstek zawieszonych w powietrzu oraz wpływać na zachowanie mikroorganizmów w środowisku operacyjnym.

Dym papierosowy odchylany nad symulowaną jamą operacyjną wypełnioną CO₂.

Efekt odchylania cząstek

Wizualizacja eksperymentalna pokazuje, że stabilne pole CO₂ może odchylać cząstki zawieszone w powietrzu z dala od jamy operacyjnej. W przedstawionym modelu symulowana jama została wypełniona CO₂ przy użyciu CarbonAid®, tworząc spokojne pole CO₂, które w widoczny sposób przekierowuje dym wprowadzony nad jamę i ogranicza jego przedostawanie się do chronionej przestrzeni.

Efekt ten ma znaczenie, ponieważ cząstki zawieszone w powietrzu mogą pełnić rolę nośników zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Opublikowane badania eksperymentalne wykazują istotne ograniczenie przedostawania się takich cząstek podczas stabilnego dostarczania CO₂, wspierając rolę kontrolowanego wypełniania polem CO₂ jako dodatkowego mechanizmu ochronnego wykraczającego poza samo odpowietrzanie. (Kokhanenko et al)

Właściwości bakteriostatyczne CO₂

Podwyższone stężenia CO₂ mają dobrze udokumentowane działanie bakteriostatyczne i mogą hamować wzrost bakterii w warunkach fizjologicznych. Stabilne pole CO₂ może zatem zapewniać dodatkowy efekt ochronny wykraczający poza odpowietrzanie poprzez tworzenie środowiska mniej sprzyjającego aktywności bakteryjnej w polu operacyjnym. (Persson, Flock et al)

Koncepcja systemu i zastosowanie kliniczne

Jedna zasada. Dwa konteksty chirurgiczne.

CarbonAid®

Sternotomia

Zaprojektowany do zabiegów kardiochirurgicznych z pełnym dostępem otwartym.

CarbonAid® in use during open heart surgery

CarbonMini®

Zabiegi małoinwazyjne

Zoptymalizowany do pól operacyjnych o ograniczonym dostępie.

CarbonMini® in use during minimally invasive cardiac surgery

Cecha	CarbonAid®	CarbonMini®
Główne zastosowanie	Pełna sternotomia	Zabiegi małoinwazyjne
Zalecany przepływ	10 L/min	3–8 L/min
Główny cel konstrukcyjny	Kompleksowe pokrycie jamy operacyjnej	Dostosowanie do mniejszych pól operacyjnych

Materiał edukacyjny dla klinicystów

Artivion udostępnia film „CarbonAid® and CarbonMini® In-Service Video” na swojej stronie z materiałami edukacyjnymi dla Ameryki Północnej. Ten praktyczny materiał jest często wykorzystywany przez klinicystów i jest hostowany przez Artivion.

Otwórz materiał wideo instruktażowy

Perspektywa użytkownika klinicznego

Opinia perfuzjonistki

Perspektywa perfuzjonistki dotycząca wieloletniego doświadczenia klinicznego ze stosowaniem CarbonAid® w kardiochirurgii.

Udostępniono za zgodą Artivion, Inc.

Prelegentka

Suzi Gleason, CCP

Kierownik zespołu perfuzji
The Heart Hospital Baylor Plano
Plano, Teksas

Treść opiera się na indywidualnym doświadczeniu klinicznym. Stosowanie produktu musi zawsze odbywać się zgodnie z obowiązującą instrukcją używania oraz lokalnymi wymogami regulacyjnymi.

Dowiedz się więcej o zastosowaniach klinicznych i dowodach naukowych.

Pytania i odpowiedzi kliniczne →Dowody naukowe →

Polski dystrybutor

PHS HOSPITAL Sp. z o.o. Sp.k.