الرئيسية
القلب الاصطناعي Artificial Heart
أولاً : المقدمة
ثانياً : نظرة عامة – خاصة على الموضوع
ثالثاً : عملية زراعة AbioCor الجراحية .... 7 ساعات من الدقة والجهد
رابعاً : Jarvik – 7 ... خطوة على الطريق
خامساً :أمرض المرضى The Sickest Of The Sick
أولاً : المقدمة :
القلب الاصطناعي Artificial Heart
إن القلب في جسم الإنسان هوبمثابة المحرك الذي يضخ الوقود في أجزاء الآلة حتى تبقى على قيد الحياة وتمارس وظائفها كاملة . ويمكن القول إن القلب عبارة عن مضخة عضلية تحافظ على الأكسجين الوارد من الوسط المحيط وتؤمن عملية دوران الدم في الرئتين والجسم بشكل عام ليؤدي وظيفته : تغذية نسج الجسم بالأكسجين ، وفي اليوم الواحد يضخ القلب 2000 غالون من الدم، وكأي محرّك آخر، فإن لم يحافظ عليه الإنسان فسوف ( يتعطل ) وسيضخ الدم ولكن بشكل غير كافٍ بتاتاً حتى لأدنى حد مطلوب وهذا ما يعرف بقصور عضلة القلب Heart Failure، وهومما لا شك فيه يعرّض حياة الإنسان للخطر المباشر، ويؤدي في كثير من الحالات الحرجة إلى الموت .
وحتى فترة ليست ببعيدة عن يومنا هذا كان الخيار الوحيد لعلاج عديد من حالات القصور الحادة هذه هوعملية النقل العضوي من شخص آخر ، ومهما كانت ميزات العملية فإنه يجدر القول بأن 2000 حالة فقط تجري لها عملية نقل سنوياً في الولايات المتحدة الأمريكية، ما مفاده أن عشرات من ألوف المرضى يموتون وهم ينتظرون متبرعاً ، أوما يسمى طبياً في حالات نقل الأعضاء ( مانحاً ) .
وفي الثاني من يوليو2001 ، كانت ولادة العلاج الجديد للمرضى الذين يعانون من قصور في عضلة القلب، حيث أجرى الجراحون في مشفى في مدينة لويسفيل ولاية كنتاكي أول عملية زراعة لقلب اصطناعي . ما يسمى AbioCor ( نسبة للشركة المصنعة Abio ) عبارة عن نظام كامل يتضمن قلباً اصطناعياً يمكن أن يحل مكان القلب الطبيعي، كما أن الفترة المتوقعة لحياة الإنسان الذي يستخدمه هي على الأقل ضعف الفترة التي سيعيشها المريض في حال بقائه على مرضه .
في هذه المقالة سنتعمق قليلاً في دراسة كيفية عمل هذا القلب الاصطناعي، وكيف تتم عملية زرعه في صدر المريض، كما سنتعرض لقابلية إنسان عن آخر لتلقي هذا النوع من التجهيزات، وكذلك : فكأي خطوة نجاح علمي سبقتها أميال من فشل، فإن القلب الاصطناعي مرّ بمراحل مخاض قبل ميلاد AbioCor الذي كلل العملية بالنجاح، وسنتعرض لبعض من هذه الخطا التي مهدت لذاك النجاح . ونرجوأن تكون المقالة بداية لولوج العديد منا إلى عالم الأعضاء الاصطناعية الذي فتحت له هندسة مستقبل الإنسانية أبوابها .
ثانياً : نظرة عامة – خاصة على الموضوع :
صورة بالأشعة للقلب الاصطناعي
بداية ًسنتحدث قليلاً عن فيزيولوجيا القلب البشري ولن نثقل في المعلومات، فمجرد تلخيص موجز لكيفية عمل هذا العضوالعظيم ونرجوأن تكون ممهدة لفهم عمل القلب الاصطناعي AbioCor .
• معدل نبض القلب البشري عند الإنسان البالغ يتراوح ما بين 60 إلى 100 نبضة في الدقيقة .
• تتلخص انقباضات القلب البشري بمرحلتين هامتين :
1. المرحلة الأولى : الأذينان الأيمن والأيسر ينقبضان في نفس الوقت لملء البطينين الأيمن والأيسر .
2. المرحلة الثانية : ينقبض البطينان معاً ليدفعا بالدم خارجاً من القلب .
وبعد ذلك يدخل القلب في مرحلة راحة ما قبل النبضة التالية، وهذه الفترة تسمح بإعادة امتلاء الأذينين ليعاود عملية النبض ثانية .
أما بالنسبة لأولئك الذين يزرعون القلب الاصطناعي AbioCor فهم يبقون محافظين على الأذينين الذين يضخان الدم معاً في نفس الوقت، أما البطينين فيأخذ AbioCor مكانيهما ولذلك لا يستطيع إلا أن يضخ الدم مرة واحدة، وبالتالي، يعمل بشكل متناوب : فبنبضة يضخ الدم إلى الرئتين وفي النبضة التالية يضخه إلى أنحاء الجسم، وذلك بشكل يخالف عمل القلب الطبيعي الذي يضخ الدم في الاتجاهين في آن واحد . وقد صمم AbioCor ليضخ الدم بمقدار 10 ليتر في الدقيقة لتغطية كافة احتياجات الجسم .
لقد صمم AbioCor ويخضع للتطوير من قبل شركة Abiomed، وهوجهاز طبي غاية في التعقيد، ولكن جوهر آلية عمله تعتمد على الضخ الهيدروليكي في ( تناقل ) السائل الهيدروليكي ضمن الحيز الذي يحويه من مكان إلى آخر، ولفهم آلية العمل بشكل مفصل قليلاً يجب علينا أولاً أن نتناول شرحاً موجزاً للأجزاء التي تدخل في تركيبه كنظام متكامل :
• المضخة الهيدروليكية : والفكرة الأساسية في عملها هوذاته المبدأ الذي تعتمد عليه المضخات الهيدروليكية في الآلات والمعدات الضخمة، وهو بإيجاز : القوة المطبقة على نقطة معينة تنتقل إلى نقطة أخرى عند استخدام سائل عديم الانضغاط . ولإيجاد هذا النوع من القوة المولدة للضغط يستخدم ترس من نوع خاص يدور داخل المضخة حول ذاته بمعدل 10000 rpm .
• صمام العبور : يُفتح ويُغلق ليسمح للسائل الهيدروليكي بالتدفق من جانب لآخر ضمن القلب الاصطناعي. فعندما ينتقل السائل الهيدروليكي نحواليمين يضخ الدم إلى الرئتين بواسطة بواسطة البطين الاصطناعي، وعندما يتنقل السائل نحواليسار يتدفق الدم إلى بقية أنحاء الجسم .
• نظام تحويل طاقة لا سلكي : ويرمز له بـ TET وهونظام يتألف من وشيعتين : إحداهما داخلية والأخرى خارجية، وهما تقومان بتحويل ونقل الطاقة المطلوبة بالاعتماد على حقول مغناطيسية بواسطة بطارية خارجية ترسل إشاراتها عبر الجلد، فتستقبل الوشيعة الداخلية هذه الطاقة المحولة وترسلها إلى البطارية الداخلية وجهاز تحكم .
• البطارية الداخلية : وهي بطارية قابلة للشحن تزرع داخل بطن المريض، وهي تعطي المريض فرصة لأداء نشاط ما كالاستحمام لفترة 30 إلى 40 دقيقة حينما تكون مفصولة عن حزمة البطارية الرئيسية .
• البطارية الخارجية : وهي بطارية يرتديها المريض معلقةً على الخصر بواسطة حزام، وكل بطارية قابلة للشحن تسمح للنظام بفترة عمل من 4 إلى 5 ساعات حتى يعاد شحنها .
• جهاز تحكم : وهوجهاز إلكتروني صغير يزرع في جدار البطن، ووظيفته المراقبة والتحكم بسرعة ضخ القلب .
أجزاء نظام القلب الاصطناعي
كانت هذه الأجزاء المكونة لنظام القلب الاصطناعي، أما القلب الاصطناعي بذاته والمصنوع من مادتي البلاستيك والتيتانيوم فيتصل بأربع مناطق :
1. الأذين الأيمن
2. الأذين الأيسر
3. الأورطي
4. الشريان الرئوي
ويبلغ وزن هذا النظام حوالي 0.9 كغ .
ثالثاً : عملية زراعة AbioCor الجراحية .... 7 ساعات من الدقة والجهد :
إن عملية زراعة AbioCor ( نظام القلب الاصطناعي ) في جسم المريض تتطلب كثيراً من العناية والجهد والدقة، فالجراحون لا يقومون بإجراءات شق أواستئصال للبطينين الأيمن والأيسر وحسب ؛ وإنما يقومون بزرع جسم غريب داخل جسد المريض ليقوم بأعقد العمليات الحيوية في الجسم البشري، كما يتم إجراء جراحي هام أثناء العملية لتولي وظيفة القلب حالما تنتهي العملية ألا وهونظام قلبي – رئوي اصطناعي مؤقت، وبعد انتهاء العملية يزال هذا النظام ليأخذ القلب الاصطناعي دوره . وتتطلب هذه الجراحة مئات من الغرز والقطب لتأمين البطينين الاصطناعيين في مكانيهما، ولتحقيق اتصال مباشر وموثّق ما بين النسج الطبيعية للأذينين والنسج الاصطناعية للبطينين يتم تطعيم مناطق الاتصال بنسج حية محضرة صناعياً grafts حيث تقوم بهذه الوظيفة بشكل فعال جداً .
نظراً لدرجة تعقيد هذا النوع من العمليات الجراحية وخطورته فإن غرفة العمليات التي تجري فيها الجراحة تكون مكتظة بالأشخاص المتخصصين والمساعدين أثناء الجراحة، فمثلاً، أثناء عملية 2 من يوليو2001 والتي كانت الأولى من نوعها في العالم فقد تضمن الكادر الجراحي من جراحين رئيسيين اثنين، 14 ممرضة، متخصص لحام وخياطة نسج، مخدرين وفريق دعم مرافق للكادر . أما الآن فسنتناول أهم الإجراءات المتخذة في زراعة القلب الاصطناعي AbioCor كما وصفها الجراح Robert Dowling من مشفى Louisville :
1. تتم زراعة وشيعة تحويل الطاقة في بطن المريض .
2. وصل المريض بجهاز قلبي – رئوي في منطقة القفص الصدري .
3. إزالة البطينين الأيمن والأيسر وترك كل من الأذينين والأورطي والشريان الرئوي، وهذا إجراء يأخذ من الوقت وحده قرابة 3 ساعات .
4. يتم خياطة وصلات ( شبه أكمام ) بكل من الأذينين الأيمن والأيسر .
5. يتم اختبار نماذج بلاستيكية بوضعها في مناطق مختلفة من الصدر لتحقيق أكثر نسبة من الملاءمة المكانية للنظام الاصطناعي المراد زرعه واختيار المكان المناسب .
6. قطع النسج الاصطناعية الأنبوبية الشكل Grafts بأطوال ملائمة وخياطتها مع كل من الأورطي والشريان الرئوي .
7. أجراء يجب أن يتخذ بما يشبه لمح البصر : وضع القلب الاصطناعي في المكان الأنسب ووصله مباشرة مع الأذنين، وكل من الأورطي والشريان الرئوي .
8. تزال جميع الأجزاء الهوائية والتي تم وصلها بالمريض مؤقتاً .
9. إزالة المريض من الجهاز الـقلبي – رئوي .
10. يتأكد الفريق الطبي من خلال فحوصات معينة أن القلب الاصطناعي يقوم بدوره بكفاءة .
منذ أول عملية جراحية من نوعها حدثت 11 عملية أخرى، وآخرها كان في 20 من فبراير 2004، وقد كانت الأخيرة عبارة عن تجربة عيادية قضى فيها المريض نحبه، وكان ذلك في مشفى St.Luke's Episcopal Hospital في مدينة هيوستن في معهد تكساس لأبحاث القلب .
لقد عمل باحثومكاتب الشركة المصنعة Abiomed للقضاء على جميع أنواع التفاؤلات التي حمّلت AbioCor أكثر من طاقاته المصمم من أجلها، فهومنذ بداية العمل على المشروع صنّع بهدف مضاعفة المدة المتوقعة لحياة المريض مع المرض والتي تصل إلى 30 يوماً، وذلك عكس ما أثيرعن إمكانية امتداد فترة الحياة إلى 6 أشهر كحد أدنى بمجرد زرع القلب الاصطناعي .
لقد توفي روبرت توولز Robert Tools المريض الذي أجريت له عملية 2 يوليو2001، وكذلك الأمر بالنسبة للمرضى الآخرين، ولكن من الجدير بالذكر أن متوسط الفترة التي عاشوها بعد إجراء العملية كان 5 أشهر ...
رابعاً : Jarvik – 7 ... خطوة على الطريق :
في عام 1982، قام الدكتور William Devries بعملية زراعة لجهاز يدعى Jarvik-7 ، وهوجهاز صمّم خصيصاً ليأخذ مكان القلب الطبيعي بشكل دائم، وقد تمت الجراحة في جامعة Utah والمريض كان طبيب الأسنان Barney Clark ، وعاش كلارك فترة بلغت 112 يوماً عانى خلالها معاناة قاتلة بسبب مضاعفات زرع الجسم الغريب . لقد صمّم Jarvik-7 بواسطة الطبيبين Williem Kolff وDon Olsen ، كما كان نظاماً غير متكامل معتمداً على نفسه بل على العكس من AbioCor، فقد تطلب العديد من الأسلاك التي تبرز من جسد المريض وتتصل بوحدة خارجية كبيرة، وهذا العدد من الأسلاك كان سبباً في معاناة المريض ومضاعفات حالاته .
تعددت المضاعفات مع ازدياد المرضى الذين قبلوا بزرع Jarvik-7 ، فمنهم من تعرض لخلل بعمل أجهزة جسمه بشكل عام، وآخرون تسبب لهم بتجلطات، وغيرهم عانوا من مضاعفات ملاءَمة الجسم الغريب لجسمهم تشريحياً، لذلك، رأت الشركة أن توقف استخدامه لإعادة النظر في بنيته كجهاز طبي بشكل عام، فدعمته وطورته وأخذ اسم Cardio West Heart ولم يستخدم لغرض العلاج وإنما لأغراض تجريبية مخبرية، أوكمرحلة تمهيدية لعملية زرع قلب اصطناعي ...
أمرض المرضى The Sickest Of The Sick :
لقد وافقت الإدارة الأمريكية للغذاء والدواء لشركة AbioMed بإجراء 15 عملية زرع للقلب الاصطناعي الذي صنعته كمرحلة من تجربة طبية حديثة، و12 منها قد تم بالفعل إجراؤها حتى الآن كما قلنا من قبل . أجريت هذه العمليات في مشافي ومراكز طبية تخصصية في كل من ولاية هيوستن، لوس أنجيلوس، بوسطن وفيلاديلفيا، وقد كانت الإدارة تراقب نتائج هذه العمليات وتتابعها متابعة دقيقة لتضع تقريرها عن نظرتها لمستقبل جهاز AbioCor . فلوأن هذا الجهاز ( والذي يتراوح سعره بين 70 ألف إلى 100 ألف دولار ) نجح في الوظيفة الموكلة إليه ( أي : إطالة عمر المريض من دون أي أضرار جانبية وإرهاصات صحية ) فسيحصل على الموافقة لاستخدامه في مراكز طبية أخرى في جميع أنحاء الولايات المتحدة .
يقول الدكتور Laman Grey : إن أول المرضى الذين يتم إجراء عملية الزرع لهم هم أمرض المرضى، أي، من ( يتمتع ) ملفهم الشخصي الصحي بأحد المزايا التالية :
• قصور في عضلة القلب في مراحله الأخيرة ( الأعقد )
• احتمال في استمرار الحياة لفترة تقل عن شهر .
• ألا يكون مرشحاً لعملية زرع قلب طبيعي .
• ألا يكون لديه فرصة علاج حيوية أخرى .
وشرط أخير : أن يأخذ القلب الاصطناعي مكانه في صدر المريض بشكل مناسب وملائم تماماً، ولتجاوز هذا الشرط ينم إجراء مجموعة من الفحوص كفحص CAT ( وهوفحص إشعاعي ) وكذلك فحص لمنطقة الصدر باستخدام أشعة X، وبعد ذلك وباستخدام نظام كمبيوتري خاص يسمى CAD تتم إزالة القلب الطبيعي افتراضياً ويزرع مكانه جهاز AbioCor افتراضياً أيضاً في منطقة الصدر .
عملية زرع القلب الاصطناعي
فإذا أظهر الكمبيوتر أن الجهاز ملائم لموضعه في حال زرعه في صدر المريض فإن الجراحين يقومون بعملية الزرع من دون خوف أوقلق .
منذ أول ساعة لإجراء أول عملية وحتى بعدها بشهرين تقريباً ظل اسم المتلقي الأول سراً، وفي يوم 21 من أغسطس عام 2001 صرّح عن اسم Robert Tools ( وهومواطن أمريكي من ولاية كنتاكي ويعمل موظفاً في شركة للهاتف ) أنه المريض الذي صنع تاريخ هذه العملية بتلقيه الجهاز، وعلى الرغم من معاناته بعض الوعكات الصحية وحاجته الماسة للتعرض للهواء إلا أن الأطباء قد ذكروا في التقرير أن الجهاز يقوم بوظائفه بشكل كامل ومن دون مشاكل، أما عن حالته قبل العملية فنلخصها بالأمور التالية :
• كان يعاني من قصور في عضلة القلب في مرحلة معقدة منه .
• كان يعاني من قصور في عمل كلا البطينين .
• مكث لفترة في أحد مراكز زراعة القلب لدراسة وضعه .
• تعرض لجلطة قلبية قام إثرها بعملية جراحية .
• كان يتعرض ضمن فترات متقاربة لتشنجات في عضلة القلب نتيجة لتكرر عملية التجلط .
• كان يعاني من مرض السكر .
وحالياً، يوجد ما بين مليونين إلى 3 ملايين أمريكيٍّ يعانون اليوم من قصور في القلب، و400 ألف حالة تشخص سنوياً، كما يتسبب هذا المرض بـ 39 ألف حالة وفاة سنوياً ( حسب إحصائية للمعهد القومي للقلب والرئة والدم )، وأغلب الحالات التي يشخص فيها المرض تكون الفترة المتوقعة لحياة المريض 5 سنوات وسيحتاج بعدها لعملية زرع قلب .
لقد تم إجراء 2143 عملية زرع قلب عام 2003 في الولايات المتحدة الأمريكية وحدها، وعلى كل حال، فإن الآلاف من المرضى يموتون وهم واقفون في طابور الانتظار، ولكن يترقب الأطباء بحماس أن يصبح جهاز AbioCor خيار أولئك المرضى الذين فقدوا الأمل في انتظار الحصول على عملية زرع طبيعية ....
» دروس في الميكروكنترولر PIC 16F84
» دورة في التحكم الالي بالغة العربية للي عايز يفهم بسسسسسسسسسس
» برنامج الا صلاتى حساب أوقات الصلاة لـ 252 بلد و 9511 مدينة
» مجلة الدوائر الإلكترونية
» اصنع ليزر حارق باستخدام DVD writer(فيديو)
» دائره stepper motor شغاله ومتجربه
» كيف تصنع ليزر حارق من ليزر عادى
» نبذه مختصره عن opirating system
» كورس الشبكات الذي يؤهلك للحصول علي شهادة CCNA /CCNP من CISCO
» مهم اوي شرح المتلاب صوت وصوره
» LED FLASHER الدائره مطبوعه_نظريه_المكونات_البرنامج بالأسمبلي
» كلم صاحبك وانت بعيد عنة :دائرة ارسال fm
» كورس الشبكات ( ccna (640-802
» كورس الشبكات ( ccna (640-802
» كورس الشبكات
» هام جدا لطلبة الفرقة الاعدادى مسابقة ieee
» موضوع المليون رد........!!!!
» اشتراكات رابيد شير شهرية بسعر 35 جنيه فقط
» نهضه المحروسه في هندسه منوف