Устройство карданной передачи: Устройство карданной передачи

Содержание

ᐉ Устройство карданной передачи

Трансмиссия полноприводной колесной машины включает в себя несколько карданных передач с карданными шарнирами неравных угловых скоростей, а также карданные передачи с карданными шарнирами равных угловых скоростей, которые устанавливаются в приводе управляемых ведущих колес.

Рассмотрим устройство основных частей карданных передач. Карданный шарнир неравных угловых скоростей состоит из двух вилок — 1 и соединенных крестовиной 3. Одна из вилок иногда имеет фланец, а другая приварена к трубе карданного вала или имеет шлицевой наконечник 6 (или втулку) для соединения с карданным валом. Шипы крестовины устанавливаются в проушины обеих вилок на игольчатых подшипниках 7. Каждый подшипник размещается в корпусе 2 и удерживается в проушине вилки крышкой, которая присоединена к вилке двумя болтами, стопорящимися усиками шайбы. В отдельных случаях подшипники закрепляются в вилках стопорными кольцами. Для удержания смазки в подшипнике и защиты его от попадания воды и грязи имеется резиновый самоподжимной сальник. Внутренняя полость крестовины через масленку заполняется смазкой, поступающей к подшипникам. В крестовине обычно имеется предохранительный клапан, защищающий сальник от повреждения под действием давления нагнетаемой в крестовину смазки. Шлицевое соединение 6 смазывается с помощью масленки 5.

Максимальный угол между осями валов, соединенных карданными шарнирами неравных угловых скоростей, обычно не превышает 20°, так как при больших углах значительно снижается КПД карданных передач. Если угол между осями валов изменяется в пределах 0 …2%, то шипы крестовины деформируются иглами подшипников, и карданный шарнир быстро разрушается.

Рис. Детали карданного шарнира неравных угловых скоростей

В трансмиссиях быстроходных гусеничных машин часто применяются карданные передачи с карданными шарнирами типа зубчатых муфт, допускающими передачу вращающего момента между валами, оси которых пересекаются под углом до 1,5… 2°.

Карданные валы выполняют, как правило, трубчатыми, для чего применяют специальные стальные цельнотянутые или сварные трубы. К трубам приваривают вилки карданных шарниров, шлицевые втулки или наконечники. Для уменьшения поперечных нагрузок, действующих на карданный вал, осуществляют его динамическую балансировку в сборе с карданными шарнирами. Дисбаланс устраняют приваркой к карданному валу балансировочных пластин, а иногда установкой балансировочных пластин под крышки подшипников карданных шарниров. Взаимное положение деталей шлицевого соединения после сборки и балансировки карданной передачи на заводе обычно отмечается специальными метками.

Компенсирующее соединение карданной передачи обычно выполняют в виде шлицевого соединения, допускающего осевое перемещение деталей карданной передачи и состоящего из шлицевого наконечника, который входит в шлицевую втулку карданной передачи. Смазку вводят в шлицевое соединение из масленки или при сборке закладывают смазку, которую заменяют после длительного пробега ТС. Для защиты шлицевого соединения от вытекания смазки и загрязнения обычно устанавливают сальник и чехол.

При большой длине карданных валов в карданных передачах обычно применяют промежуточные опоры. Промежуточная опора, как правило, представляет собой прикрепленный болтами к поперечине рамы кронштейн, в котором установлен в резиновом упругом кольце шариковый подшипник, закрытый с обеих сторон крышками с сальниками и устройством для его смазывания. Наличие упругого резинового кольца позволяет компенсировать неточности сборки и перекосы подшипника, возможные при деформациях рамы ТС.

Карданный шарнир равных угловых скоростей шарикового типа с делительными канавками состоит из двух вилок, пяти шариков, штифта и стопорной шпильки. Ведущая вилка изготавливается как единое целое с полуосью 6, а ведомая вилка — с приводным валом 23 колеса. В каждой вилке 3 и 4 (рис. а) выполнено по четыре канавки, в них устанавливаются четыре ведущих (боковых) шарика 7, через которые и передается вращение от одной вилки к другой. При любом угле между валами боковые шарики в канавках вилок находятся в плоскости, делящей этот угол пополам, благодаря чему вращение от ведущего вала к ведомому передается равномерно. Центральный (пятый) шарик 2 помещается между торцами вилок и обеспечивает их центрирование. Для возможности установки ведущих шариков в канавки вилок центральный шарик имеет лыску с отверстием, которым он при сборке карданного шарнира устанавливается против вставляемого бокового шарика. После сборки карданного шарнира центральный шарик фиксируется в определенном положении штифтом 6, закрепляемым стопорной шпилькой 5 в отверстии ведомой вилки.

Рис. Детали карданных шарниров равных угловых скоростей:
а — шариковый; б — кулачковый; 1 — ведущие (боковые) шарики; 2 — центральный шарик; 3, 4, 7, 11 — вилки; 5 — шпилька; 6 — штифт; 8, 10 — кулачки; 9 — диск

Карданные шарниры такой конструкции могут работать при углах между валами до 30…35°. Их недостатками являются необходимость точной фиксации валов в осевом направлении, а также высокие давления на контактных поверхностях, что снижает их долговечность и ограничивает применение таких карданных шарниров на полноприводных колесных машинах большой грузоподъемности. На них в приводе управляемых ведущих колес устанавливают карданные шарниры равных угловых скоростей шарикового типа с делительным рычажком или кулачковые, а также сдвоенные карданные шарниры неравных угловых скоростей.

На рисунке б показано устройство кулачкового карданного шарнира равных угловых скоростей, устанавливаемого в приводе управляемых ведущих колес автомобилей КамАЗ, «Урал» и др.

В вилках 7 и 11, связанных с валами (полуосями) привода колеса, могут поворачиваться кулачки 8 и 10, которые шарнирно соединяются между собой диском 9, входящим в их вырезы (пазы). При передаче вращения, когда валы привода расположены под углом (поворот управляемых колес), каждый из кулачков 8 и 10 поворачивается одновременно относительно вилки и реи диска. Оси отверстий вилок лежат в одной плоскости и совпадают со средней плоскостью диска 9. Эти оси расположены на равных расстояниях от точки пересечения осей валов и всегда перпендикулярны валам, поэтому точка их пересечения при любом положении вилок располагается в биссекторной плоскости. Вал внутренней вилки 11 шлицами соединяется с полуосевой шестерней дифференциала, а вал наружной вилки 7 — со ступицей колеса.

Кулачковые карданные шарниры могут работать при углах поворота до 50°. Благодаря большой контактной поверхности деталей, через которые передаются усилия, кулачковый карданный шарнир имеет небольшие размеры. Их основной недостаток — более низкий, чем у карданных шарниров, КПД и как следствие сильный нагрев при работе.

Карданные валы и вилки изготавливаются из углеродистой, а крестовины — из хромистой и хромоникелевой сталей. Для смазывания карданных передач применяется трансмиссионное масло (нигрол).

Что такое карданная передача. Принцип работы, строение и основные неисправности

Сегодня мы узнаем, что называется карданной передачей, известной в народе, как крестовина системы трансмиссии автомобиля, для чего она нужна и какими особенностями обладает эта деталь

ЧТО ТАКОЕ КАРДАННАЯ ПЕРЕДАЧА. ПРИНЦИП РАБОТЫ, СТРОЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется карданной передачей, известной в народе, как крестовина системы трансмиссии автомобиля, для чего она нужна и какими особенностями обладает эта деталь относящаяся к коробке передач. Расскажем про то, какие задачи и функции выполняет крестовина, как устроена карданная передача, из каких элементов состоит и насколько надежна такая система. Кроме того, поговорим о том, какие существуют разновидности карданной передачи и какими преимуществами с недостатками обладает устройство. В заключении мы обсудим основные поломки, которые могут возникать с карданной передачей, а также как можно самостоятельно диагностировать узел на исправность и какой срок службы системы, при правильной эксплуатации автомобиля.

Карданным валом или крестовиной называется специальный механизм, который передает крутящий момент между валами, пересекающимися в центре карданной передачи и обладающими возможностью взаимного углового перемещения. Говоря более простым языком, карданная передача (крестовина) в автомобиле, обеспечивает передачу крутящего момента от трансмиссии (раздаточной коробки передач) к ведущим мостам при стандартной компоновки машины или полноприводной, в случае всех четырех ведущих колес. Карданная передача относится к деталям трансмиссии автомобиля и играет одну из ключевых ролей при создании привода колес на заднюю ось.

ЧТО ТАКОЕ АВТОМОБИЛЬНЫЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛ

Стоит понимать, что карданная передача обладает существенным недостатком, с чего мы и хотим начать наш рассказ. Недостаток заключается в несинхронности вращения валов, то есть тогда, когда первый вал вращается равномерно, то второй — нет. При этом происходит увеличение угла между валами во время вращения. Таким образом, данный нюанс, ограничивает возможность применения карданной передачи во многих устройствах, на примере трансмиссий автомобилей с передним приводом, так как в переднеприводных машинах крестовина не способна передавать крутящий момент на поворотные колеса. Частично такой недостаток может быть нивелирован применением на одном валу парных шарниров, которые повернуты на 1/4 оборота друг к другу. Заметим, что там, где требуется синхронность то, как правило, применяется не карданная передача или крестовина, что одно и тоже, а специальный шарнир с равными угловыми скоростями, он же шрус. Шрус является более совершенным механизмом, нежели карданная передача, однако при этом имеет более сложную конструкцию при том же назначении.

1. Особенности и устройство карданной передачи автомобиля

Главной особенностью карданной передачи является то, что используется она только на автомобилях с задним приводом с целью передачи крутящего момента от вторичного вала коробки передач к ведущей или главной передаче под «плавающим» углом. Чтобы понимать, как функционирует карданная передача, необходимо знать, как она устроена, то есть из каких деталей и механизмов состоит.

В свой состав карданная передач включает следующие элементы и механизмы:

— Передний и задний валы;

— Промежуточная опора с подшипником;

— Шарниры с вилками и крестовинами;

— Шлицевое сочленение;

— Эластичная муфта

Ниже на схематическом изображении наглядно показан принцип работы карданной передачи и основные детали узла.

Итак, чтобы понять, как работает на практике карданная передача, нужно понимать, что кузов автомобиля перемещается относительно заднего моста вверх-вниз, прыгая на неровностях дорожного полотна, при этом происходит изменение угла между передним и задним валом карданной передачи (примерно на 10-15 градусов), а также главной передачей, которая расположена в области заднего моста транспортного средства.

Исходя из вышесказанного, задний вал карданной передачи не может быть, как многие считают обычной жесткой трубой без сочленений.

Данный механизм обладает двумя шарнирами, которые обеспечивают передачу крутящего моментабез рывков и толчков от трансмиссии к главной передаче при различных вибрациях машины передвигающейся по дороге. В свою же очередь, вилки с шарнирами, а также крестовинами дают возможность крутящему моменту передаваться под меняющимся углом.

При движении транспортного средства в результате колебаний кузова, расстояние от коробки передач до заднего моста является переменным показателем. Когда происходит перемещение кузова автомобиля вверх, то карданная передача должна, в какой то степени удлиняться, а когда несущий элемент машины наоборот идет вниз, то механизм, как бы укорачивается. Вот именно эти процессы и происходят в шлицевом сочленении, то есть они удлиняются и укорачиваются, но не сами жесткие трубы, а их суммарная длина.

2. Основные неисправности и признаки износа карданной передачи

Первыми симптомами неисправности карданной передачи является появление шумов, стуков и вибрации со стороны днища при движении автомобиля. Эти сигналы говорят о том, что в следствие высокого износа, из строя начинают выходить шарниры, промежуточные опоры и происходит или уже произошла деформация валов. Как правило, такого рода неисправности устраняются только при помощи замены изношенных деталей новыми, восстановлению они не подлежат.

Когда у автомобиля имеется повышенный износ шарниров или подшипников, то в большинстве случаев становится слышен характерный трескающий или щелкающий посторонний звук при трогании машины с места и переключении передач. Что касается валов с шаровыми шарнирами, то такие звуки могут быть также слышны при вывороте передних колес на максимальные углы.

В том случае, если изношенность подшипника промежуточной опоры карданного вала автомобиля с задним приводом достигает своего предела, то появляется четкий звук треска под днищем и при этом будет ощущаться вибрация по кузову. Как правило, в большинстве случаев звуки треска и вибрация у изношенных механизмов появляются в шарнирах с равными или неравными угловыми скоростями.

Справочно заметим, что карданные валы должны быть всегда очень точно отбалансированы, а также иметь четкую развесовку, так как они вращаются на высоких скоростях и обеспечивают необходимых показатель крутящего момента. В том случае, если при функционировании приводного вала заметны проблемы, то это будет довольно сильно влиять на управляемость транспортного средства. Как правило, при неисправностях ранее описанных механизмов, симптомы которые отражаются на поведении машины будут однозначно указывать водителю на надобность устранения поломок карданной передачи и возможно приводного вала.

Что касается вибраций, которые мы описали, то чаще всего при неисправностях в карданной передачи они появляются в нижней части машины в районе средней области днища.

Чтобы наверняка убедиться в наличии вибрации и следовательно неисправности карданной передачи, а именно шарниров или втулок, необходимо прикоснуться к трубе в области сочленения. Если вибрация будет отдавать в руку, то поломка очевидна. Шумы, как правило, появляются в виде следствия разрушения узла. Кроме того, при сильном износе втулок, опорного подшипника или карданных шарниров механизма, вращение приводного вала может быть значительно затрудненным или вовсе нарушенным. Характерным симптомомсерьезных проблем с карданной передачей является громкий грохот, лязг или скрежет в нижней части машины. При появлении таких симптомов, нужно, как можно оперативней произвести тщательную диагностику и дальнейший ремонт карданного вала.

В заключении отметим, если автомобиль эксплуатируется по правилам и в щадящем режиме, то в большинстве случаев такие детали, как шарниры карданного вала способны отслужить не менее 55-65 тысяч километров пробега. Что касается самих труб и валов кардана, то они могут ходить не один десяток лет, как говорится способны пережить даже двигатель с кузовом. Однако, если в процессе эксплуатации автомобиля было сильное механическое воздействие на данный элемент системы, то есть произошло искривление или деформация вала с шаровыми шарнирами, то менять поврежденные детали рекомендуется в сборе.

БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ. ОСТАВЛЯЙТЕ СВОИ КОММЕНТАРИИ, ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.
ЖДЕМ ВАШИХ ОТЗЫВОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ.

Инфекции трансмиссии вспомогательных устройств левого желудочка: последние достижения и цели на будущее

1. Переда Д., Конте Дж.В. Инфекции привода вспомогательного устройства левого желудочка. Кардиол Клин 2011;29:515-27. [PubMed] [Google Scholar]

2. Ахтер С.А., Бадами А., Мюррей М. и соавт. Повторные госпитализации после имплантации вспомогательного устройства для левого желудочка с непрерывным потоком: частота, причины и анализ затрат. Энн Торак Сург 2015;100:884-9. [PubMed] [Google Scholar]

3. Wickline SA, Fischer KC. Можно ли визуализировать инфекции в имплантированных устройствах? АСАИО Ж 2000;46:S80-1. [PubMed] [Академия Google]

4. Nienaber JJ, Kusne S, Riaz T, et al. Клинические проявления и лечение инфекций, связанных с вспомогательным устройством левого желудочка. Клин заразить Dis 2013;57:1438-48. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

5. Trachtenberg BH, Cordero-Reyes A, Elias B, et al. Обзор инфекций у пациентов с вспомогательными устройствами для левого желудочка: профилактика, диагностика и лечение.

Методист Дебейки Кардиоваск Дж. 2015;11:28-32. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

6. Goldstein DJ, Naftel D, Holman W, et al. Устройства с непрерывным потоком и чрескожные инфекции: клинические результаты. Трансплантация легкого сердца J 2012;31:1151-7. [PubMed] [Google Scholar]

7. Коваль С.Е., Ракита Р., АСТ Сообщество специалистов по инфекционным заболеваниям. Инфекции, связанные с вспомогательным желудочковым устройством, и трансплантация паренхиматозных органов. Am J трансплантат 2013;13 Дополнение 4:348-54. [PubMed] [Google Scholar]

8. Hannan MM, Husain S, Mattner F, et al. Рабочая формулировка для стандартизации определений инфекций у пациентов, использующих вспомогательные желудочковые устройства. Трансплантация легкого сердца J 2011;30:375-84. [PubMed] [Академия Google]

9. Lushaj EB, Badami A, Osaki S, et al. Влияние возраста на исходы после имплантации вспомогательного устройства для левого желудочка с непрерывным потоком. Interact Cardiovasc Thorac Surg 2015;20:743-8.

[PubMed] [Google Scholar]

10. Zierer A, Melby SJ, Voeller RK, et al. Инфекции трансмиссии с поздним началом: ахиллесова пята длительной поддержки вспомогательного устройства левого желудочка. Энн Торак Сург 2007;84:515-20. [PubMed] [Google Scholar]

11. Levy DT, Minamoto GY, Da Silva R, et al. Роль ОФЭКТ-КТ с галлием в диагностике инфекций вспомогательных устройств левого желудочка. АСАИО Ж 2015;61:e5-10. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

12. Dell’Aquila AM, Mastrobuoni S, Alles S, et al. Содействующая роль фтор-18-фтордезоксиглюкозы позитронно-эмиссионной томографии/компьютерной томографии в диагностике и клиническом лечении инфекций у пациентов, поддерживаемых устройством поддержки левого желудочка с непрерывным потоком. Энн Торак Сург 2016;101:87-94. [PubMed] [Google Scholar]

13. Fujino T, Higo T, Tanoue Y, et al. ФДГ-ПЭТ/КТ при инфекции трансмиссии у пациента с имплантируемым вспомогательным устройством для левого желудочка. Eur Heart J Cardiovasc Imaging 2016;17:23. [PubMed] [Академия Google]

14. Ниенабер Дж., Вильгельм М.П., Сохаил М.Р. Современные концепции диагностики и лечения инфекций вспомогательных устройств левого желудочка. Expert Rev Anti Infect Ther 2013;11:201-10. [PubMed] [Google Scholar]

15. Хамдан Р., Али Ф., Сааб М. Осложненная инфекция вспомогательного устройства левого желудочка, леченная заменой помпы и резекцией верхушки левого желудочка. Артиф Органы 2015;39:981-2. [PubMed] [Google Scholar]

16. Koval CE, Thuita L, Moazami N, et al. Эволюция и влияние инфекции трансмиссии на большую когорту реципиентов вспомогательных желудочковых устройств с непрерывным потоком. Трансплантация легкого сердца J 2014;33:1164-72. [PubMed] [Академия Google]

17. Kornberger A, Walter V, Khalil M, et al. Подозрение на поражение мембраны EPTFE при стерильном внутригрудном абсцессе и эмпиеме перикарда у реципиента с полиаллергическим поражением левого желудочка: клинический случай. J Кардиоторакальная хирургия 2015;10:99. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

18. Toba FA, Akashi H, Arrecubieta C, et al. Роль биопленки в инфекциях, вызванных Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis. J Грудной сердечно-сосудистый хирург 2011;141:1259-64. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

19. Флемминг Х.К., Вингендер Дж. Матрица биопленки. Нат Рев Микробиол 2010;8:623-33. [PubMed] [Google Scholar]

20. Haglund NA, Davis ME, Tricarico NM, et al. Повторные госпитализации после имплантации вспомогательного устройства для левого желудочка с непрерывным потоком: различия, наблюдаемые между двумя современными типами устройств. АСАИО Ж 2015;61:410-6. [PubMed] [Google Scholar]

21. Coiffier G, Albert JD, Arvieux C, et al. Оптимизация комбинированной терапии рифампином при стафилококковых остеоартикулярных инфекциях. Совместная кость позвоночника 2013;80:11-7. [PubMed] [Академия Google]

22. Tang HJ, Chen CC, Cheng KC, et al. In vitro эффективность и профили резистентности комбинированных схем на основе рифампина для встроенных в биопленку метициллин-резистентных золотистых стафилококков. Противомикробные агенты Chemother 2013;57:5717-20. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

23. Форрест Г.Н., Тамура К. Комбинированная терапия рифампином при немикобактериальных инфекциях. Clin Microbiol Rev. 2010;23:14-34. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

24. Lopilato AC, Doligalski CT, Caldeira C. Анализ частоты и факторов риска желудочно-кишечного кровотечения и тромбоза помпы у получателей вспомогательного устройства для левого желудочка. Артиф Органы 2015;39: 939-44. [PubMed] [Google Scholar]

25. Trachtenberg BH, Cordero-Reyes AM, Aldeiri M, et al. Стойкая инфекция кровотока у пациентов, поддерживаемых вспомогательным устройством для левого желудочка с непрерывным потоком, связана с повышенным риском цереброваскулярных нарушений. Ошибка карты J 2015;21:119-25. [PubMed] [Google Scholar]

26. Jennings DL, Chopra A, Chambers R, et al. Клинические результаты, связанные с хронической противомикробной супрессивной терапией у пациентов с устройствами поддержки левого желудочка с непрерывным потоком.

Артиф Органы 2014;38:875-9. [PubMed] [Google Scholar]

27. Moazami N, Milano CA, John R, et al. Замена помпы при отказе вспомогательного устройства левого желудочка может быть выполнена безопасно и связана с низкой смертностью. Энн Торак Сург 2013;95:500-5. [PubMed] [Google Scholar]

28. Anand J, Singh SK, Hernández R, et al. Замена устройства поддержки желудочков с непрерывным потоком безопасна и эффективна для продления времени поддержки у пациентов с сердечной недостаточностью в терминальной стадии. J Thorac Cardiovasc Surg 2015;149:267-75, 278.e1. [ПубМед]

29. Levy DT, Guo Y, Simkins J, et al. Замена вспомогательного устройства левого желудочка при персистирующей инфекции: серия случаев и обзор литературы. Transpl Infect Dis 2014;16:453-60. [PubMed] [Google Scholar]

30. Bhatia N, Voelkel AJ, Hussain Z, et al. Безопасность и осуществимость индукционной иммуносупрессии, когда инфекция трансмиссии является показанием к трансплантации сердца. Грудной сердечно-сосудистый хирург 2015;63:675-83.

[PubMed] [Google Scholar]

31. Swartz TH, Huprikar S, Labombardi V, et al. Трансплантация сердца у пациента с гетерорезистентным ванкомицин-промежуточным медиастинитом Staphylococcus aureus с желудочковым вспомогательным устройством и бактериемией. Transpl Infect Dis 2013;15:E177-81. [PubMed] [Академия Google]

32. Evans AC, Wright GA, McCandless SP, et al. Ультрафиолетовое излучение влияет на механические свойства трансмиссии Thoratec HeartMate II: пилотный эксперимент. АСАИО Ж 2015;61:731-3. [PubMed] [Google Scholar]

33. John R, Aaronson KD, Pae WE, et al. Трансмиссивные инфекции и сепсис у пациентов, получающих систему HVAD в качестве вспомогательного устройства для левого желудочка. Трансплантация легкого сердца J 2014;33:1066-73. [PubMed] [Google Scholar]

34. Fleissner F, Avsar M, Malehsa D, et al. Сокращение инфекций трансмиссии за счет двойного туннелирования трансмиссии вспомогательных устройств для левого желудочка. Артиф Органы 2013;37:102-7. [PubMed] [Академия Google]

35. Энтвистл Дж. Интраоперационное позиционирование для предотвращения того, чтобы изоляция трансмиссии служила каналом для инфицирования кармана устройства вспомогательного кровообращения левого желудочка. J Грудной сердечно-сосудистый хирург 2014;148:2437. [PubMed] [Google Scholar]

36. Пиннинти М., Тохан В., Сулеманджи, Новая Зеландия. Изоляция трансмиссии как канал для инфекции кармана устройства вспомогательного кровообращения левого желудочка. J Грудной сердечно-сосудистый хирург 2014;148:e135-6. [PubMed] [Google Scholar]

37. Дин Д., Каллел Ф., Эвальд Г.А. и соавт. Снижение уровня инфицирования трансмиссии: результаты реестра многоцентрового интерфейса трансмиссии (SSI) HeartMate II. Трансплантация легкого сердца J 2015;34:781-9. [PubMed] [Google Scholar]

38. Rubinfeld G, Levine JP, Reyentovich A, et al. Управление быстро распространяющейся инфекцией туннеля трансмиссии. J Card Surg 2015;30:853-5. [PubMed] [Google Scholar]

39. Imamura T, Kinugawa K, Nitta D, et al. Реадмиссию из-за инфекции трансмиссии можно предсказать по новой оценке с помощью сывороточного альбумина и индекса массы тела во время длительной поддержки вспомогательным устройством для левого желудочка. Джей Артиф Органс 2015;18:120-7. [PubMed] [Google Scholar]

40. Iseler J, Hadzic KG. Разработка комплекта и видео для стандартизации смены повязок вспомогательного устройства для левого желудочка. Прог Трансплантат 2015;25:224-9. [PubMed] [Google Scholar]

41. Wus L, Manning M, Entwistle JW, 3rd. Инфекция приводного устройства вспомогательного левого желудочка и частота смены повязок у госпитализированных пациентов. сердце легкое 2015;44:225-9. [PubMed] [Google Scholar]

42. Menon AK, Baranski SK, Unterkofler J, et al. Специальная обработка и уход за раной в месте выхода карданного вала после имплантации вспомогательного устройства для левого желудочка. Грудной сердечно-сосудистый хирург 2015;63:670-4. [PubMed] [Google Scholar]

Техника минимизации и лечения инфекций трансмиссии — Yarboro

Леора Т. Ярборо ¹ , Джеймс Д. Бергин ² , Джейми Л. В. Кеннеди ² , Кэрол С. Баллью ² , Эмили М. Бентон ² , Гор ав Айлавади ¹ , Джон А. Керн ¹

¹ Хирургический факультет, ² Медицинский факультет Университета Вирджинии, Шарлоттсвилль, Вирджиния, США

Адрес для связи: Леора Т. Ярборо. ПО Box 800679, Charlottesville, VA 22908-0679, США. Электронная почта: [email protected].

Вспомогательные устройства для левого желудочка (LVAD) все чаще используются при лечении прогрессирующей сердечной недостаточности. Чрескожная трансмиссия необходима для питания LVAD, и, хотя эта технология с годами улучшилась с точки зрения меньшего размера и увеличения долговечности, осложнения трансмиссии продолжают развиваться до 20% всех имплантированных устройств. Инфекции трансмиссии связаны со значительной заболеваемостью и смертностью. Поскольку все больше пациентов живут дольше с вспомогательными желудочковыми устройствами, первостепенное значение имеет минимизация инфекций трансмиссии. Систематический междисциплинарный подход может быть использован для разработки стратегии профилактики, распознавания и лечения трансмиссивных инфекций. В этой статье мы описываем наш подход к управлению трансмиссией, благодаря которому в период с января 2012 г. по март 2014 г. не было заражений трансмиссии.

Ключевые слова: Поддержка кровообращения; сердечная недостаточность; периоперационный уход; управление качеством обслуживания

Поступила 16.07.2014. Принята к публикации 22.07.2014.

Видео 1 Техника минимизации и лечения инфекций трансмиссии.

Введение

Сердечная недостаточность продолжает оставаться основной причиной смерти, от которой страдают более семи миллионов человек (1). В Соединенных Штатах ежегодно диагностируется 500 000 новых случаев сердечной недостаточности (2). Среди этих пациентов наблюдается тенденция к более молодому возрасту при обращении. Почти 30% госпитализированных с застойной сердечной недостаточностью в 2010 г. были моложе 65 лет (увеличение с 23% в 2000 г.) (3). В то время как медикаментозная терапия в целом улучшает выживаемость, смертность после однократной госпитализации по поводу сердечной недостаточности по-прежнему приближается к 33% (1). Трансплантация сердца традиционно является стандартом лечения прогрессирующей сердечной недостаточности. Однако доступность донорских органов недостаточна для удовлетворения потребностей этой группы населения.

Было показано, что вспомогательные устройства для левого желудочка (LVAD) улучшают выживаемость по сравнению с медикаментозным лечением у пациентов с выраженной сердечной недостаточностью (4-6). Таким образом, LVAD в настоящее время показаны как в качестве моста к трансплантации, так и в качестве целевой терапии. С учетом этих показаний количество LVAD, имплантированных каждый год, продолжает расти. В 2010 г. только в США было имплантировано более 1500 LVAD (7). Последние технологические достижения повысили долговечность устройства. Благодаря меньшему количеству заболеваний, связанных с устройствами (8), LVAD теперь имплантируются относительно более здоровым группам населения. Эти пациенты впоследствии живут дольше, увеличивая общую распространенность пациентов с терапией LVAD.

По мере роста популяции пациентов, живущих с LVAD, растет осведомленность о долгосрочных осложнениях, которые могут возникнуть при использовании устройства. Некоторые из наиболее распространенных осложнений связаны с чрескожной трансмиссией. Чрескожная трансмиссия необходима для питания LVAD, и, хотя эта технология с годами улучшилась с точки зрения меньшего размера и увеличения долговечности, осложнения трансмиссии продолжают развиваться до 20% всех имплантированных LVAD (9).).

Привод LVAD может быть громоздким для пациента и подвержен травмам и инфекциям (10). Инфекции трансмиссии могут возникнуть в любое время после введения устройства, причем большинство из них проявляются более чем через 30 дней после имплантации. Поздние инфекции трансмиссии были связаны с травмой трансмиссии и более длительной поддержкой (11). Заболеваемость, связанная с инфекцией трансмиссии, значительна и может включать госпитализацию, необходимость повторной операции, повышенный риск инсульта и задержку трансплантации (12). В некоторых исследованиях была продемонстрирована тенденция к снижению выживаемости среди пациентов с трансмиссивной инфекцией (13).

Последствия инфекции карданной передачи требуют целенаправленного подхода к лечению карданной передачи с момента операции до значительного времени после выписки. Для пациентов с инфекцией трансмиссии важное значение имеет раннее выявление и лечение. Многие учреждения разработали новые хирургические методы имплантации LVAD, а также специализированное послеоперационное лечение карданной передачи. В этой статье мы описываем эволюцию нашего междисциплинарного подхода к минимизации и лечению инфекций трансмиссии в Университете Вирджинии (9).0111 Видео 1 ).

Техника

Эволюция управления трансмиссией

Управление карданной передачей в нашем учреждении развивалось с тех пор, как в январе 2009 года был имплантирован первый LVAD HeartMate II (Thoratec). С самого начала все аспекты управления карданной передачей, от хирургической имплантации до послеоперационного ухода, постоянно оценивались с использованием междисциплинарного подхода. Тщательная документация, в том числе фотографии всех мест выхода трансмиссии, позволила объективно рассмотреть каждый случай. За прошедшие годы были внесены определенные интраоперационные изменения, которые включали закапывание велюра трансмиссии ниже края кожи и модификацию техники фиксации (9).0111 Рисунок 1 ). Одновременно были предприняты значительные усилия для стандартизации послеоперационного обучения пациентов, связанного с уходом за трансмиссией и ранним лечением инфекций трансмиссии. Наш текущий протокол описан ниже.

Рисунок 1 Ранний способ крепления карданной передачи. Фиксирующий шов из пролена приводил к значительному обжатию карданной передачи, которое сохранялось даже после снятия шва.

Хирургическая техника

Все пациенты получают профилактическую периоперационную антибиотикотерапию (либо цефазолин, либо ванкомицин), которую продолжают в течение 48 часов после операции. После формирования анастомозов притока и оттока LVAD выполняется поперечный разрез длиной 1,5 см на 3 см ниже края реберной дуги в правом верхнем квадранте по средней подмышечной линии. Для обеспечения гемостаза в месте выхода используется минимальная коагуляция бови. Затем тупой туннельный инструмент используется для проведения карданной передачи через брюшную стенку в технике одного прокола. Велюр трансмиссии полностью скрыт на 1 см ниже края обшивки. Затем ткань вокруг трансмиссии ушивается однослойным монокриловым швом 4-0 и герметизируется цианоакрилатным клеем для ткани. Кардан дополнительно закрепляют двумя проленовыми швами 2-0 вокруг кусочка красного резинового катетера 28 French, который разрезают в продольном направлении и размещают вокруг проксимального тракта в 2 см от места выхода (рис. 9).0111 Рисунок 2 ). Свободное завязывание пролена над кожей предотвращает некроз и облегчает перевязку кардана и последующее снятие швов. Пристальное внимание уделяется обеспечению полной изоляции участка карданной передачи от дренажных трубок и других повязок.

Рисунок 2 Кусок красного резинового катетера предотвращает сдавливание карданного вала фиксирующими швами.

Стационарное обучение

Строгое внимание к чистоте трансмиссии обеспечивается с нулевого послеоперационного дня. Бригады медсестер были проинструктированы о проведении уборки два раза в день, которая включает использование маски и стерильных перчаток при уборке участка. Как только дренаж из места выхода замедляется, пациент переходит на ежедневный уход за трансмиссией. Был создан пакет управления трансмиссией, который содержит все необходимое оборудование для стерильной смены повязки. Пациент и по крайней мере один член семьи проинструктированы о методе управления местом выхода трансмиссии (DLES) (9).0111 Рисунок 3 ).

Рис. 3 Система управления трансмиссией (слева) и протокол ежедневного управления местом выезда (справа) обеспечивают стандартизированную процедуру управления трансмиссией.

Инструктаж по уходу за трансмиссией в стационаре включает в себя местное управление, а также пристальное внимание к манипуляциям с контроллером. Падение контроллера и последующая тяговая травма — одна из наиболее частых травм места выхода карданного вала в ближайшем послеоперационном периоде. Пациенты также проходят контролируемое обучение технике принятия душа, чтобы убедиться, что трансмиссия остается защищенной. В среднем наши пациенты проходят 2-3 недели внутреннего обучения с членами семьи перед выпиской домой.

Амбулаторное лечение

Пациенты выписываются с тем же пакетом управления трансмиссией, который использовался в больнице, а также с письменными инструкциями по уходу за трансмиссией. Тщательные инструкции также предоставляются пациенту в случае травмы трансмиссии. Это включает в себя дополнительный очищающий протокол местного применения повидон-йода два раза в день и уведомление их координатора амбулаторного лечения. Фиксирующие швы, наложенные во время операции, разрезают, а красный резиновый катетер удаляют через месяц после операции, после чего пациенту предоставляется новое фиксирующее устройство (рис. 9).0111 Рисунок 4 ).

Рисунок 4 Проленовый анкер заменяется на мягкое анкерное устройство через месяц после операции.

Места выхода из трансмиссии записываются с фотографиями при каждом последующем амбулаторном посещении. Если у пациента есть какие-либо опасения относительно места выхода или управления трансмиссией, ему дают указание позвонить в клинику, и часто он может отправить репрезентативную фотографию координатору амбулаторного лечения для просмотра.

Диагностика инфекции трансмиссии

Если имеется клиническое подозрение на инфекцию трансмиссии, включая выделения или окружающую эритему, пациента доставляют в клинику для обследования. Мазки культуры берутся из окружающей области вместе с полным анализом крови (CBC) и исследованиями культуры крови. Трансмиссия тщательно осматривается на наличие участков травмы, а LVAD исследуется на предмет любой аномальной активности, которая может указывать на повреждение трансмиссии. Если есть подозрение на глубокую инфекцию, обследование также включает компьютерную томографию.

Борьба с инфекциями трансмиссии

Если результаты посева положительны или есть клинические подозрения на инфекцию, антибиотикотерапия начинается рано. Наиболее часто выделяемыми микроорганизмами являются грамположительные кокки и псевдомонады. При локализованных инфекциях в месте выхода пациент в это время находится под пристальным наблюдением. Неудачное устранение инфекции или признаки более глубокого кармана абсцесса требуют изменения положения привода или рассмотрения вопроса о замене LVAD. Нам удалось изменить положение карданной передачи путем иссечения ткани по окружности вокруг места выхода и снятия крыши с карданной передачи до точки, в которой она полностью вросла (9).0111 Рисунок 5 ).

Рис. 5 Изменение положения трансмиссии при инфекциях дистальной части трансмиссии. Зараженный участок иссекают, а трансмиссию перемещают на новое место. Повязка с отрицательным давлением используется для заживления предыдущего места выхода.

Если инфекция распространяется на карман помпы, выполняется замена LVAD. Пациента подключают к периферическому обходному анастомозу, и доступ к насосу LVAD осуществляется через расширенный подреберный разрез. Насос заменен, и новая трансмиссия проложена туннелем к чистому месту на брюшной полости. Гранулы антибиотика остаются в кармане помпы, чтобы обеспечить дополнительную защиту от остаточных бактерий. Пациентам, которые являются кандидатами на пересадку, пересаживают, как только орган становится доступным.

Пациенты с инфекциями карданной передачи, которым назначена терапия, представляют собой серьезную группу риска, так как глубокие инфекции трудно вылечить даже при замене помпы. В некоторых случаях замена всего LVAD, включая трансплантат притока и оттока, была успешной. Кроме того, для тех пациентов, которые отказались от замены помпы или по каким-либо иным причинам не могли пройти операцию, широкая санация кармана помпы и карданного вала с введением шариков с антибиотиками и повязкой с отрицательным давлением была успешной для подавления инфекции. Этим пациентам также назначают постоянную супрессивную антибактериальную терапию.

Результаты

С 2009 года 157 LVAD с непрерывным потоком были имплантированы 136 пациентам в Университете Вирджинии. Из них 119 выписаны и наблюдаются амбулаторно. Восемнадцать пациентов (15%) имели задокументированную инфекцию трансмиссии. В 2011 г. наблюдался значительный рост числа амбулаторных больных с инфекцией ДВС (21%). Был проведен междисциплинарный обзор, и были использованы новые стратегии, чтобы свести это число к нулю. Осенью 2011 года велюр на трансмиссии был зарыт под кожу во время имплантации. Также были созданы и внедрены протоколы по очистке карданной передачи в послеоперационном периоде. В 2012 году не было зарегистрировано случаев заражения трансмиссии. В этом году были представлены расфасованные наборы, содержащие необходимые стерильные материалы. В конце 2013 года во время операции был установлен красный резиновый фиксатор трансмиссии. В конечном счете, в период с января 2012 г. по март 2014 г. у нашей амбулаторной популяции пациентов с LVAD не было зарегистрировано ни одного трансмиссивного инфекционного заболевания (9).0111 Рисунок 6 ).

Рисунок 6 В период с января 2012 г. по март 2014 г. у амбулаторных пациентов не было отмечено ни одного случая инфекций трансмиссии. LVAD, вспомогательные устройства для левого желудочка.

Поскольку пациенты, получающие LVAD, живут дольше, у них больше шансов получить осложнения, связанные с чрескожным приводом. В этой статье мы описываем эволюцию управления трансмиссией в одном учреждении, что значительно снизило частоту инфекций трансмиссии. Другие центры LVAD сообщили о своих стратегиях лечения карданной передачи, которые включают широкое применение антибиотиков широкого спектра действия (14), расширенное туннелирование карданной передачи (15) и модифицированные методы фиксации. Выводы из этого опыта заключаются в том, что тщательная интраоперационная техника и долгосрочная иммобилизация карданной передачи важны для снижения частоты травм и инфекций карданной передачи.

Обучение пациентов становится все более важным, поскольку пациенты живут дольше с устройствами и возвращаются в свои амбулаторные сообщества. В недавнем исследовании, проведенном Шармой и коллегами, среднее время до развития инфекции трансмиссии составило 182 дня (2). Группой наибольшего риска развития этого осложнения являются пациенты, получавшие LVAD в качестве целевой терапии. Эти результаты были подтверждены в других исследованиях и могут быть отражением более болезненного и более пожилого населения, а также увеличения продолжительности терапии (13).

В случае, если у пациента действительно развивается инфекция трансмиссии, раннее выявление имеет решающее значение. До 30% инфекций трансмиссии могут быть связаны с той или иной формой травмы (например, падением контроллера), которая может привести к незначительному, но значительному нарушению барьера между пациентом и протезом. Повышенная местная чистка и раннее уведомление координатора LVAD могут помочь смягчить любую потенциальную инфекцию. У большинства пациентов с подозрением на инфекцию карданного вала имеется поверхностный целлюлит вокруг места выхода карданного вала. Своевременное назначение антибиотиков, направленных на посев, может быть успешным для устранения инфекции. Сообщаемый опыт центров LVAD сильно различается в отношении успеха только антибиотиков. Некоторые центры сообщают, что 70% пациентов с инфекцией трансмиссии можно лечить только антибиотиками (2), в то время как другие группы сообщают о необходимости хирургического вмешательства в 60% случаев (13).

Поверхностные инфекции в месте выхода могут распространяться на дистальную часть карданной передачи или даже карман насоса. В этих случаях показана агрессивная хирургическая санация. Несколько сообщений продемонстрировали успешное изменение положения трансмиссии, когда инфекция изолирована от места выхода (16). Повязки с отрицательным давлением и местные депо-антибиотики использовались при карманных инфекциях в дополнение к полной замене помпы (17,18). Пациентам с хроническими инфекциями LVAD успешно проведена трансплантация с последующей эрадикацией инфекции. Однако есть некоторые данные, позволяющие предположить, что общая частота трансплантаций в этой популяции снижается (13). Для пациентов с целевой терапией LVAD варианты лечения могут быть ограничены. Подавляющая антибактериальная терапия используется, если есть признаки инфекции, связанной с устройством, и устройство не может быть эксплантировано.

Выводы

Таким образом, количество LVAD с непрерывным потоком, имплантированных для лечения сердечной недостаточности, продолжает расти. Пока LVAD зависят от внешнего источника питания, крайне важно уделять внимание деталям, касающимся трансмиссии. Несмотря на то, что заражение трансмиссии неизбежно, нам удалось значительно снизить уровень заражения наших трансмиссионных участков за счет междисциплинарного критического процесса проверки и использования стандартизированных протоколов. Внедрение техники стабилизации красной резиной во время операции упростило уход за карданной передачей, сохранив при этом стабильность карданной передачи в ближайшем послеоперационном периоде. Создание пакета управления трансмиссией и улучшенное обучение пациентов, включая уход за повидон-йодной повязкой при любой травме, значительно сократили инфекции трансмиссии с 2012 года. Раннее выявление и агрессивные хирургические подходы к инфекциям трансмиссии необходимы для минимизации сопутствующих заболеваний.

Благодарности

Авторы полностью контролировали используемые методы, исходные параметры и результаты, анализ данных и подготовку письменной работы.

Раскрытие информации: Для поддержки этой работы не использовались внешние источники средств. Эта рукопись не была представлена для публикации в другом месте.

Каталожные номера

Миллер Л.В. Вспомогательные устройства для левого желудочка используются недостаточно. Тираж 2011; 123:1552-8; обсуждение 1558. [PubMed]
Шарма В., Део С.В., Стулак Дж.М. и др. Инфекции трансмиссии в вспомогательных устройствах левого желудочка: последствия для назначения терапии. Энн Торак Сург 2012; 94: 1381-6. [ПубМед]
CDC/NHCS. Национальное обследование выписки из больниц, 2000–2010 гг.
Rose EA, Gelijns AC, Moskowitz AJ, et al. Длительное использование вспомогательного устройства для левого желудочка при сердечной недостаточности в терминальной стадии. N Engl J Med 2001;345:1435-43. [ПубМед]
Миллер Л.В., Пагани Ф.Д., Рассел С.Д. и др. Использование устройства с непрерывным потоком у пациентов, ожидающих трансплантацию сердца. N Engl J Med 2007; 357: 885-96. [ПубМед]
Роджерс Дж. Г., Батлер Дж., Лансман С. Л. и др. Хроническая механическая поддержка кровообращения у пациентов с инотропной сердечной недостаточностью, которые не являются кандидатами на трансплантацию: результаты исследования INTrEPID. J Am Coll Cardiol 2007; 50: 741-7. [ПубМед]
Биркс Э.Дж. Меняющаяся тенденция к целевой терапии: лечим ли мы одних и тех же пациентов по-разному? Tex Heart Inst J 2011; 38: 552-4. [ПубМед]
Слотер М. С., Роджерс Дж.Г., Милан, Калифорния, и соавт. Тяжелая сердечная недостаточность лечится вспомогательным устройством для левого желудочка с непрерывным потоком. N Engl J Med 2009;361:2241-51. [ПубМед]
Goldstein DJ, Naftel D, Holman W, et al. Устройства с непрерывным потоком и чрескожные инфекции: клинические результаты. J Heart Lung Transplant 2012;31:1151-7. [ПубМед]
Holman WL, Rayburn BK, McGiffin DC, et al. Инфекция в вспомогательных желудочковых устройствах: профилактика и лечение. Энн Торак Сург 2003; 75: S48-57. [ПубМед]
Zierer A, Melby SJ, Voeller RK, et al. Инфекции трансмиссии с поздним началом: ахиллесова пята длительной поддержки вспомогательного устройства левого желудочка. Энн Торак Сург 2007; 84: 515-20. [ПубМед]
Гордон С.М., Шмитт С.К., Джейкобс М. и др. Нозокомиальные инфекции кровотока у пациентов с имплантируемыми вспомогательными устройствами для левого желудочка. Энн Торак Сург 2001; 72: 725-30. [ПубМед]
Топкара В. К., Кондаредди С., Малик Ф. и др. Инфекционные осложнения у пациентов с вспомогательным устройством для левого желудочка: этиология и исходы в эпоху непрерывного потока. Энн Торак Сург 2010; 90: 1270-7. [ПубМед]
Хиеда М., Сата М., Сегучи О. и др. Важность раннего соответствующего вмешательства, включая антибиотики и уход за раной, при инфекции, связанной с устройством, у пациентов с вспомогательным устройством для левого желудочка. Процедура трансплантации 2014; 46:907-10. [ПубМед]
Шибильский Д., Бенк С., Халлер С. и др. Техника двойного туннеля для трансмиссии LVAD: улучшенное управление инфекциями трансмиссии. J Artif Organs 2012; 15:44-8. [ПубМед]
Уолтер В., Сток Ю.А., Сориано-Ромеро М. и др. Эрадикация хронической раневой и трансмиссивной инфекции после повторной имплантации LVAD. J Cardiothorac Surg 2014; 9:63. [ПубМед]
Барадарян С., Стахович М., Краузе С. и др. Серия случаев: клиническое лечение стойкого дренирования трансмиссии с помощью вспомогательного механического устройства с помощью вакуумной закрывающей терапии.