ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ «Ιατρική Ερευνητική Μεθοδολογία» ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ «ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΤΗΣ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ (CECC) ΚΑΙ ΤΗΣ ΕΛΑΧΙΣΤΑ ΕΠΕΜΒΑΤΙΚΗΣ ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ (MECC) ΣΕ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΑΟΡΤΟΣΤΕΦΑΝΙΑΙΑΣ ΠΑΡΑΚΑΜΨΗΣ» ΑΣΤΕΡΙΟΥ Δ. ΧΡΗΣΤΟΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑΔΗΣ ΚΥΡΙΑΚΟΣ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Α ΚΛΙΝΙΚΗ ΘΩΡΑΚΟΣ, ΚΑΡΔΙΑΣ ΚΑΙ ΜΕΓΑΛΩΝ ΑΓΓΕΙΩΝ Α.Π.Θ. Γ.Π.Ν.Θ. ΑΧΕΠΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ ΙΟΥΝΙΟΣ 2009
Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ 1. ΑΝΑΣΤΑΣΙΑΔΗΣ ΚΥΡΙΑΚΟΣ (ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ) ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Α.Π.Θ. 2. ΠΑΠΑΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ ΧΡΗΣΤΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Α.Π.Θ. 3. ΦΟΡΟΥΛΗΣ ΧΡΙΣΤΟΦΟΡΟΣ ΛΕΚΤΟΡΑΣ Α.Π.Θ. 1
Στους γονείς μου Δημήτρη & Αλεξάνδρα, στην αδερφή μου Άννα, και στην πολυαγαπημένη τρίχρονη ανιψιά μου Σοφία... 2
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Α. ΕΙΣΑΓΩΓΗ σελ.5 Ι. ΓΕΝΙΚΑ σελ.5 ΙΙ. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ σελ.7 ΙΙΙ. Η ΣΥΣΚΕΥΗ ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ σελ.9 Α. ΟΡΙΣΜΟΣ σελ.9 Β. ΣΥΜΒΑΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΗ ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ σελ.9 Ι. ΑΝΤΛΙΑ ΕΠΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟΥ ΦΛΕΒΙΚΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ σελ.10 ΙΙ. ΑΙΜΑΤΟΔΕΞΑΜΕΝΗ σελ.11 ΙΙΙ. ΟΞΥΓΟΝΩΤΗΣ σελ.11 ΙV. ΑΝΑΡΡΟΦΗΣΕΙΣ σελ.13 V. ΑΝΤΛΙΑ ΑΠΟΣΥΜΠΙΕΣΗΣ ΤΗΣ ΑΡΙΣΤΕΡΗΣ ΚΟΙΛΙΑΣ σελ.13 VΙ. ΑΝΤΛΙΑ ΧΟΡΗΓΗΣΗΣ ΚΑΡΔΙΟΠΛΗΓΙΚΟΥ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ σελ.14 VIΙ. ΘΕΡΜΟΨΥΚΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΗ σελ.14 VIIΙ. ΦΙΛΤΡΟ ΠΑΓΙΔΕΥΣΗΣ ΜΙΚΡΟΣΩΜΑΤΙΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΑ σελ.14 IX. ΜΑΝΟΜΕΤΡΑ σελ.15 Γ. ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ σελ.16 Δ. ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΟΙ ΟΠΟΙΕΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΟΥΝΤΑΙ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ σελ.17 Ε. ΠΡΟΦΥΛΑΞΗ ΤΟΥ ΜΥΟΚΑΡΔΙΟΥ ΜΕ ΤΗ ΧΟΡΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΚΑΡΔΙΟΠΛΗΓΙΑΣ σελ.17 ΣΤ. ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ ΕΠΙ ΤΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΑΣΘΕΝΟΥΣ σελ.18 1. ΣΥΝΔΡΟΜΟ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗ σελ.18 2. ΑΙΜΑΤΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ σελ.19 3. ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΣΤΟΥΣ ΕΝΔΟΚΡΙΝΕΙΣ ΑΔΕΝΕΣ σελ.20 4. ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΑΠΟ ΤΟ ΓΑΣΤΡΕΝΤΕΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ σελ.21 3
5. ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΝΕΦΡΟΥΣ σελ.22 6. ΝΕΥΡΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ σελ.22 7. ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΑΠΟ ΤΟ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ σελ.23 8. ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΑΠΟ ΤΟ ΚΑΡΔΙΟΑΓΓΕΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ σελ.23 IV. ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΜΕΤΑΞΥ ΤΗΣ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ (CECC) ΚΑΙ ΤΗΣ ΕΛΑΧΙΣΤΑ ΕΠΕΜΒΑΤΙΚΗΣ (MECC) ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ σελ.25 Β. ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ σελ.33 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ σελ.34 ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ σελ.34 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ σελ.36 Γ. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ σελ.37 Α. ΚΛΙΝΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ σελ.38 Β. ΑΙΜΑΤΟΛΟΓΙΚΕΣ ΒΙΟΧΗΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ σελ.39 1. ΑΙΜΟΑΡΡΑΙΩΣΗ ΔΙΕΓΧΕΙΡΗΤΙΚΗ ΑΠΩΛΕΙΑ ΑΙΜΑΤΟΣ σελ.41 2. ΑΙΜΟΛΥΣΗ σελ.43 3. ΦΛΕΓΜΟΝΗ σελ.44 4. ΑΡΙΘΜΟΣ ΤΩΝ ΑΙΜΟΠΕΤΑΛΙΩΝ σελ.44 5. ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΟΥ ΜΥΟΚΑΡΔΙΟΥ σελ.45 6. ΗΠΑΤΙΚΗ ΔΥΣΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ σελ.47 7. ΝΕΦΡΙΚΗ ΔΥΣΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ σελ.48 Δ. ΣΥΖΗΤΗΣΗ σελ.50 ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΙ σελ.56 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ σελ.57 ΣΥΝΤΜΗΣΕΙΣ σελ.59 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ σελ.61 ΠΕΡΙΛΗΨΗ σελ.68 SUMMARY σελ.70 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ σελ. 72 4
Α. ΕΙΣΑΓΩΓΗ I. ΓΕΝΙΚΑ Η ολοένα αυξανόμενη επίπτωση της στεφανιαίας νόσου στην εποχή μας έχει οδηγήσει στην τελειοποίηση νέων, ασφαλέστερων και εύκολα εφαρμόσιμων μεθόδων αντιμετώπισης της. Η εξωσωματική κυκλοφορία (Ε/Κ, extracorporeal circulation ECC), τα τελευταία 56 χρόνια, έχει βοηθήσει τα μέγιστα στην επίτευξη του παραπάνω στόχου. Η χειρουργική επί των στεφανιαίων αγγείων, αορτοστεφανιαία παράκαμψη (coronary artery bypass grafting CABG) με τη βοήθεια της Ε/Κ αποτελεί στις μέρες μας μια ασφαλή και καθιερωμένη μέθοδο. Παρ όλα αυτά, και παρά τη μεγάλη βελτίωση που έχει επισυμβεί κατά τη διάρκεια των ετών που βρίσκεται σε εφαρμογή, η συμβατική Ε/Κ (conventional ECC CECC) δεν είναι άμοιρη ανεπιθύμητων επιδράσεων στον οργανισμό. Η ενεργοποίηση του συνδρόμου συστηματικής φλεγμονώδους αντίδρασης (systemic inflammatory response syndrome SIRS), οι διαταραχές του πηκτικού μηχανισμού, η αιμοαρραίωση, η αιμόλυση, η έκπτωση της εγκεφαλικής και σπλαχνικής αιμάτωσης και η κακή μυοκαρδιακή προστασία με τα επακόλουθα τους αποτελούν μερικές από τις πιο σημαντικές βλαπτικές επιδράσεις της Ε/Κ στον ασθενή. Για τους παραπάνω λόγους, εδώ και περίπου δύο δεκαετίες, η στεφανιαία επαναιμάτωση σε πάλλουσα καρδιά (off pump CABG OPCAB) αποτέλεσε την απάντηση της καρδιοχειρουργικής στα επιτεύγματα της επεμβατικής καρδιολογίας, προσπαθώντας ταυτόχρονα να ελαχιστοποιήσει τα προβλήματα που επιφέρει η Ε/Κ στον ασθενή. Παρά τις όποιες όμως προσπάθειες των υπερμάχων της, δεν κατόρθωσε αφενός να εξαλείψει τη νοσηρότητα μετά από επεμβάσεις επαναιμάτωσης του μυοκαρδίου και αφετέρου να βελτιώσει την πρόγνωση των ασθενών που χειρουργούνται με τη μέθοδο αυτή. Μάλιστα, εκτός από τις δυσκολίες που έχει ο καρδιοχειρουργός στην επίτευξη μιας άρτιας αναστόμωσης, υπάρχουν διάφορα προβλήματα αιμοδυναμικής σταθεροποίησης του ασθενούς κατά τη διενέργεια της 5
(αρρυθμίες, υπόταση, χαμηλή καρδιακή παροχή, κ.α.). Αυτό έχει ως αποτέλεσμα αρκετές φορές την ατελή επαναιμάτωση του μυοκαρδίου του ασθενούς. Την τελευταία δεκαετία έχει τελειοποιηθεί ένα νέο κύκλωμα Ε/Κ με σκοπό την ελαχιστοποίηση των επιπτώσεων της στον ασθενή (minimal ECC MECC). Η χρήση των συστημάτων αυτών ελπίζεται ότι θα «γεφυρώσει» τα μειονεκτήματα από την CECC και OPCAB χειρουργική, ώστε να εκμεταλλευτεί τα πλεονεκτήματα κάθε μιας και να ελαττώσει τις επιπλοκές από αυτές. Η κλινική εφαρμογή της μεθόδου έχει κατ αρχάς αποδώσει καλά συγκριτικά αποτελέσματα, γεγονός που την καθιστά όλο και πιο δημοφιλή παγκοσμίως. Οι διαφορές της όμως σε σχέση με την CECC σε κυτταρικό επίπεδο και η πλήρης ανάλυση των επιπτώσεων της στον οργανισμό του ασθενούς δεν έχουν ακόμη πλήρως αποσαφηνιστεί. Βέβαια, ακόμη ένα πολύ μικρό ποσοστό των καρδιοχειρουργικών κέντρων παγκοσμίως χρησιμοποιεί τα συστήματα MECC, τόσο γιατί αυτά είναι σε μια περίοδο κλινικής δοκιμασίας της αξιοπιστίας τους, όσο και διότι η εφαρμογή τους απαιτεί ιδιαίτερες τεχνικές γνώσεις, εξοικείωση και εμπειρία όλης της καρδιοχειρουργικής ομάδας. Στην παρούσα μελέτη συγκρίνονται τα αποτελέσματα από τη χρήση της συμβατικής και της ελάχιστα επεμβατικής Ε/Κ σε επεμβάσεις αορτοστεφανιαίας παράκαμψης που διενεργήθηκαν σε ασθενείς στην Α Κλινική Θώρακος, Καρδιάς και Μεγάλων Αγγείων του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης στο Γενικό Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Θεσσαλονίκης ΑΧΕΠΑ. 6
II. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ Πριν από τον Gibbon, ο οποίος τον Μάιο του 1953 1 πραγματοποίησε την πρώτη επιτυχή εγχείρηση ανοιχτής καρδιάς σε άνθρωπο με χρήση Ε/Κ, την οποία ο ίδιος τελειοποίησε, προηγήθηκαν πολλοί ερευνητές οι οποίοι με κοπιώδεις προσπάθειες συνέβαλαν στην ανάπτυξη της ειδικότητας της καρδιοχειρουργικής. Ήδη, από το 1813 ο LeGallois 2 διατύπωσε τη θεωρία της βοηθητικής κυκλοφορίας, με την οποία υποστήριξε ότι η ζωή μπορεί να διατηρηθεί με «εξωτερική» αιμάτωση ενός τμήματος του οργανισμού, ακόμη κι αν αυτό έχει διαχωριστεί από το υπόλοιπο σώμα. Ο Brown-Sequard, 3 την περίοδο 1848-1858, απέδειξε την αναγκαιότητα της οξυγόνωσης του αίματος που χρησιμοποιείται για την αιμάτωση των διαφόρων οργάνων. Έτσι, κατόρθωσε να διατηρήσει νευρικά αντανακλαστικά σε εγκεφάλους θηλαστικών μετά τον απεγκεφαλισμό των πειραματόζωων. Το 1885, οι von Frey και Gruber 4 χρησιμοποίησαν την πρώτη «βοηθητική συσκευή καρδιάς - πνευμόνων», στην οποία η οξυγόνωση του παρεχόμενου αίματος ήταν συνεχής. Αυτό επιτυγχανόταν με τη διοχέτευση του αίματος, με τη μορφή λεπτού στρώματος, στο εσωτερικό τοίχωμα ενός κεκλιμένου και περιστρεφόμενου κυλίνδρου όπου υπήρχε περιβάλλον οξυγόνου. Τα πειραματικά δεδομένα των von Frey και Gruber βοήθησαν τον Gibbon να επιχειρήσει το 1937 5 την πρώτη εκλεκτική καρδιοπνευμονική παράκαμψη σε γάτα. Ο Gibbon κατόρθωσε να αποκλείσει την πνευμονική αρτηρία για 25 λεπτά, ενώ παρέκαμψε τη λειτουργία της αριστερής κοιλίας με τη βοήθεια ενός συστήματος αντλιών και οξυγονωτή. Με τον τρόπο αυτό επιχειρήθηκε, σε αναίμακτο χειρουργικό πεδίο, πνευμονική εμβολεκτομή. Ο O Shaughenesy σε άρθρο του στο περιοδικό Lancet το 1937, με τίτλο «Future of Cardiac Surgery», αναφέρει: «το πραγματικό κλειδί στην πρόοδο για τη διόρθωση των καρδιακών ανωμαλιών είναι η διατήρηση της εγκεφαλικής λειτουργίας όσο διάστημα η καρδιά θα βρίσκεται εκτός κυκλοφορίας». Η μεσολάβηση του Β Παγκοσμίου Πολέμου είχε σίγουρα ανασταλτικό χαρακτήρα στην εξέλιξη της καρδιοχειρουργικής. Από την άλλη πλευρά, όμως, επήλθε μεγάλη εξοικείωση των χειρουργών με θωρακικά και καρδιακά τραύματα. Την περίοδο αυτή οι Crafoord και Andersen στη Σουηδία κατασκεύασαν τον πρώτο 7
οξυγονωτή με περιστρεφόμενους δίσκους, τον οποίο περιέγραψε λεπτομερώς ο Björk το 1948. 6 Ο Gibbon το 1953 πραγματοποίησε με τη βοήθεια της Ε/Κ την πρώτη επιτυχή σύγκλειση μεσοκολπικής επικοινωνίας σε άνθρωπο στο Jefferson Medical School της Philadelphia. 1 Δυστυχώς, η επιτυχής αυτή προσπάθεια του Gibbon δεν συνεχίστηκε, επειδή οι επόμενοι τέσσερις ασθενείς κατέληξαν από διάφορες επιπλοκές. Οι Lillehei και Varco εφάρμοσαν το 1954 στο Πανεπιστήμιο της Minnesota την «τεχνική της διασταυρούμενης κυκλοφορίας» (cross circulation) σε βρέφη και μικρά παιδιά για την αντιμετώπιση συγγενών καρδιοπαθειών. 7 Χρησιμοποιήθηκε μια απλή αντλία για την παροχή του αρτηριακού αίματος και ως οξυγονωτής χρησιμοποιήθηκαν οι πνεύμονες ενήλικα. Λίγα χρόνια αργότερα, ο De Wall 8 κατασκεύασε τον πρώτο οξυγονωτή με φυσαλίδες (bubble oxygenator), ο οποίος καθιερώθηκε οριστικά στις χειρουργικές επεμβάσεις ανοιχτής καρδιάς από το 1970. Ο Kirklin στη Mayo Clinic άρχισε από το 1955 να χρησιμοποιεί συστηματικά τον οξυγονωτή και τη μηχανή της Ε/Κ του Gibbon, με την εφαρμογή της οποίας αντιμετωπίστηκαν οκτώ ασθενείς με συγγενείς καρδιοπάθειες, από τους οποίους επέζησαν οι τέσσερις. 9 Από την εποχή εκείνη αρχίζει ουσιαστικά η επιταχυνόμενη εξέλιξη της σύγχρονης καρδιοχειρουργικής. 8
III. Η ΣΥΣΚΕΥΗ ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ Α. ΟΡΙΣΜΟΣ Με τον όρο εξωσωματική κυκλοφορία (Ε/Κ, extracorporeal circulation ECC) εννοούμε την παράκαμψη της καρδιάς και των πνευμόνων και την υποκατάσταση της λειτουργίας τους με τη βοήθεια συσκευής, η οποία εξασφαλίζει την οξυγόνωση του αίματος εκτός του σώματος, την επαναφορά του και την κυκλοφορία του σ αυτό. Β. ΣΥΜΒΑΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΗ ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ Η συμβατική συσκευή της E/K αποτελείται από: I. Την αντλία του επιστρεφόμενου φλεβικού αίματος. II. Την αιματοδεξαμενή για τη συγκέντρωση του φλεβικού αίματος του ασθενούς. III. Τον οξυγονωτή. IV. Τις αντλίες (συνήθως δύο) για την αναρρόφηση και την επιστροφή του αίματος από το χειρουργικό πεδίο προς τον οξυγονωτή. V. Την αντλία για την αποσυμπίεση της αριστερής κοιλίας. VI. Την αντλία για τη χορήγηση καρδιοπληγίας. VII. Τη θερμοψυκτική συσκευή για τη διενέργεια συστηματικής υποθερμίας και αναθέρμανσης του ασθενούς, μέσω ψύξης και αναθέρμανσης του κυκλοφορούμενου αίματος. VIII. Το φίλτρο παγίδευσης μικροσωματίων και αέρα. IX. Τα μανόμετρα. Το βασικό κύκλωμα καρδιοπνευμονικής παράκαμψης απεικονίζεται στο σχήμα 1. 9
Σχήμα 1. Το βασικό κύκλωμα καρδιοπνευμονικής παράκαμψης, όπου απεικονίζονται: η αιματοδεξαμενή, η αντλία, ο οξυγονωτής μεμβράνης, η θερμοψυκτική συσκευή και το φίλτρο παγίδευσης μικροσωματίων. I. ΑΝΤΛΙΑ ΕΠΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟΥ ΦΛΕΒΙΚΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ Η αντλία αυτή προωθεί το οξυγονωμένο αίμα από τον οξυγονωτή προς τον ασθενή μέσω της ανιούσας αορτής, της μηριαίας, της υποκλειδίου ή της ανωνύμου αρτηρίας εξασφαλίζοντας την αναγκαία παροχή αίματος σ αυτόν. Η συνήθης αντλία είναι του τύπου των σωλήνων (roller pump) κυλινδρική και αποτελείται από ένα περιστρεφόμενο βραχίονα, μεταβαλλόμενου μήκους, στα άκρα του οποίου βρίσκονται δυο όμοιοι περιστρεφόμενοι κύλινδροι. Η γωνία μεταξύ των κυλίνδρων είναι 180, έτσι ώστε ο ένας από αυτούς ενεργεί σαν βαλβίδα. Μεταξύ εσωτερικής επιφάνειας του χώρου, ο οποίος αποτελείται από ανάλογη κοίλη μεταλλική πλάκα και στον οποίο περιστρέφεται ο βραχίονας με τους κυλίνδρους, παρεμβάλλεται ο σωλήνας της αρτηριακής παροχής. Με τις αντλίες αυτές υπάρχει η δυνατότητα παροχής αίματος από 0,1L/min μέχρι 10L/min, ανάλογα με τον αριθμό των στροφών της αντλίας και την εσωτερική διάμετρο του σωλήνα της αρτηριακής γραμμής. 10 Πιο σύγχρονος τύπος αντλίας είναι η φυγόκεντρη αντλία (centrifugal pump), στην οποία η προώθηση του αρτηριοποιημένου αίματος γίνεται με τις περιστροφικές 10
κινήσεις ομόκεντρων πτερυγίων τα οποία περιστρέφονται μέσα σ έναν πλαστικό κώνο μέσω ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας. 11 Οι παραπάνω αντλίες παρέχουν συνήθως συνεχή αιματική ροή (axial, nonpulsatile flow). Η χρήση της σφυγμικής ροής (pulsatile flow) κατά τη διάρκεια της E/K έδειξε ότι παρουσιάζει ορισμένα πλεονεκτήματα όταν ο χρόνος της E/K είναι παρατεταμένος. Φαίνεται, όμως, ότι για τη συνήθη κλινική εφαρμογή της Ε/Κ στη μείζονα μάζα των καρδιοχειρουργικών επεμβάσεων δεν υπάρχουν ιδιαίτερα πλεονεκτήματα έναντι της συνεχούς ροής, η οποία σχεδόν επικράτησε διεθνώς λόγω της απλότητας και πρακτικότητας της. 12 Η παροχή αίματος από τη συσκευή της Ε/Κ προς τον ασθενή καθορίζεται με βάση τις μεταβολικές ανάγκες του ασθενούς οι οποίες είναι ανάλογες της επιφάνειας του σώματος και υπολογίζεται σε 2,2-2,4L/min ανά τετραγωνικό μέτρο επιφάνειας σώματος (m²/bsa). Η επιφάνεια σώματος υπολογίζεται εύκολα μέσω ειδικών νορμογραμμάτων από το ύψος, το βάρος και το φύλο του ασθενούς. ΙΙ. ΑΙΜΑΤΟΔΕΞΑΜΕΝΗ Η αιματοδεξαμενή (venous reservoir) χρησιμοποιείται για τη συλλογή του επιστρεφόμενου φλεβικού αίματος από την καρδιά. Η επιστροφή του αίματος από τον ασθενή στη δεξαμενή γίνεται με την βαρύτητα (παθητικά). Το φλεβικό αίμα απάγεται διαμέσου ειδικών καθετήρων από το δεξιό κόλπο της καρδιάς, τις κοίλες φλέβες ή από τη μηριαία φλέβα. Ο ρυθμός της φλεβικής επιστροφής εξαρτάται από τη διαφορά ύψους μεταξύ δεξιού κόλπου ή μηριαίας φλέβας και του οξυγονωτή. 13 Έτσι, για παράδειγμα, ανύψωση της αιματοδεξαμενής και του οξυγονωτή στο ύψος του χειρουργικού τραπεζιού μειώνει τη φλεβική επιστροφή. IIΙ. ΟΞΥΓΟΝΩΤΗΣ Η οξυγόνωση του φλεβικού αίματος γίνεται με τους οξυγονωτές, οι οποίοι μπορούν να υποκαταστήσουν τη λειτουργία των πνευμόνων για περιορισμένο, αλλά αρκετό για την ολοκλήρωση της χειρουργικής επέμβασης, χρονικό διάστημα. 11
Το επιστρεφόμενο φλεβικό αίμα στον οξυγονωτή έρχεται σε επαφή απευθείας ή διαμέσου μεμβράνης με το παρεχόμενο οξυγόνο. Το οξυγόνο διαχέεται στο πλάσμα, γιατί υπάρχει διαφορά στις τιμές της μερικής πίεσης αυτού (PO 2 ), μεταξύ του χορηγούμενου οξυγόνου και του φλεβικού αίματος. Στη συνέχεια το οξυγόνο εισέρχεται στα ερυθρά αιμοσφαίρια και συνδέεται με τη μη-κορεσμένη αιμοσφαιρίνη. Η χημική σύνδεση του οξυγόνου με την αιμοσφαιρίνη είναι ταχύτατη λόγω της μεγάλης χημικής συγγένειας τους. Η ίδια αρχή, της διαφοράς μερικής πίεσης, ισχύει και για την αποβολή του διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ) από το φλεβικό αίμα προς τον οξυγονωτή. Παρά το γεγονός ότι στην περίπτωση αυτή η διαφορά πίεσης είναι μικρότερη, η διεργασία αυτή εξελίσσεται ταχύτερα από ότι η οξυγόνωση, λόγω μεγάλης διαλυτότητας του CO 2. Η σωστή λειτουργία ενός οξυγονωτή εξασφαλίζει ικανοποιητική οξυγόνωση του φλεβικού αίματος και απομάκρυνση του CO 2 με ρύθμιση και διατήρηση της οξεοβασικής ισορροπίας. Διακρίνουμε δύο τύπους οξυγονωτών: α. Οξυγονωτές με φυσαλίδες (bubble oxygenators), όπου επιτυγχάνεται απευθείας επαφή του αίματος με το χορηγούμενο οξυγόνο. Οι οξυγονωτές αυτού του τύπου δεν βρίσκονται πλέον σε κοινή χρήση. 14 β. Οξυγονωτές μεμβράνης (membrane oxygenators), στους οποίους παρεμβάλλεται μια διαπερατή στο οξυγόνο μεμβράνη, μεταξύ του κυκλοφορούμενου αίματος και του χορηγούμενου οξυγόνου. 15 Αυτή ακριβώς η κατασκευή των οξυγονωτών μεμβράνης τους προσδίδει και τα σχετικά πλεονεκτήματα έναντι των οξυγονωτών με φυσαλίδες, τα οποία συνοψίζονται επιγραμματικά στην ικανότητα τους να περιορίζουν σημαντικά την καταστροφή των ερυθρών και λευκών αιμοσφαιρίων, την ενεργοποίηση των αιμοπεταλίων και να εξουδετερώνουν τα εμβολικά επεισόδια. 16 Σχεδόν σε όλους τους οξυγονωτές υπάρχει ενσωματωμένος ο εναλλάκτης θερμοκρασίας (heat exchanger). Με τη βοήθεια της κατασκευής αυτής, στο εσωτερικό της οποίας κυκλοφορεί θερμό ή ψυχρό νερό και το εξωτερικό του σπειράματος της έρχεται σε επαφή με το κυκλοφορούμενο μέσα στον οξυγονωτή αίμα, επιτυγχάνεται η ψύξη ή η θέρμανση του χορηγούμενου στον ασθενή αίματος, και κατ επέκταση η ψύξη ή η θέρμανση του ίδιου του ασθενούς (σχήμα 2). 12
Σχήμα 2. Διάγραμμα ενός οξυγονωτή μεμβράνης με ενσωματωμένο εναλλάκτη θερμοκρασίας. IV. ΑΝΑΡΡΟΦΗΣΕΙΣ Η συσκευή της Ε/Κ είναι επιπλέον εξοπλισμένη με συνήθως δύο ή τρεις αντλίες για την επαναφορά του αίματος από το χειρουργικό πεδίο στην φλεβική αιματοδεξαμενή. V. ΑΝΤΛΙΑ ΑΠΟΣΥΜΠΙΕΣΗΣ ΤΗΣ ΑΡΙΣΤΕΡΗΣ ΚΟΙΛΙΑΣ Η αντλία αυτή συνδέεται με έναν καθετήρα, ο οποίος τοποθετείται είτε μέσω της κορυφής της αριστερής κοιλίας είτε μέσω του αριστερού κόλπου (δεξιά άνω πνευμονική φλέβα), με σκοπό την αποσυμπίεση (venting) της αριστερής κοιλίας. Υπάρχει ακόμη η δυνατότητα να τοποθετηθεί ο καθετήρας στην πνευμονική αρτηρία, οπότε γίνεται έμμεση αποσυμπίεση της αριστερής κοιλίας λόγω της καλύτερης απορροής του αίματος από την πνευμονική κυκλοφορία, άρα και της επιστροφής λιγότερης ποσότητας αίματος από τις πνευμονικές φλέβες στην αριστερή καρδιά. 13
VI. ΑΝΤΛΙΑ ΧΟΡΗΓΗΣΗΣ ΚΑΡΔΙΟΠΛΗΓΙΚΟΥ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ Σε πολλές συσκευές Ε/Κ υπάρχει αντλία χορήγησης του καρδιοπληγικού διαλύματος. Η αντλία αυτή δε διαφέρει από τις συνήθεις αντλίες, αν και τον τελευταίο καιρό με την ευρεία εφαρμογή της αιματικής καρδιοπληγίας, κατασκευάστηκαν αντλίες με δύο κεφαλές για την σταθερή χορήγηση και μείξη του καρδιοπληγικού διαλύματος και του αίματος, με παράλληλη εγκατάσταση συστήματος εναλλάκτη θερμοκρασίας για την ψύξη του χορηγούμενου μείγματος (σε περίπτωση χορήγησης ψυχρής καρδιοπληγίας). VII. ΘΕΡΜΟΨΥΚΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΗ Πρόκειται για συσκευή (heater-cooler) η οποία λειτουργεί με ηλεκτρικό ρεύμα και έχει τη δυνατότητα να ψύχει ή να θερμαίνει, αναλόγως των αναγκών, το υπάρχον εντός της δεξαμενής της νερό ή μείγμα νερού και αλκοόλης. Το θερμό ή ψυχρό νερό κυκλοφορεί με ειδικούς σωλήνες μέσα στον εναλλάκτη θερμοκρασίας (heat exchanger) του οξυγονωτή και με τον τρόπο αυτό ψύχει ή θερμαίνει ανάλογα το κυκλοφορούμενο αίμα και κατ επέκταση τον ασθενή. VIIΙ. ΦΙΛΤΡΟ ΠΑΓΙΔΕΥΣΗΣ ΜΙΚΡΟΣΩΜΑΤΙΩΝ ΚΑΙ ΑΕΡΑ Είναι ειδικό φίλτρο, το οποίο παρεμβάλλεται στο αρτηριακό σκέλος της κυκλοφορίας, διαμέτρου πόρων 10-40μm. Σκοπός του φίλτρου είναι η δέσμευση των διαφόρων μικροσωματίων, όπως μικροσκοπικών θρόμβων, φυσαλίδων οξυγόνου, συγκριμάτων ερυθρών αιμοσφαιρίων, λευκών αιμοσφαιρίων και αιμοπεταλίων ή ακόμη και μικροσκοπικών κομματιών σιλικόνης από τους σωλήνες του κυκλώματος της Ε/Κ. Η είσοδος των μικροσωματίων αυτών στο αρτηριακό σύστημα του ασθενούς έχει καταστροφικές συνέπειες (εμβολές σε τελικά όργανα, όπως: εγκέφαλος, σπλάχνα, άκρα του ασθενούς, κ.α.). 14
IX. ΜΑΝΟΜΕΤΡΑ Διάφορα μανόμετρα παρεμβάλλονται κυρίως στο σύστημα της αρτηριακής γραμμής για τη μέτρηση της εντός αυτής αναπτυσσόμενης πίεσης από τη λειτουργία της αντλίας. Επίσης, σε ορισμένα κέντρα παρεμβάλλονται σε σειρά διάφορα φωτοκύτταρα, ώστε μέσω ειδικών συσκευών συνδεδεμένων με αυτά, να είναι δυνατή η συνεχής παρακολούθηση της μερικής πίεσης του οξυγόνου (PO 2 ), του κορεσμού της αιμοσφαιρίνης (sat) ή ακόμη και των ηλεκτρολυτών. Το πλήρες τυπικό κύκλωμα συμβατικής καρδιοπνευμονικής παράκαμψης απεικονίζεται στο σχήμα 3. Σχήμα 3. Διάγραμμα ενός τυπικού κυκλώματος συμβατικής καρδιοπνευμονικής παράκαμψης. 15
Γ. ΑΡΧΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ Η λειτουργία του κυκλώματος της Ε/Κ προϋποθέτει τη μη-ύπαρξη αέρα μέσα στο κύκλωμα. Για την απομάκρυνση του αέρα, θα πρέπει το κύκλωμα να προπληρωθεί με κάποιο υγρό (prime). Κατά τη διάρκεια των πρώτων χρόνων της εφαρμογής της Ε/Κ ως διάλυμα αρχικής πλήρωσης του οξυγονωτή χρησιμοποιήθηκε ηπαρινισμένο αίμα. Λόγω της μεγάλης ποσότητας αίματος που απαιτούσε το σύστημα καθιερώθηκε η τεχνική της πλήρους αιμοαρραίωσης, δηλαδή της πλήρωσης των κυκλωμάτων της Ε/Κ με κρυσταλλοειδή διαλύματα χωρίς την παρουσία αίματος. Η πλήρωση αυτή αποδείχθηκε επωφελής για τον ασθενή γιατί ελάττωσε τη μηχανική καταστροφή των ερυθροκυττάρων, περιόρισε σημαντικά τη συνολική χορήγηση αίματος, διατήρησε ικανοποιητικά τα επίπεδα αιμοπεταλίων, περιόρισε τη μετεγχειρητική αιμορραγία, ελάττωσε τα νεφρολογικά προβλήματα, ενώ ταυτόχρονα παρατηρήθηκε ελάττωση και των πνευμονικών επιπλοκών. Τα χρησιμοποιούμενα κρυσταλλοειδή διαλύματα είναι συνήθως το διάλυμα δεξτρόζης 5% και το Ringer s Lactate με τη προσθήκη διαλύματος μαννιτόλης 10%. Η δράση της μαννιτόλης είναι καθαρά ωσμωτική. Σπάνια, προστίθεται αλβουμίνη ή, επί χαμηλού αιματοκρίτη και σε μικρά παιδιά, ολικό αίμα. Κατά τη διάρκεια της Ε/Κ η μεταφορά του οξυγόνου στους ιστούς εξαρτάται βασικά από την αρτηριακή παροχή της μηχανής Ε/Κ, τον κορεσμό του αίματος σε οξυγόνο και το ποσό της αιμοσφαιρίνης στο αίμα του ασθενούς. 17 Υπάρχει ένα όριο κάτω από το οποίο η μεταφορική ικανότητα του αίματος σε οξυγόνο επηρεάζεται, με αποτέλεσμα να έχουμε ελλιπή προσφορά οξυγόνου στους ιστούς και κατά συνέπεια ανάπτυξη μεταβολικής οξέωσης. Το όριο αυτό αντιστοιχεί σε τιμή αιματοκρίτη μεταξύ 20% και 22%. 18 Κάτω από αυτές τις τιμές αιματοκρίτη θεωρείται αναγκαία η προσθήκη αίματος στο κύκλωμα της Ε/Κ. Σε όλους σχεδόν τους ασθενείς, παράλληλα με την αιμοαρραίωση, εφαρμόζεται και κάποιας μορφής συστηματική υποθερμία. Η εφαρμογή της συστηματικής υποθερμίας αποτελεί προστατευτικό μηχανισμό των ιστών, γιατί αφενός αυξάνεται η διαλυτότητα του οξυγόνου στο πλάσμα και αφετέρου ελαττώνονται σημαντικά οι απαιτήσεις των ιστών σε οξυγόνο. Έτσι, στους 30 C οι 16
απαιτήσεις ελαττώνονται κατά 50%, ενώ στους 20 C ελαττώνονται κατά 80%. Η υποθερμία βέβαια αυξάνει τη γλοιότητα του αίματος, η οποία όμως αντιρροπείται σε κάποιο βαθμό από τη συνυπάρχουσα αιμοαρραίωση. Δ. ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ΟΙ ΟΠΟΙΕΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΟΥΝΤΑΙ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ Διάφορες παράμετροι παρακολουθούνται συνεχώς ή περιοδικά κατά τη διάρκεια της Ε/Κ. Οι παράμετροι που παρακολουθούνται συνεχώς είναι: το ηλεκτροκαρδιογράφημα, η καρδιακή συχνότητα, η συστηματική αρτηριακή πίεση, η κεντρική φλεβική πίεση, η πίεση της πνευμονικής αρτηρίας ή του αριστερού κόλπου, η αρτηριακή παροχή της μηχανής Ε/Κ, η παροχή των στεφανιαίων αναρροφήσεων, ο βαθμός ηπαρινισμού του αίματος, η θερμοκρασία του σώματος (συνήθως ορθού και οισοφάγου), η θερμοκρασία του αίματος της αρτηριακής παροχής και της φλεβικής επιστροφής, καθώς και η θερμοκρασία του νερού στη θερμοψυκτική συσκευή. Ακόμη, ελέγχονται κατά τακτά χρονικά διαστήματα ο αεριομετρικός προσδιορισμός, η οξεοβασική ισορροπία, ο αιματοκρίτης, η συγκέντρωση του καλίου στο αίμα, η αποβολή των ούρων και από μερικούς η θερμοκρασία του μυοκαρδίου. Ε. ΠΡΟΦΥΛΑΞΗ ΤΟΥ ΜΥΟΚΑΡΔΙΟΥ ΜΕ ΤΗ ΧΟΡΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΚΑΡΔΙΟΠΛΗΓΙΑΣ Κατά τη διάρκεια των διαφόρων ενδοκαρδιακών επεμβάσεων και χειρισμών είναι επιθυμητό το αναίμακτο και «ήσυχο» χειρουργικό πεδίο. Αυτό σημαίνει ότι η καρδιά πρέπει να είναι κενή αίματος και να μην παρουσιάζει καμία ηλεκτρική ή μηχανική δραστηριότητα. Απαιτείται, λοιπόν, διακοπή της άρδευσης των στεφανιαίων αγγείων, γεγονός που επιτυγχάνεται με την τοποθέτηση μιας λαβίδας στην αορτή μεταξύ της εισόδου του αρτηριακού καθετήρα και της έκφυσης των στεφανιαίων αρτηριών, χειρισμός ο οποίος είναι γνωστός ως αποκλεισμός της αορτής. 17
Όμως, ακριβώς στο σημείο αυτό αρχίζει το δύσκολο πρόβλημα της προφύλαξης και διατήρησης του ισχαιμικού πλέον μυοκαρδίου, μέχρι τη στιγμή που θα αρθεί ο αποκλεισμός της αορτής. Διάφορες τεχνικές έχουν προταθεί και έχουν εφαρμοστεί πειραματικά και κλινικά για την προφύλαξη του μυοκαρδίου. Ευρέως διαδεδομένη και αυτή η οποία παρουσίασε τα καλύτερα αποτελέσματα είναι η τεχνική της καρδιοπληγικής παύσης της καρδιακής λειτουργίας. Σε γενικές γραμμές, η τεχνική αυτή αποσκοπεί, μέσω του χορηγούμενου καρδιοπληγικού διαλύματος, στην παύση κάθε ηλεκτρικής και μηχανικής δραστηριότητας της καρδιάς και στη διατήρηση των ενεργειακών αποθεμάτων του μυοκαρδίου, ώστε μετά την άρση του αποκλεισμού να είναι έτοιμη η καρδιά να αναλάβει ξανά το έργο της ως αντλία. Βασικό συστατικό του καρδιοπληγικού διαλύματος είναι το κάλιο, σε συγκέντρωση 15-35mmol/L, το οποίο συμβάλλει στη διακοπή της ηλεκτρικής και μηχανικής λειτουργίας της καρδιάς (διαστολική παύση). Αναλόγως της σύστασης του διαλύματος διακρίνουμε δύο είδη καρδιοπληγίας, την κρυσταλλοειδή και την αιματική καρδιοπληγία. Στην τελευταία χορηγείται μαζί με το καρδιοπληγικό διάλυμα και ανάλογη ποσότητα οξυγονωμένου αίματος σε αναλογία συνήθως 4:1, το οποίο μπορεί να έχει χαμηλή θερμοκρασία (4 C) ή θερμοκρασία σώματος (θερμή αιματική καρδιοπληγία). Ανάλογη θερμοκρασία έχουν και τα χορηγούμενα κρυσταλλοειδή διαλύματα καρδιοπληγίας (ψυχρά ή θερμά). Η καρδιοπληγία μπορεί να χορηγηθεί ανάλογα: στη ρίζα της αορτής, απευθείας στα εκφυτικά στόμια των στεφανιαίων αρτηριών ή παλίνδρομα μέσω του στεφανιαίου κόλπου. ΣΤ. ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΤΗΣ ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ ΕΠΙ ΤΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΑΣΘΕΝΟΥΣ 1. ΣΥΝΔΡΟΜΟ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗ Μια γενικότερη αντίδραση του οργανισμού μετά από Ε/Κ η οποία οφείλεται στην ενεργοποίηση του συμπληρώματος, χαρακτηρίζεται ως «σύνδρομο μετά από Ε/Κ» (postperfusion syndrome) και περιλαμβάνει σε άλλοτε άλλη έκταση κλινικά σημεία πνευμονικής δυσλειτουργίας, νεφρικής δυσλειτουργίας, αιμορραγικής 18
διάθεσης, αυξημένης τάσης για λοιμώξεις, αυξημένο διάμεσο οίδημα, πυρετό, αγγειοσύσπαση και αιμόλυση. 19 Η βλαπτική δράση της Ε/Κ οφείλεται σε διάφορα μηφυσιολογικά συμβάματα, όπως έκθεση του αίματος σε μη-ενδοθηλιακές επιφάνειες και δράση διαφόρων μηχανικών δυνάμεων τάσης. Με την έναρξη της Ε/Κ και την έκθεση και κυκλοφορία του αίματος σε ξένες επιφάνειες λαμβάνει χώρα μια «συστηματική φλεγμονώδης αντίδραση» (systemic inflammatory response SIRS), 20 η οποία αφορά και τα έμμορφα και άμορφα στοιχεία του αίματος. Επίσης, ένα τμήμα αυτής της «φλεγμονώδους αντίδρασης όλου του σώματος» (whole body inflammatory response) είναι το επονομαζόμενο «σύστημα χυμικής ενίσχυσης» (humoral amplification system). Αυτό περιλαμβάνει τον καταρράκτη του πηκτικού μηχανισμού, τον καταρράκτη της καλλικρεΐνης, το ινωδολυτικό σύστημα και το σύστημα του συμπληρώματος. 21 Το σύστημα του συμπληρώματος αποτελείται από μια ομάδα κυκλοφορούντων γλυκοπρωτεϊνών και σχηματίζει τον βασικό ιστό, κατά τη διάρκεια της απάντησης του οργανισμού σε κάποια ανοσολογική αντίδραση, λοίμωξη ή τραυματισμό. Υπάρχουν δύο οδοί για την ενεργοποίηση του συμπληρώματος. Η κλασική οδός, η οποία ενεργοποιείται από την αντίδραση αντιγόνου-αντισώματος και η εναλλακτική οδός ενεργοποίησης από την έκθεση του αίματος σε ξένες επιφάνειες, όπως ακριβώς συμβαίνει με την εγκατάσταση της Ε/Κ. Ο βαθμός ενεργοποίησης του συμπληρώματος έχει σχέση με τη νοσηρότητα που παρατηρείται μετά από χειρουργικές επεμβάσεις ανοιχτής καρδιάς και είναι διαφορετικός για κάθε ασθενή, όπως διαφορετικής βαρύτητας είναι και οι αντιδράσεις από τα επιμέρους συστήματα του οργανισμού. 22 2. ΑΙΜΑΤΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ Η Ε/Κ έχει ως συνέπεια ορισμένες αλλαγές ή βλάβες των έμμορφων στοιχείων του αίματος ή και άλλων παραγόντων αυτών. Η πτώση του αριθμού και η έκπτωση της λειτουργίας των αιμοπεταλίων είναι οι πλέον συνήθεις διαταραχές που παρατηρούνται. Φυσιολογικά, τα αιμοπετάλια προσκολλώνται στις ξένες επιφάνειες ή και μεταξύ τους και σχηματίζουν συγκρίματα. Η συγκόλληση των αιμοπεταλίων ενεργοποιείται από χημικές ουσίες, συμπεριλαμβανομένων της αδενικής διφωσφατάσης, της σεροτονίνης, του αραχιδονικού οξέος και της θρομβοξάνης Α 2. Από τη στιγμή που ενεργοποιηθούν τα αιμοπετάλια, υφίστανται αλλαγές στη δομή 19
τους, αλλά και στη βιοχημεία τους, και εκκρίνουν θρομβοξάνη, μια ισχυρή αγγειοσυσπαστική ουσία, η οποία περαιτέρω ενεργοποιεί τη συγκόλληση των αιμοπεταλίων. 23 Ο μηχανισμός της δυσλειτουργίας των αιμοπεταλίων δεν είναι ξεκάθαρος. Το μηχανικό τραύμα, η επαφή με τις ξένες επιφάνειες και η στροβιλώδης ροή στα κυκλώματα της Ε/Κ μπορούν να προκαλέσουν ρήξεις στην επιφάνεια των αιμοπεταλίων και καταστροφή των υποδοχέων της μεμβράνης τους. 24 Μέσα σε λίγα λεπτά από την έναρξη της Ε/Κ οι πρωτεΐνες του πλάσματος προσκολλώνται στις συνθετικές επιφάνειες. Το ινωδογόνο είναι μια από τις πρωτεΐνες που προσκολλάται ταχύτατα και στη συνέχεια υφίσταται αλλαγή της δομής του, με αποτέλεσμα την ενεργοποίηση των αιμοπεταλίων για συγκόλληση, αλλά και τη διαταραχή του πηκτικού μηχανισμού. 25 Παρατηρείται, επίσης, ελάττωση και των άλλων παραγόντων πήξης, ενώ παράλληλα ενεργοποιείται η ινωδολυτική δραστηριότητα, η οποία όμως σπάνια οδηγεί σε πτώση του επιπέδου του ινωδογόνου στο πλάσμα ή σε υψηλά επίπεδα προϊόντων διάσπασης της ινικής. Ο αριθμός των ερυθρών αιμοσφαιρίων μειώνεται λόγω πτώσης του αιματοκρίτη από την αιμοαρραίωση και του τραυματισμού τους από τα μηχανικά μέρη της αντλίας. Επίσης, αυτά καταστρέφονται από τις στεφανιαίες αναρροφήσεις και το τραύμα από την άμεση επαφή αέρα και ερυθρών αιμοσφαιρίων. 3. ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΣΤΟΥΣ ΕΝΔΟΚΡΙΝΕΙΣ ΑΔΕΝΕΣ Κατά τη διάρκεια της Ε/Κ υπάρχουν αλλαγές στην παραγωγή, έκλυση και διάσπαση των διαφόρων ορμονών. Επειδή οι πνεύμονες αποκλείονται από την κυκλοφορία δεν λαμβάνουν μέρος στην παραγωγή ή διάσπαση των ορμονών. Η χορήγηση ηπαρίνης τροποποιεί την απελευθέρωση των διαφόρων ορμονών, καθώς και την δεσμευτική ικανότητα των διαφόρων κυττάρων ή σφαιρινών. Η υποθερμία, επίσης, επηρεάζει τα επίπεδα των διαφόρων ενζυματικών διεργασιών, οι οποίες εμπλέκονται στη σύνθεση και διάσπαση των ορμονών. Επιπλέον, η αιμοαρραίωση ελαττώνει τη συγκέντρωση των διαφόρων πρωτεϊνών, συμπεριλαμβανομένων και των ορμονών. Κατά τη διάρκεια της Ε/Κ τα επίπεδα των διαφόρων κατεχολαμινών αυξάνονται σημαντικά, μέχρι και του δεκαπλάσιου των φυσιολογικών τιμών. Το ίδιο 20
συμβαίνει και με τα επίπεδα της αγγειοτενσίνης και της αντιδιουρητικής ορμόνης, καθώς επίσης και με τον κολπικό νατριουρητικό παράγοντα. Η υπεργλυκαιμία, συνήθως, εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της Ε/Κ λόγω της καταστάσεως στρες που βρίσκεται ο οργανισμός και φτάνει το μέγιστο της κατά τη φάση της υποθερμίας, ενώ παρατηρείται επίσης αύξηση του επιπέδου των ελεύθερων λιπαρών οξέων. 4. ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΑΠΟ ΤΟ ΓΑΣΤΡΕΝΤΕΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Επιπλοκές οι οποίες αφορούν όλο το γαστρεντερικό σύστημα έχουν περιγραφεί μετά από επεμβάσεις με Ε/Κ. Τα πλέον συχνά προβλήματα αφορούν στο ανώτερο γαστρεντερικό και στο ήπαρ. Ασθενείς που εμφανίζουν τις παραπάνω επιπλοκές είναι συνήθως ηλικιωμένοι και έχουν υποστεί καρδιοχειρουργική επέμβαση με μακρό χρόνο Ε/Κ ή έχουν υποβληθεί σε επαναδιάνοιξη του στέρνου λόγω αιμορραγίας. Η μετεγχειρητική αιμορραγία από το ανώτερο γαστρεντερικό είναι ένα σοβαρό πρόβλημα, το οποίο θέτει σε κίνδυνο τη ζωή του ασθενούς. Εκτός από τους παράγοντες που αναφέρθηκαν, η χρήση κουμαρινικών αντιπηκτικών, ασπιρίνης και κλοπιδογρέλης αυξάνει την πιθανότητα αιμορραγίας. Η εμφάνιση ελκών από στρες (stress ulcers) είναι η πιο συχνή αιτία αιμορραγίας, όπως και η ενεργοποίηση προϋπάρχοντος έλκους του στομάχου ή δωδεκαδακτύλου. Οι επιπλοκές από το ήπαρ που εμφανίζονται μετά από επεμβάσεις ανοιχτής καρδιάς εμπίπτουν σε δύο κατηγορίες. Σε αυτές του φάσματος της ηπατοκυτταρικής νέκρωσης, το οποίο εκτείνεται από της μέτριας ανόδου των τρανσαμινασών μέχρι της ηπατικής ανεπάρκειας και σε αυτές της μετεγχειρητικής υπερχολερυθριναιμίας και ικτέρου, λόγω προηπατικών, ηπατοκυτταρικών ή μεθηπατικών αιτίων. Η μετά Ε/Κ ηπατική δυσλειτουργία οφείλεται σε πολλούς λόγους, οι οποίοι σε γενικές γραμμές μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις κατηγορίες: ελαττωμένη άρδευση-υποξία, φάρμακα-τοξίνες, λοιμώδη αίτια. Η συχνά εμφανιζόμενη υπερχολερυθριναιμία, η οποία παρατηρείται μετά από Ε/Κ, μπορεί να οφείλεται στην αιμόλυση λόγω της μηχανής ή του οξυγονωτή, στην αλόγιστη χρήση των στεφανιαίων αναρροφήσεων, σε αλλεργικές αντιδράσεις ή 21
συμβάματα μεταγγίσεων. Ο ίκτερος αυτός συνήθως υποχωρεί μετά από τρεις ημέρες και η συχνότητα εμφάνισης του κυμαίνεται από 20% μέχρι 50%. 5. ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΝΕΦΡΟΥΣ Οι συχνά εμφανιζόμενες επιπλοκές από τους νεφρούς μετά από επεμβάσεις ανοιχτής καρδιάς, οφείλονται σε προνεφρικά αίτια, σε παρεγχυματικές βλάβες ή σε μετανεφρική απόφραξη. Οι προδιαθεσικοί παράγοντες περιλαμβάνουν την προχωρημένη ηλικία, τον σακχαρώδη διαβήτη, την προϋπάρχουσα επηρεασμένη νεφρική λειτουργία, την παρατεταμένη Ε/Κ και καταστάσεις χαμηλής καρδιακής παροχής. 26 Η τελευταία φαίνεται να ευθύνεται στις περισσότερες περιπτώσεις νεφρικής βλάβης, η οποία μπορεί να εκδηλωθεί με τη μορφή ολιγουρίας ή πλήρους ανουρίας. Η προφύλαξη της νεφρικής βλάβης συνίσταται στη διατήρηση επαρκούς καρδιακής παροχής κατά τη διάρκεια και μετά την καρδιοχειρουργική επέμβαση. Επαρκής καρδιακή παροχή κατά τη διάρκεια της Ε/Κ και χορήγηση μικρών δόσεων ντοπαμίνης, μαννιτόλης και φουροσεμίδης αυξάνουν την αιματική ροή διαμέσου της φλοιώδους μοίρας του νεφρού και την παραγωγή ούρων, αλλά δεν είναι βέβαιο ότι ελαττώνουν τη νοσηρότητα και θνητότητα των ασθενών αυτών. 27 Σε περίπτωση που ο ασθενής εγκαταστήσει οξεία νεφρική ανεπάρκεια, αυτή αντιμετωπίζεται με την αιμοδιήθηση ή την αιμοδιύλιση αρχικά, εφόσον αναπτυχθούν διαταραχές των ηλεκτρολυτών και της οξεοβασικής ισορροπίας που θέτουν σε κίνδυνο τη ζωή του ασθενούς. 6. ΝΕΥΡΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ Οι περισσότερες νευρολογικές και ψυχιατρικές επιπλοκές μετά από Ε/Κ φαίνεται να οφείλονται σε εγκεφαλικές βλάβες προκαλούμενες από ισχαιμία ή έμβολα. 28 Άλλες αιτίες είναι επίσης συχνές, όπως: η υποξία, η εγκεφαλική αγγειακή νόσος και η μεταβολική εγκεφαλοπάθεια. Υπάρχουν ακόμη νευροαντιληπτικές διαταραχές, οι οποίες περιλαμβάνουν διαταραχές προσανατολισμού, μνήμης και 22
βραδύτητα αντιδράσεως, καθώς επίσης και ψυχικές διαταραχές οι οποίες μπορούν να εξελιχθούν μέχρι ψύχωσης. 29 7. ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΑΠΟ ΤΟ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Οι επιπλοκές από τους πνεύμονες μετά από επεμβάσεις ανοιχτής καρδιάς είναι συχνές και δυστυχώς μερικές φορές σοβαρές, ώστε θέτουν σε κίνδυνο τη ζωή του ασθενούς. Οι πλέον συχνές περιλαμβάνουν την τραχειοβρογχίτιδα, την ατελεκτασία και την πνευμονία, ενώ μπορεί να οδηγήσουν στην αναπνευστική ανεπάρκεια. Γενικά, η πνευμονική λειτουργία παραβλάπτεται πάντοτε μετά από επεμβάσεις ανοιχτής καρδιάς, ώστε να εμφανίζονται σημαντικές μεταβολές στην ευενδοτότητα του πνεύμονα, στην ανταλλαγή των αερίων και εν γένει στην αναπνοή. Οι αλλαγές αυτές εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες που εμφανίζονται κατά την περιεγχειρητική περίοδο. Αυτοί περιλαμβάνουν τη διάρκεια της Ε/Κ, την ένταση του συνδρόμου της συστηματικής φλεγμονώδους αντίδρασης, τη θέση της τομής, τη διάρκεια της αναισθησίας, τον χρόνο που διήρκησε η επέμβαση, τη χρήση αίματος και παραγώγων αυτού, τη ψυχική κατάσταση του ασθενούς, τη μετεγχειρητική χορήγηση φαρμάκων, κ.α. 8. ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ ΑΠΟ ΤΟ ΚΑΡΔΙΑΓΓΕΙΑΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Οι πιο συνήθεις διαταραχές που παρατηρούνται στο καρδιαγγειακό σύστημα μετά από Ε/Κ είναι η υπέρταση, η υπόταση, το σύνδρομο χαμηλής καρδιακής παροχής, οι αρρυθμίες και το διεγχειρητικό έμφραγμα του μυοκαρδίου. Η υπέρταση έχει ως αιτία κυρίως την αυξημένη αγγειοσύσπαση και την υποθερμία. Αυξάνει τις απαιτήσεις του μυοκαρδίου σε οξυγόνο, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε έμφραγμα του μυοκαρδίου στις οριακά ισχαιμικές περιοχές. 23 Επιπλέον, αυξάνει τη μετεγχειρητική αιμορραγία. Αντιμετωπίζεται συνήθως με αγγειοδιασταλτικά. Εκτός των παραπάνω, η υποξία, η κατακράτηση CO 2, η διάταση της ουροδόχου κύστεως και το ρίγος συμβάλλουν στην εμφάνιση της υπέρτασης, γι αυτό και πρέπει να αντιμετωπίζονται άμεσα με αναλγητικά και αγγειοδιασταλτικά φάρμακα, θερμά σκεπάσματα και επαρκή αερισμό. 23
Το σύνδρομο χαμηλής καρδιακής παροχής οφείλεται συνήθως σε μυοκαρδιακή βλάβη, έμφραγμα ή ισχαιμία του μυοκαρδίου ή σε υπερφόρτωση της κυκλοφορίας, λόγω αυξημένης πίεσης ή όγκου. 24 Η βασική βιοχημική διαταραχή οφείλεται συνήθως στην ελαττωμένη παροχή και μεταφορά του ασβεστίου στις συσταλτές πρωτεΐνες ακτίνη και μυοσίνη. Η αντιμετώπιση του απαιτεί τη βελτίωση της απόδοσης της καρδιάς και την ελάττωση του καρδιακού έργου. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χορήγηση υγρών για την εξασφάλιση ιδεώδους προφορτίου, τη χορήγηση ινότροπων φαρμάκων για την υποβοήθηση της συσταλτικότητας του μυοκαρδίου, καθώς και τη χορήγηση αγγειοδιασταλτικών φαρμάκων για την ελάττωση του μεταφορτίου. Επίσης, η μηχανική υποστήριξη της κυκλοφορίας με τη χρήση του ενδοαορτικού ασκού ή άλλων συστημάτων υποστήριξης της αριστερής κοιλίας (left ventricular assist devices LVADs) έχει θέση σε ορισμένες περιπτώσεις. Οι αρρυθμίες εμφανίζονται στο 50% και πλέον των ασθενών μετά από καρδιοχειρουργικές επεμβάσεις. Η αιτιολογία τους είναι πολυπαραγοντική και περιλαμβάνει το τραύμα της επέμβασης, την έκλυση ενδογενών και εξωγενών κατεχολαμινών, διάφορα φάρμακα, την υποξία, τις διαταραχές των ηλεκτρολυτών και της οξεοβασικής ισορροπίας και φυσικά την υποκείμενη νόσο. Οι συνηθέστερες μορφές των αρρυθμιών είναι οι πρώιμες κοιλιακές έκτακτες συστολές, η κοιλιακή ταχυκαρδία, η κοιλιακή μαρμαρυγή, η φλεβοκομβική ταχυκαρδία ή βραδυκαρδία, οι υπερκοιλιακής προέλευσης αρρυθμίες και ο πλήρης κολποκοιλιακός αποκλεισμός ή ο κομβικός ρυθμός. 30 Η σωστή ρύθμιση των ηλεκτρολυτών, κυρίως του καλίου, και η ρύθμιση της οξεοβασικής ισορροπίας προλαμβάνουν τη γένεση των αρρυθμιών. Επίσης, η χορήγηση ειδικών φαρμάκων, η χρήση του βηματοδότη και η διενέργεια εξωτερικής ή εσωτερικής απινίδωσης εφαρμόζονται ανάλογα με την κατάσταση. Το διεγχειρητικό έμφραγμα του μυοκαρδίου παραμένει η κυριότερη αιτία θανάτου μετά από επεμβάσεις αορτοστεφανιαίας παράκαμψης. Ο υπεύθυνος μηχανισμός για τη μυοκαρδιακή νέκρωση περιλαμβάνει: απόφραξη των μοσχευμάτων, τραύμα εξ επαναιματώσεως, σπασμό των στεφανιαίων αρτηριών και δυσαναλογία ανάμεσα στην προσφορά οξυγόνου και στις απαιτήσεις. Υπάρχουν ορισμένοι παράγοντες, οι οποίοι προδιαθέτουν στην εμφάνιση του διεγχειρητικού εμφράγματος, όπως βαριά προϋπάρχουσα ισχαιμία, βαριά διάχυτη στεφανιαία νόσος, στεφανιαία νόσος που αφορά πολλά αγγεία, μακρός χρόνος αποκλεισμού της αορτής, ανεπαρκής προστασία του μυοκαρδίου και μη-πλήρης επαναιμάτωση. 31,32 Η εμφάνιση του συνοδεύεται από υψηλό ποσοστό εγχειρητικής θνητότητας. 24
IV. ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΜΕΤΑΞΥ ΤΗΣ ΣΥΜΒΑΤΙΚΗΣ (CECC) ΚΑΙ ΤΗΣ ΕΛΑΧΙΣΤΑ ΕΠΕΜΒΑΤΙΚΗΣ (MECC) ΕΞΩΣΩΜΑΤΙΚΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑΣ Η χρήση της συμβατικής Ε/Κ (CECC) (εικόνα 1) όπως έχει προαναφερθεί έχει συχνά ως αποτέλεσμα ανεπιθύμητες επιδράσεις στον οργανισμό, οι οποίες αυξάνουν τη νοσηρότητα των ασθενών που υποβάλλονται σε επεμβάσεις αορτοστεφανιαίας παράκαμψης. Η πνευμονική και νεφρική δυσλειτουργία, η αιμορραγική διάθεση, η αιμόλυση, κ.α., όπως έχουν ήδη αναλυθεί στις προηγούμενες ενότητες, θεωρούνται απότοκα της ενεργοποίησης του συνδρόμου συστηματικής φλεγμονώδους αντίδρασης (SIRS), των διαταραχών του πηκτικού μηχανισμού, κ.τ.λ., συνεπεία χρήσης της Ε/Κ. Πολλές προσπάθειες έχουν γίνει, προκειμένου να εξαλειφθούν αυτά τα φαινόμενα, με πιο σημαντική την εφαρμογή της χειρουργικής σε πάλλουσα καρδιά (off pump CABG OPCAB). Η «off pump» τεχνική συνδέεται με ελαττωμένη συστηματική φλεγμονώδη αντίδραση στον οργανισμό. Παρ όλα αυτά, η μηικανοποιητική ποιότητα των αναστομώσεων μερικές φορές, οι τεχνικές δυσκολίες κατά τους χειρισμούς της καρδιάς και η πτώση της καρδιακής παροχής, η μη-πλήρης επαναιμάτωση που συνδέεται με αυτές, καθώς και η αδυναμία απόδειξης υπεροχής της σε σχέση με τη χρήση Ε/Κ ως προς τις μετεγχειρητικές επιπλοκές, ελάττωσε τις αρχικές προσδοκίες από την εφαρμογή της τεχνικής. Στην προσπάθεια, λοιπόν, να βρεθεί ένας τρόπος να συνδυαστούν τα πλεονεκτήματα των προηγούμενων δύο τεχνικών και ταυτόχρονα να περιοριστούν στο ελάχιστο οι επιπλοκές τους, χωρίς όμως να χρειάζεται να γίνει «έκπτωση» στην ποιότητα των αναστομώσεων στις στεφανιαίες αρτηρίες, εμφανίστηκε η ελάχιστα επεμβατική Ε/Κ (συστήματα MECC) που «υπόσχεται» πολλά για το μέλλον. Το σύστημα MECC είναι ένα απλοποιημένο κύκλωμα Ε/Κ, «κλειστό» και πλήρως ηπαρινισμένο (εικόνα 2), το οποίο αποτελείται βασικά από μια φυγόκεντρη αντλία και έναν οξυγονωτή μεμβράνης (σχήμα 4). 25
Σχήμα 4. Το κύκλωμα της ελάχιστα επεμβατικής Ε/Κ (MECC) σχηματικά: πρόκειται για ένα κλειστό κύκλωμα χωρίς φλεβική αιματοδεξαμενή, αποτελούμενο από έναν οξυγονωτή μεμβράνης και μια φυγόκεντρη αντλία. Εικόνα 1. Η «συμβατική»» συσκευή Ε/Κ (CECC). 26
Εικόνα 2. Το σύστημα ελάχιστα επεμβατικής Ε/ /Κ (MECC). Αναλυτικότερα, ο οξυγονωτής μεμβράνης (membrane oxygenator) είναι συνήθως διάχυσης και επιτρέπει την κλινικώς αποδεκτή ανταλλαγή αερίων σε ροές που κυμαίνονται από 0,5L/min μέχρι και 7L/min, με ελάχιστη αντίσταση στη ροή του αίματος και ελάχιστη πτώση της πίεσης. Η περιοχή της επιφάνειας της μεμβράνης όπου διαδραματίζεται η ανταλλαγή των αερίων είναι 2,4cm 2. Ο αρχικός όγκος πλήρωσης του οξυγονωτή ανέρχεται στα 250mL. Επιπλέον, διαθέτει ενσωματωμένο εναλλάκτη θερμοκρασίας.. Η χρήση της φυγόκεντρης αντλίας (centrifugal pump) στα συστήματα MECC συμβάλει στην ελαχιστοποίηση της αιμόλυσης λόγω καταστροφής των έμμορφων στοιχείων του αίματος και της στασιμότητας του αίματος σε κάποιες ζώνες της αντλίας. Σε αντίθεση, η κυλινδρική αντλία (roller pump), που κατεξοχήν αποτελεί μέρος του κυκλώματος CECC, συνδέεται με αιμοπεταλιακή και ερυθροκυτταρική καταστροφή, όπως έχει φανεί από διεθνείς μελέτες. 33 Ακόμη και οι νευρολογικές επιπλοκές μετά από καρδιοπνευμονική παράκαμψη καταγράφονται σε μεγαλύτερη συχνότητα με χρήση της κυλινδρικής αντλίας. 10 Ο αρχικός όγκος πλήρωσης της 27
φυγόκεντρης αντλίας μετράται στα 32mL και η επιφάνεια της είναι 0,019m 2. Ένα ενσωματωμένο σύστημα μέτρησης ροής καθορίζει την ταχύτητα εξόδου του αίματος από την αντλία. Η ταχύτητα ροής μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 9L/min. Οι σωλήνες (custom pack) του κυκλώματος ΜΕCC επαλείφονται στην εσωτερική τους επιφάνεια από ένα σύμπλοκο ηπαρίνης και πολυπεπτιδίου. Το πολυπεπτίδιο είναι προσροφημένο στην εσωτερική επιφάνεια του κυκλώματος και συνδέεται σταθερά με τα μόρια της ηπαρίνης μέσω ομοιοπολικών και ιοντικών δεσμών. Αυτός ο ηπαρινισμός των κυκλωμάτων έχει ως αποτέλεσμα η ποσότητα της ηπαρίνης που απαιτείται για το συστηματικό ηπαρινισμό του ασθενούς κατά τη διάρκεια της Ε/Κ να μειώνεται από τα 3mg/kg (300 IU/kg), που χρησιμοποιείται στα κυκλώματα CECC, στα 2mg/kg (200 IU/kg) βάρους σώματος. 34-36 Στόχος είναι η διατήρηση ενός χρόνου ACT (activated clotting time - χρόνος ενεργού πήξης) μεγαλύτερου από 300sec. Ακόμη, η επάλειψη των συνθετικών κυκλωμάτων της Ε/Κ με ηπαρίνη καθιστά το κύκλωμα περισσότερο βιοσυμβατό, μιμούμενο κατά κάποιον τρόπο το ενδοθήλιο των αγγείων, και συνεπώς εκθέτει το αίμα του ασθενούς σε λιγότερο τραυματικές επιφάνειες. Είναι ακόμη αυτονόητο ότι λόγω της μικρότερης χορηγούμενης ποσότητας ηπαρίνης και η δόση της πρωταμίνης που εισάγεται στον ασθενή μετά το πέρας της επέμβασης για την εξουδετέρωση της να είναι σαφώς μικρότερη στην περίπτωση του MECC. Δεδομένου δε ότι έχει αποδειχθεί πως η αυξημένη δόση πρωταμίνης ενεργοποιεί τα αιμοπετάλια και είναι δυνατόν να οδηγήσει σε εκτεταμένες αιμορραγίες μετεγχειρητικά, 37 μπορεί να αντιληφθεί κανείς ότι το κύκλωμα MECC παρέχει καλύτερη προστασία στα έμμορφα στοιχεία του αίματος και ελαττώνει την πιθανότητα για μετεγχειρητική αιμορραγία. Παράλληλα, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι μελέτες έχουν αποφανθεί πως αυτή ακριβώς η δυσλειτουργία των αιμοπεταλίων ευθύνεται για την άμεση μετεγχειρητική θρόμβωση των μοσχευμάτων της σαφηνούς φλέβας. 38 Όσον αφορά στο μήκος των σωλήνων, αυτό είναι μικρότερο από 100cm και γι αυτό η αντλία και εν γένει το όλο σύστημα MECC πρέπει να τοποθετηθεί εγγύς του ασθενούς. Η αιμοαρραίωση που προκύπτει από τη χρήση αυτού του κυκλώματος είναι σχετικά περιορισμένη, χάρη στον μικρό συνολικό όγκο αρχικής πλήρωσης 450mL, 39 σε σύγκριση με τα 1800mL του CECC κυκλώματος. Ακόμη, η χρήση αυτόλογης μετάγγισης του αίματος που χύνεται στο μεσοθωράκιο, μέσω ειδικών συσκευών (cell savers) 40 που εφαρμόζεται πάντα κατά τη χρήση των συστημάτων MECC, έχει αποδειχτεί ότι συνδυάζεται με ελάχιστη έως και μηδενική ανάγκη για 28
μετάγγιση αίματος. 41 Το γεγονός αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία για την εξοικονόμηση αίματος, την αποφυγή των επιπλοκών από τις μεταγγίσεις και σε περιπτώσεις ασθενών που για θρησκευτικούς 42 ή άλλους λόγους δεν δέχονται να μεταγγιστούν. Μάλιστα, με τη χρήση της τεχνικής αντικατάστασης του αρχικού όγκου πλήρωσης του κυκλώματος (prime volume) με αυτόλογο αίμα του ασθενούς (retrograde autologous priming RAP), η αιμοαρραίωση ουσιαστικά αποφεύγεται. 40 Επιπλέον, το κύκλωμα MECC δεν περιλαμβάνει φλεβική αιματοδεξαμενή (venous reservoir) 43 και δεν υπάρχει επαναφορά αίματος από το χειρουργικό πεδίο στο κύκλωμα με αναρροφήσεις. Αποτέλεσμα όλων αυτών είναι ότι το σύστημα MECC είναι ένα κλειστό και αυτορυθμιζόμενο σύστημα, όπου η φλεβική αιματοδεξαμενή του κυκλώματος είναι «ο ίδιος ο ασθενής». Έτσι, η ρύθμιση του προφορτίου και του αγγειακού τόνου του ασθενούς φαρμακευτικά από τον αναισθησιολόγο κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης είναι μείζονος σημασίας, καθώς συμμετέχει στη σωστή λειτουργία του συστήματος και την ικανοποιητική αιματική παροχή του όλου κυκλώματος. Επιπλέον, η στεγανότητα του κυκλώματος εξασφαλίζει τη ροή του αίματος σε επενδυμένες με ηπαρίνη επιφάνειες και σε αποφυγή της επαφής του με τον αέρα, περιορίζοντας έτσι την αιμόλυση, την φλεγμονώδη απάντηση του οργανισμού και μειώνοντας την συχνότητα εμβολικών συμβαμάτων. 44 Επίσης, είναι ιδιαίτερα σημαντικό ότι, λόγω της ιδιότητας του MECC να είναι «κλειστό» κύκλωμα, επιτυγχάνεται αφενός η ενεργητική επιστροφή του αίματος μέσω της φυγόκεντρης αντλίας στο κύκλωμα (σε αντίθεση με την παθητική φλεβική επιστροφή λόγω της βαρύτητας στο κύκλωμα CECC) και αφετέρου η διατήρηση υψηλότερων πιέσεων στην συστηματική κυκλοφορία του ασθενούς, με αποτέλεσμα την ελαχιστοποίηση της διεγχειρητικής ισχαιμίας σε ζωτικά όργανα. Έχει ήδη αναλυθεί προηγουμένως ότι η ισχαιμία αυτή παρατηρείται πάντοτε, σε άλλοτε άλλο βαθμό, κατά τη διάρκεια της καρδιοπνευμονικής παράκαμψης με το κύκλωμα CECC, όχι βέβαια πάντοτε με έκδηλο κλινικό αντίκτυπο-αποτέλεσμα. Κατορθώνει, λοιπόν, με αυτό τον τρόπο το MECC κύκλωμα να εξασφαλίζει καλύτερη αιμάτωση στον εγκέφαλο και στα κοιλιακά σπλάχνα, όπως τους νεφρούς, το ήπαρ και τον γαστρεντερικό σωλήνα και να περιορίζει έτσι την εμφάνιση νευρολογικών μετεγχειρητικών επιπλοκών, τη συχνότητα εμφάνισης οξείας μετεγχειρητικής νεφρικής ανεπάρκειας και ηπατοκυτταρικής καταστροφής. 45 Ένα επίσης μεγάλο πλεονέκτημα που παρέχει το MECC κύκλωμα είναι η έλλειψη του καθετήρα αποσυμπίεσης (vent). Ως αποτέλεσμα, η καρδιά δεν είναι 29
εντελώς κενή αίματος κατά τη διάρκεια της καρδιοπνευμονικής παράκαμψης. Παρατηρείται, λοιπόν, μια συνεχόμενη ροή αίματος στα στεφανιαία αγγεία, παρά τον αορτικό αποκλεισμό, γεγονός που εξηγεί τα υψηλά επίπεδα μυοκαρδιακής προστασίας 46,47 που εξασφαλίζει το MECC κύκλωμα σε σχέση με το CECC, αφού πρακτικά εκμηδενίζει εντελώς την παρουσία αέρα στο στεφανιαίο σύστημα. 48 Τέλος, στο σύστημα MECC μπορεί ακόμη να προσαρμοστεί ένα οπτικοηλεκτρικό σύστημα αναρρόφησης (optoelectrical suction system) το οποίο μέσω μιας οπτικής ίνας εφαρμοσμένης στην κεφαλή της αναρρόφησης, έχει τη δυνατότητα να λειτουργεί και να αναρροφά αίμα, μόνο όταν έρχεται σε επαφή με αυτό (smartsuction system). Το αποτέλεσμα είναι να μην παρεισφρύει αέρας μέσα στο κύκλωμα της Ε/Κ και να διατηρείται η στεγανότητα του κυκλώματος. Στις περιπτώσεις βέβαια αυτές έχουμε στην ουσία την εφαρμογή ενός «ημίκλειστου» κυκλώματος, καθώς ένα μέρος του αίματος του ασθενούς έρχεται σε επαφή με τον αέρα. Μπορεί, λοιπόν, να εκμεταλλεύεται το σύστημα αυτό την απώλεια αίματος στο μεσοθωράκιο, χάνει όμως το κύκλωμα την απόλυτη στεγανότητα του. Όσον αφορά στα κυκλώματα MECC που υπάρχουν στο εμπόριο, αυτά είναι τα εξής: Mini-ExtraCorporeal Circulation system - MECC (MAQUET, Germany) Extra-Corporeal Circulation Optimized system - ECC.O (Dideco, Italy) Resting Heart System - RHS (Medtronic, USA) Synergy Mini-Bypass System (Cobe, USA) NovoSci Ready System (NovoSci, USA) Deltastream (MEDOS, Germany) Capiox (Terumo, Japan) Οι χώρες, στις οποίες εφαρμόζεται η χρήση MECC συστημάτων ευρύτατα, είναι κατά σειρά συχνότητας η Γερμανία, η Ολλανδία και η Γαλλία. Ακολουθούν η Ιταλία, η Ελβετία και η Φιλανδία, με όχι τόσο ευρεία χρήση των συστημάτων αυτών, ενώ στην Αγγλία, στην Ιαπωνία, στη Σιγκαπούρη και στις Η.Π.Α., η καρδιοπνευμονική παράκαμψη με τη βοήθεια MECC κυκλωμάτων τώρα αρχίζει να καθιερώνεται. Στον Ελλαδικό χώρο, αν και είναι γνωστά τα MECC κυκλώματα, δεν εφαρμόζονται με εξαίρεση την Α Κλινική Θώρακος, Καρδιάς και Μεγάλων Αγγείων του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. 30
Συνοπτικά, το κύκλωμα της ελάχιστα επεμβατικής Ε/Κ (MECC) είναι ένα κλειστό, αυτορυθμιζόμενο, πλήρως ηπαρινισμένο κύκλωμα, άρα περισσότερο βιοσυμβατό, με όλα τα πλεονεκτήματα που προκύπτουν από αυτό το γεγονός και αναλύθηκαν προηγουμένως. Στα σχήματα 5 και 6 απεικονίζονται αντίστοιχα η συμβατική (CECC) και η ελάχιστα επεμβατική (MECC) Ε/Κ. Οι διαφορές που αναπτύχθηκαν παραπάνω ανάμεσα στα δύο κυκλώματα παριστάνονται σχηματικά. Σχήμα 5. Τυπικό κύκλωμα CECC. 31
Σχήμα 6. Τυπικό κύκλωμα MECC. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να μελετήσει και να συγκρίνει τα αποτελέσματα από τη χρήση της συμβατικής (CECC) και της ελάχιστα επεμβατικής (MECC) Ε/Κ σε ασθενείς που υποβλήθηκαν σε επεμβάσεις αορτοστεφανιαίας παράκαμψης (CABG) στην Α Κλινική Θώρακος, Καρδιάς και Μεγάλων Αγγείων του Α.Π.Θ. στο Γενικό Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Θεσσαλονίκης ΑΧΕΠΑ. Η σύγκριση αφορά σε ποσοτικές και ποιοτικές μεταβλητές, οι οποίες φαίνεται πως έχουν άμεση σχέση με τη συχνότητα των παρατηρούμενων επιπλοκών μετά από Ε/Κ με βάση τη διεθνή βιβλιογραφία. Απώτερος στόχος της παρούσας μελέτης είναι να αναδείξει τα θεωρητικά πλεονεκτήματα των συστημάτων MECC και να αποδείξει το κλινικό τους αποτέλεσμα. 32
Β. ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Πρόκειται για μια τυχαιοποιημένη, προοπτική μελέτη στην οποία έλαβαν μέρος 60 ασθενείς (n=60), οι οποίοι υποβλήθηκαν σε αορτοστεφανιαία παράκαμψη, οι 34 με χρήση συστημάτων MECC και οι 26 με χρήση της Ε/Κ τύπου CECC. Οι ασθενείς τυχαιοποιήθηκαν με αύξοντα αριθμό στις δύο παραπάνω ομάδες (MECC: μονοί αριθμοί και CECC: ζυγοί αριθμοί), μετά από πλήρη καταγραφή των δημογραφικών τους στοιχείων και έγγραφη συγκατάθεση τους. Κριτήρια εισόδου στη μελέτη ήταν η ηλικία μεγαλύτερη των 40 ετών και το προεγχειρητικό κλάσμα εξώθησης αριστερής κοιλίας μεγαλύτερο από 30%. Οι ασθενείς είχαν παρόμοια δημογραφικά στοιχεία και παρόμοιους τους γνωστούς παράγοντες κινδύνου για στεφανιαία νόσο, δηλαδή σακχαρώδη διαβήτη τύπου II, αρτηριακή υπέρταση, δυσλιπιδαιμία, κάπνισμα και παχυσαρκία, οι οποίοι και σταθμίστηκαν για τους παράγοντες αυτούς. Κριτήρια αποκλεισμού από τη μελέτη ήταν η ύπαρξη ενός ή περισσοτέρων από τους παρακάτω παράγοντες προεγχειρητικά: Ηλικία < 40 έτη Κλάσμα εξώθησης < 30% Επείγουσα επαναιμάτωση του μυοκαρδίου Ιστορικό νεφρικής ανεπάρκειας (κρεατινίνη ορού > 2mg/dL) Ιστορικό βαλβιδοπάθειας Διορθωμένη συγγενή καρδιοπάθεια Αυξημένες διαστάσεις αριστερού κόλπου Σημαντικές ηλεκτρολυτικές διαταραχές Χρόνια αποφρακτική πνευμονοπάθεια Περιφερική αγγειοπάθεια Προηγούμενο αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο Κολπική μαρμαρυγή υπό αγωγή ή άλλες μορφές αρρυθμίας (κοιλιακή ταχυκαρδία, κοιλιακή μαρμαρυγή, κολποκοιλιακός αποκλεισμός) Προηγηθείσα κατάλυση ή ηλεκτρική ανάταξη κολπικής μαρμαρυγής Βηματοδότης 33