Klinika Chirurgii Serca AM
Krążenie pozaustrojowe
Krążenie pozaustrojowe
(extracorporeal circulation – ECC)
(cardiopulmonary bypass – CPB)
Klinika Chirurgii Serca AM
Krążenie pozaustrojowe
Krążenie pozaustrojowe
(extracorporeal circulation – ECC)
(cardiopulmonary bypass – CPB)
Klinika Chirurgii Serca AM
Definicja krążenia
Definicja krążenia
pozaustrojowego
pozaustrojowego
Jest to sztuczny układ, włączony do krążenia
pacjenta, czasowo zastępujący pracę serca
oraz zapewniający wymianę gazową.
Wykorzystywany do zabiegów
kardiochirurgicznych, transplantacyjnych
oraz jako metoda wspomagająca w ostrej
niewydolności krążenia lub w
niewydolności oddechowej
Urządzenie do krążenia pozaustrojowego
nazywane jest także maszyną płuco-serce
Klinika Chirurgii Serca AM
Pracę serca zastępuje pompa
Pracę serca zastępuje pompa
mechaniczna(rolkowa lub
mechaniczna(rolkowa lub
wirnikowa), wymiana gazowa
wirnikowa), wymiana gazowa
następuje w części zwanej
następuje w części zwanej
oksygenatorem.
oksygenatorem.
Poszczególne elementy są
Poszczególne elementy są
połączone ze sobą i z krążeniem
połączone ze sobą i z krążeniem
pacjenta poprzez system drenów.
pacjenta poprzez system drenów.
Klinika Chirurgii Serca AM
Rys historyczny:
Rys historyczny:
o
1812-rozważania teoretyczne na temat
1812-rozważania teoretyczne na temat
wspomagania krążenia
wspomagania krążenia
o
1915 – Mc Clean – wynalezienie heparyny
1915 – Mc Clean – wynalezienie heparyny
o
1934 - wynalezienie pompy rolkowej
1934 - wynalezienie pompy rolkowej
o
1953 - Gibbon; pierwszy zabieg
1953 - Gibbon; pierwszy zabieg
kardiochirurgiczny z użyciem ECC (pierwotne
kardiochirurgiczny z użyciem ECC (pierwotne
rozpoznanie ASD, faktyczne: PDA) zakończony
rozpoznanie ASD, faktyczne: PDA) zakończony
zgonem pacjenta
zgonem pacjenta
o
6.05.1953 - udany zabieg ASD w ECC z
6.05.1953 - udany zabieg ASD w ECC z
użyciem oksygenatora spieniającego
użyciem oksygenatora spieniającego
o
1956-wprowadzenie oksygenatorów
1956-wprowadzenie oksygenatorów
membranowych-początek nowoczesnej
membranowych-początek nowoczesnej
kardiochirurgii
kardiochirurgii
o
1958 – pierwsza w Polsce operacja w ECC
1958 – pierwsza w Polsce operacja w ECC
(Bross)
(Bross)
Klinika Chirurgii Serca AM
Budowa ECC:
Budowa ECC:
•
System pomp rolkowych
System pomp rolkowych
•
Zbiornik krwi (rezerwuar)
Zbiornik krwi (rezerwuar)
•
Oksygenator
Oksygenator
•
Wymiennik ciepła
Wymiennik ciepła
•
Czujniki: pozimu płynu, temp.,
Czujniki: pozimu płynu, temp.,
ciśnienia
ciśnienia
•
Filtry (mechaniczny,
Filtry (mechaniczny,
odpowietrzający)
odpowietrzający)
•
Układ drenów (linia tętnicza, żylna,
Układ drenów (linia tętnicza, żylna,
ssakowa)
ssakowa)
Klinika Chirurgii Serca AM
PP
Wymiennik ciepła
Filtr
Zbiornik krwi
Pompa
Linia tętnicza
Aorta
Linia żylna
pacje
nt
ECC
oksygenat
or
Klinika Chirurgii Serca AM
Zasada działania krążenia
Zasada działania krążenia
pozaustrojowego
pozaustrojowego
Krew żylna
z pacjenta spływa drenem
do zbiornika wyrównawczego,
połączonego w funkcjonalną całość z
oksygenatorem
. Następnie, już
natleniona krew, pojedynczym drenem
płynie do
pompy
o regulowanym
przepływie, która tłoczy krew do
drenu uchodzącego
do tętnic
chorego.
Dodatkowe 2 pompy zbierają krew z pola
operacyjnego i wtłaczają ją do zbiornika
wyrównawczego.
Klinika Chirurgii Serca AM
Cel zastosowania krążenia
Cel zastosowania krążenia
pozaustrojowego
pozaustrojowego
Podłączenie krążenia
pozaustrojowego zapewnia:
1.Przepływ krwi przez narządy w czasie
ograniczenia lub całkowitego
zatrzymania akcji serca
2. Wymianę gazową w czasie ograniczenia
lub zatrzymania fizjologicznej wymiany
oddechowej
3. Regulację temperatury ciała pacjenta
4. Odzyskiwanie wynaczynionej krwi i po
uzdatnieniu powrót do łożyska
naczyniowego
Klinika Chirurgii Serca AM
Użycie krążenia
Użycie krążenia
pozaustrojowego zapewnia
pozaustrojowego zapewnia
możliwość wykonania operacji
możliwość wykonania operacji
na zatrzymanym i opróżnionym
na zatrzymanym i opróżnionym
z krwi sercu i dużych
z krwi sercu i dużych
naczyniach
naczyniach
Klinika Chirurgii Serca AM
Technika krążenia
Technika krążenia
pozausrtojowego:
pozausrtojowego:
1. Przygotowanie układu (połączenie elementów w układ zamknięty)
2. Wypełnienie za pomocą płynów krwiozastępczych
3. Odpowietrzenie
4. Otwarcie klatki piersiowej
5. Podanie heparyny w celu zniesienia krzepnięcia krwi
6. Wprowadzenie przez chirurga kaniul do serca ( tętniczej i żylnej)
7. Przecięcie drenów w polu operacyjnym, połączenie z
odpowiednimi kaniulami i odpowietrzenie układu
8. Włączenie maszyny płuco-serce (kontrola
przepływu,utlenowania...)
9. Zakleszczenie aorty i zatrzymanie serca roztworem kardiopleginy
10.
Wykonanie procedury chirurgicznej
11. Zdjęcie zacisku z aorty – przywrócenie krążenia wieńcowego i
uruchomienie serca
12. Zmniejszenie przepływu w maszynie P-S i jej wyłączenie
13. Po ustabilizowaniu krążenia usunięcie kaniul i podanie siarczanu
protaminy celem odwrócenia działania heparyny
Klinika Chirurgii Serca AM
Następstwa krążenia
Następstwa krążenia
pozaustrojowego
pozaustrojowego
Krążenie pozaustrojowe prowadzi do kontaktu
wynaczynionej krwi ze sztucznym układem,
poddaje ciało pacjenta zmianom temperatury i
ciśnienia, powoduje wahania parametrów
wymiany gazowej, krew jest filtrowana i
pompowana.
Klinika Chirurgii Serca AM
Procesy te prowadzą do
Procesy te prowadzą do
:
:
- hemolizy krwinek czerwonych
- hemolizy krwinek czerwonych
- zniszczenia płytek krwi
- zniszczenia płytek krwi
- uszkodzenia krwinek białych,
- uszkodzenia krwinek białych,
zmniejszenia
zmniejszenia
fagocytozy
fagocytozy
- zmiany lepkości krwi i parametrów
- zmiany lepkości krwi i parametrów
krzepnięcia
krzepnięcia
- denaturację białek surowicy
- denaturację białek surowicy
- zmiany pH krwi
- zmiany pH krwi
- wprowadzenie mikrocząsteczek ciał
- wprowadzenie mikrocząsteczek ciał
obcych,
obcych,
pęcherzyków gazu oraz
pęcherzyków gazu oraz
drobnoustrojów do
drobnoustrojów do
krwiobiegu
krwiobiegu
Klinika Chirurgii Serca AM
Powikłania po krążeniu
Powikłania po krążeniu
pozaustrojowym:
pozaustrojowym:
1.
Anemia
2.
Spadek wydolności serca
3.
Upośledzenie perfuzji obwodowej i kapilarnej
4.
Krwawienia
5.
Upośledzenie funkcji nerek
6.
Uszkodzenie miąższowe płuca
7.
Osłabienie wytrzymałości ściany naczyń
kapilarnych
8.
Wzrost obwodowej rezystencji naczyniowej i
tkankowej
9.
Upośledzenie czynności układu nerwowego
10.
Posocznica
11.
Zgon
Klinika Chirurgii Serca AM
Terminy do zapamiętania:
Terminy do zapamiętania:
1. Czas krążenia
1. Czas krążenia
pozaustrojowego
pozaustrojowego
2. Czas zaklemowania aorty
2. Czas zaklemowania aorty
Klinika Chirurgii Serca AM
Zabieg w ECC
Zabieg w ECC
Procedura naprawcza
hepa
ryni
zacj
a
kani
ulacj
a
ECC
dekaniulacj
a
chłodzenie hipotermia ogrzewani
e
zaklemowanie aorty
reperfuz
ja
Początek zabiegu
Koniec zabiegu
Klinika Chirurgii Serca AM
Specjalne techniki krążenia
Specjalne techniki krążenia
pozaustrojowego
pozaustrojowego
Długoterminowe krążenie pozaustrojowe
jako mechaniczne wspomaganie serca
Długoterminowe krążenie pozaustrojowe
jako wspomaganie oddychania
Krążenie pozaustrojowe z użyciem
autooksygenacji (bez użycia
oksygenatora)
Klinika Chirurgii Serca AM
Mechaniczne
wspomaganie krążenia :
to leczenie niewydolności serca za
pomocą urządzeń mechanicznych,
podłączonych do układu sercowo-
naczyniowego i funkcjonujących
wraz z sercem
Klinika Chirurgii Serca AM
Niewydolność serca
jest stanem, w którym następuje
upośledzenie funkcji serca jako pompy,
powodujące zmniejszenie przepływu
krwi w tkankach, nie pokrywające ich
potrzeb metabolicznych.
Klinika Chirurgii Serca AM
Podział mechanicznego wspomagania krążenia ze
względu na czas stosowania:
A. do krótkotrwałego stosowania (do 14 dni)
funkcjonujące do momentu powrotu prawidłowej
funkcji mięśnia sercowego
- w ostrej niewydolności serca w przebiegu zawału lub po
operacjach kardiochirurgicznych
- czasami jako „bridge-to-transplantation” - w oczekiwaniu na
transplantację
B.
do długotrwałego wspomagania serca
- „bridge-to-transplantation”
- „bridge-to-recovery” – do czasu powrotu niewydolnego serca
do wydolnej funkcji
C.
przy trwałym uszkodzenia mięśnia serca w celu trwałej
zamiany narządu na protezę
- sztuczne serce
Klinika Chirurgii Serca AM
Wskazaniem do wszczepienia
urządzeń do długotrwałego
wspomagania jest przewlekła
niewydolność serca w przebiegu
kardiomiopatii oraz schyłkowa
niewydolność serca na innym tle
Kryteria
hemodynamiczne:
wskaźnik sercowy < 2 l/min/m2
ciśnienie zaklinowania w tęt.
płucnej > 20 mm Hg
skurczowe ciśnienie krwi < 80
mm Hg
konieczność stosowania maks.
dawek leków inotropowych
i/lub IABP
Klinika Chirurgii Serca AM
Thoratec VAD
system wspomagania
lewej, prawej lub obu
komór
- urządzenie sterowane z
zewnątrz
(konieczny pobyt w
szpitalu)
- w komorze znajdują się 2
mechaniczne
zastawki dyskowe
- wytwarza pulsacyjny
przepływ krwi
Urządzenia do długotrwałego
wspomagania serca:
Klinika Chirurgii Serca AM
HeartMate LVAD
pulsacyjne
wspomaganie LV
- napęd pneumatyczny
lub elektryczny
- urządzenie przenośne
- komora wszczepiona do
j. brzusznej
Urządzenia do długotrwałego
wspomagania serca:
Klinika Chirurgii Serca AM
Novacor
LVAD
Urządzenia do długotrwałego
wspomagania serca:
- przepływ pulsacyjny
- zasilanie z
zewnętrznego
akumulatora
- posiada 2
biologiczne protezy
zastawkowe
zapewniające
jednokierunkowy
przepływ krwi
Klinika Chirurgii Serca AM
Urządzenia stosowane do
krótkiego okresu wspomagania
(do 2 tygodni):
1. przeskórne krążenie sercowo-płucne -
extracorporeal membrane
oxygenation (ECMO)
2. pompy centryfugalne
3. przezzastawkowe wspomaganie lewej
komory (HEMOPUMP) – pompa
wirnikowa
4.
wewnątrzaortalna kontrpulsacja z
użyciem balonu wewnątrzaortalnego
(IABP)
Klinika Chirurgii Serca AM
Extracorporeal membrane oxygenation
(ECMO)
System pozaustrojowej
oksygenacji krwi
Podłączenie chorego do
systemu poprzez kaniulację
tętnicy i żyły udowej
Kaniule podłącza się do
systemu wspomagania
pozaustrojowego złożonego z
pompy, oksygenatora i
wymiennika ciepła
Nie wymaga torakotomii
Stosowany:
•
w zabiegach PCI u chorych
z dużym ryzykiem
•
w kardiochirurgii w
przypadkach niemozności
wyłączenia krążenia
pozaustrojowego
Klinika Chirurgii Serca AM
Pompy
centryfugalne
• Najłatwiej dostępne i najtańsze
• Wykorzystują siłę odśrodkową dla
wymuszenia jednokierunkowego
przepływu krwi
• Okres stosowania do kilku dni
Klinika Chirurgii Serca AM
Hemopompa
turbinowa
•System wspomagania nie zależy od rytmu serca – można
stosować u chorych z zatrzymaniem krążenia
•Wprowadza się ją do lewej komory serca, z której
przepompowuje krew bezpośrednio do aorty
•Jej pojemność minutowa wynosi ok. 3,5 l/min
Klinika Chirurgii Serca AM
Metoda kontrpulsacji
wewnątrzaortalnej –
IABP
(intraaortic balloon pumping)
Historia:
1953 – Kantrowitz po raz pierwszy zastosował
kontrpulsację u psa
1961 - Moulopoulos, Topaz i Kolff zastosowali balon
lateksowy umieszczony w aorcie zstępującej,
wprowadzony przez t. udową, napełniany CO
2
1968 – Kantrowitz opisał przeżycie 3 pacjentów, u
których zastosowano kontrpulsację z powodu
wstrząsu pozawałowego
Klinika Chirurgii Serca AM
Mechanizm działania IABP:
zmniejszenie ciśnienia następczego (afterload) w
LV i spadek zużycia tlenu w mechanizmie
wytworzenia podciśnienia wskutek nagłego
zapadnięcia się balonu
wskutek gwałtownego rozprężenia się balonu:
•
wzrost ciśnienia w opuszce aorty i zwiększenie
przepływu wieńcowego, poprawa kurczliwości
myocardium powoduje zwiększenie rzutu serca
•
poprawienie perfuzji obwodowej
zmniejszenie naprężenia ściany LV w fazie skurczu i
ograniczenie zużycia tlenu, zmniejszenie ciśnienia
późnoskurczowego i objętości rozkurczowej LV,
obniżenie ciśnienia wstępnego (preload)
Klinika Chirurgii Serca AM
Zastosowanie IABP istotnie
ułatwia wyłączania krążenia
pozaustrojowego (CPB) w
operacjach kardiochirurgicznych
Połączenie kontrpulsacji i
przywrócenia przepływu
wieńcowego jest wysoce skuteczną
metodą leczenia ostrego zawału
mięśnia serca powikłanego
wstrząsem kardiogennym.
Zastosowanie IABP u takich
chorych poprawia fizjologię krążenia
i zmniejsza stopień uszkodzenia
narządów we wczesnym okresie
wstrząsu, jeszcze przed
przywróceniem perfuzji
myocardium.
Klinika Chirurgii Serca AM
Prawidłowa lokalizacja IABP
Rycina : Edmunds – Cardiac Surgery in the Adult
Szczyt balonu powinien znajdować się tuż poniżej odejścia
lewej t. podobojczykowej.
Klinika Chirurgii Serca AM
1.
do t. udowej wspólnej (ew. t.
biodrowej lub pachowej) - przez
przezskórne nakłucie tętnicy lub
chirurgiczne odsłonięcie tętnicy
2.
bezpośrednio do aorty - na sali
operacyjnej
3.
przy usuwaniu balonu obowiązuje
pełna czystość pola operacyjnego
4.
po usunięciu IABP ucisk w miejscu
nakłucia ok. 20-30 min.
5.
kontrola ukrwienia kończyny
Praktyczne aspekty stosowania
IABP:
Klinika Chirurgii Serca AM
sterowanie funkcją napełniania
się i opróżniania się balonu
odbywa się poprzez odczyt
zapisu EKG (zał. R), zapisu
krzywej ciśnienia lub poprzez
sztywne ustawienie częstości
inflacja balonu następuje w
momencie zamknięcia
zastawek półksiężycowatych
aorty, co odpowiada ramieniu
dykrotycznemu krzywej
ciśnienia
deflacja balonu trwa do
momentu pojawienia się
kolejnego zał. R w EKG
Należy pamiętać,
że:
Klinika Chirurgii Serca AM
zbyt wczesne rozprężenie balonu
zmniejsza objętość wyrzutową, zwiększa
objętość skurczową i rozkurczową oraz
preload i afterload
rozprężenie balonu powinno trwać
maksymalnie długo, aby wydłużyć okres
zwiększonego przepływu wieńcowego w
fazie rozkurczu
zbyt wysokie położenie balonu (powyżej
odejścia t. podobojczykowej lewej) może
upośledzić przepływ przez tętnice
dogłowowe, zbyt niskie zaburzać perfuzję
nerkową i trzewną
Klinika Chirurgii Serca AM
zastosowanie IABP pozwala na zwiększenie
pojemności minutowej o 0,2 – 1 l/min (ok. 20
%)
optymalną objętością wypełnienia balonu jest
30-40 ml (hel, CO2)
czas stosowania IABP: zwykle 48-72 godz.
częstość stosowania IABP w zabiegach
kardiochirurgicznych ocenia się na 8 -10%
jeśli zaczynamy zastanawiać się nad
założeniem IABP to znaczy, że należy go
zastosować !
wcześniejsze założenie IABP daje istotnie
lepsze wyniki
Klinika Chirurgii Serca AM
jeśli występują objawy istotnego
niedokrwienia kończyny, a chory nie
wymaga bezwzględnie IABP – należy
usunąć balon
jeśli występują objawy istotnego
niedokrwienia kończyny, a chory
wymaga IABP – należy założyć nowy
przez drugą kończynę, a następnie
usunąć pierwszy
jeśli występują objawy istotnego
niedokrwienia kończyny, chory wymaga
IABP - założyć bypass udowy celem
poprawy ukrwienia kończyny
Klinika Chirurgii Serca AM
Wskazania do zastosowania
IABP:
ostry zawał mięśnia sercowego powikłany
wstrząsem kardiogennym
niewydolność serca po zabiegach
kardiochirurgicznych (zespół słabego serca)
w pracowniach hemodynamicznych u pacjentów z
wysokim ryzykiem koronarografii, PTCA
w ciężkich do „prowadzenia” arytmiach przed i
pooperacyjnych
w pozawałowych pęknięciach przegrody m-k i ostrej
niedomykalności MV
Klinika Chirurgii Serca AM
Przeciwskazania do zastosowania IABP:
istotna niedomykalność
zastawek
półksiężycowatych aorty
tętniak rozwarstwiający
aorty
Klinika Chirurgii Serca AM
Powikłania stosowania
IABP:
1.
niedokrwienie kończyny - 9-25%
2.
> 50% pacjentów ma zaznaczone objawy
niedokrwienia kończyny w czasie stosowania IABP
3.
zaburzenia hemolityczne
4.
zatory tętnic krezkowych, nerkowych i obwodowych
fragmentami zmienionej miażdżycowo aorty
zstępującej lub skrzepliną (uszkodzenie wskutek
pracy balonu)
5.
sepsa (1%)
6.
zakażenie w miejscu wprowadzenia (2-3%)
7.
krwawienie
8.
wytworzenie tętniaka rzekomego, przetoki tęniczo-
żylnej (1%)
9.
przetoka naczyń limfatycznych
Klinika Chirurgii Serca AM
Dziękuję za uwagę