J Kedokter Trisakti
Mei-Agustus 2002, Vol.21 No.2
Enhanced external counterpulsation (EECP) bermanfaat untuk penderita penyakit iskemia jantung Sutopo Widjaja Bagian Patologi Anatomik Fakultas Kedokteran Universitas Trisakti
ABSTRACT Ischemic heart disease (IHD) is one of the most attractive diseases in the world. The management of IHD can be categorized into invasive and non-invasive. Enhanced external counterpulsation (EECP) is a non-invasive, outpatient measure, aimed at reducing angina attack by enhancing the decrease blood supply to myocardium due to narrowing or closure of coronary arteries. The basic concept of EECP was derived from the United States. Clinical trial were conducted in the USA since 1962, modified and improved further by Chinese scientists. Till now the results of multicenter trial showed that EECP is beneficial for reducing angina attack in IHD patients that cannot be controlled by medication or failed after invasive measures. The effectiveness of EECP has been objectively evaluated by (1) thallium stress test, (2) treadmill, (3) post EECP major adverse cardiovascular events, (MACE) evaluation, (4) colour Doppler imaging dan duplex ultrasonography, and (5) nitrogen-13 (13N) ammonia positron emission tomography (PET). The success rate ranged 74 – 81 % and the benefit lasts 5 years. Reports from other studies showed EECP is useful for ischemic stroke, renal ischemic disease and erectile dysfunction. The rate of D/S ratio not less than 1.2 is the absolute condition that EECP treatment will give optimal benefit, although some reports it between 1.5 - 2.0. Keywords : Enhanced external counterpulsation, ischemic heart disease
ABSTRAK Penyakit iskemia jantung adalah penyebab kematian yang menarik perhatian di seluruh dunia. Penanganan penyakit iskemia jantung dikategorikan dalam tindakan invasif dan tindakan non invasif. EECP adalah prosedur rawat jalan non-invasif, bertujuan mengurangi serangan angina dengan cara meningkatkan perfusi darah ke kawasan otot jantung yang kekurangan pasokan darah akibat penyempitan atau penyumbatan pembuluh koroner. Prinsip EECP bersumber dari Amerika Serikat, mulai diuji coba di Amerika Serikat sejak 1962, mengalami modifikasi dan dikembangkan oleh peneliti dari Cina. Hingga saat ini hasil studi multisenter menunjukkan tindakan EECP sangat bemanfaat untuk mengurangi serangan angina pada penderita yang resisten pada medikamentosa maupun yang gagal dengan tindakan invasif. Angka keberhasilan ini mencapai 74-81%. Perbaikan yang terjadi dilaporkan dapat bertahan hingga 5 tahun. Secara obyektif manfaat EECP telah dibuktikan dengan (1) thalium stress test, (2) uji treadmill, (3) penilaian mayor adverse cardiovascular events (MACE) pasca EECP, (4) pemantauan dengan colour Doppler imaging, dan Duplex ultrasonography, dan (5) evaluasi dengan nitrogen-13 (13N) ammonia positron emission tomography (PET). Tindakan EECP dilaporkan bermanfaat pula untuk penderita stroke iskemik maupun iskemia ginjal dan penderita disfungsi ereksi. Syarat mutlak agar EECP memberi manfaat optimal ialah bila tindakan tersebut berhasil mencapai nilai ratio D/S 1,2, walupun ada peneliti lain yang menetapkan nilai efektif berkisar antara 1,5 – 2,0. Kata kunci : Enhanced external counter pulsation, penyakit iskemia jantung
PENDAHULUAN Penyakit iskemia jantung adalah penyebab kematian yang menarik perhatian di seluruh dunia. Hingga saat ini penanganan penyakit iskemia
jantung dikategorikan dalam tindakan invasif seperti Percutaneus Transluminal Coronary Angioplasty (PTCA) dan Coronary Artery Bypass Graft 63
Widjaja
(CABG) serta tindakan non invasif konvensional berupa diet, medikamentosa dan terapi alternatif seperti kelasi, ozon, Enhanced External Counter Pulsation (EECP) dan lain-lain. Semua tindakan di atas baik invasif maupun non invasif, mempunyai kelebihan maupun keterbatasannya. Menjadi tugas dan tanggung jawab kalangan profesional medis untuk memilih jenis tindakan yang paling sesuai untuk setiap penderita yang dirawatnya. EECP adalah prosedur rawat jalan non invasif, bertujuan mengurangi serangan angina dengan cara meningkatkan perfusi darah ke kawasan otot jantung yang kekurangan pasokan darah akibat penyempitan atau penyumbatan pembuluh koroner. PERFUSI DIASTOLIK Konsep peningkatan perfusi diastolik sebagai salah satu cara untuk memperbaiki aliran koroner dikemukakan oleh Kantrowitz dan Kantrowitz(1,2) dari Harvard University pada tahun 1953. Tahun 1962 Malopoulis dari klinik Cleveland melakukan eksperimen dengan intra-aortic balloon pump, (1) dimana pemompaan pada fase diastolik via balon yang diletakkan dalam aorta mampu meningkatkan tekanan dan aliran diastolik sehingga dapat memperbaiki aliran koroner. Pada tahun 1968 Kantrowitz dkk. berhasil melakukan uji coba klinik pertama pada penderita syok kardiogenik. Hasil observasi lebih lanjut oleh Soroff dkk. membuktikan alat bantu tersebut selain meningkatkan aliran koroner, juga mengurangi kerja ventrikel kiri dan kebutuhan oksigen.(3) Pada awal tahun 60-an Soroff dkk. (3) mengembangkan alat external counterpulsation yang digerakkan dengan sistem hidraulik, mereka melaporkan bahwa teknik tersebut dapat meningkatkan tekanan diastolik 40%-50% dan menurunkan tekanan sistolik hingga 30% sehingga bermanfaat mengurangi angka kematian penderita infark jantung yang disertai syok kardiogenik. Alat ini juga terbukti bermanfaat mengurangi gejala angina pada penderita angina stabil, dimana secara angiografi terlihat peningkatan vaskularisasi. Pada percobaan acak yang melibatkan 258 kasus infark miokard, pasien diberi terapi external counterpulsation selama 3 jam dalam masa 24 jam setelah serangan, tindakan tersebut secara bermakna 64
Enhanced external counterpulsation
mampu menurunkan angka kematian (8,3% vs 17,5%, p <0,05).(3,4) Namun studi studi lain pada tahun 70-an dan 80-an ternyata tidak seluruhnya mendukung hasil studi tersebut. Perbedaan hasil ini rupanya sangat terkait dengan tingkat penguatan tekanan diastolik yang dapat dicapai. (4) Sejalan dengan makin berkembang dan berhasilnya tindakan invasif seperti PTCA dan CABG, maka cara pengobatan dengan external couterpulsation kurang diminati, sehingga kurang mendapat perhatian. Pada akhir tahun 70-an, sekelompok peneliti dari Sun Yat-Sen University di Cina, di bawah pimpinan Dr. Zeng Sheng Zheng mulai mengembangkan sistem counterpulsation yang lebih canggih, mereka mengganti sistem hidraulik dengan sistem pneumatik, prosedur pemompaan diubah dari simultan menjadi sequential, disamping itu manset pemompaan juga diperluas ke daerah gluteal. Modifikasi di atas terbukti mampu lebih meningkatkan tekanan perfusi diastolik sehingga secara bermakna meningkatkan aliran koroner.(4,5) Mulai tahun 80-an terjalin kerjasama antara peneliti Cina dan peneliti dari Stony Brook di State University New York Amerika Serikat. Kerjasama ini berhasil lebih memperbaiki teknik external counterpulsation.(6) Sejak tahun 1989, penelitian manfaat kliniks EECP yang intensif mulai dilaksanakan di Stony Brook, hasilnya menunjukkan EECP memberi efek positif dan efek ini tetap bertahan paling sedikit 3 tahun setelah pasien menyelesaikan program pengobatan.(7) Percobaan klinik multi-center yang melibatkan 139 penderita dari tujuh Universitas di Amerika memperkuat hasil Stony Brook, yaitu EECP mampu menghilangkan serangan angina pada pasien yang tidak responsif terhadap terapi medikamentosa maupun pasca tindakan invasif; mengurangi kebutuhan medikamentosa; meningkatkan kemampuan aktivitas dan kualitas hidup. Secara obyektif hal ini terbukti dari hasil thallium stress test.(8) Sistem EECP komersial yang mirip dengan alat di Cina telah dikembangkan oleh Vasomedical Inc. Westbury, NY Amerika, dan telah mendapat persetujuan FDA (food and drug administration) sejak tahun 1995 untuk pengobatan penyakit jantung koroner.
J Kedokter Trisakti
Saat ini pusat pengobatan EECP telah tersebar di lebih dari 70% negara bagian di Amerika Serikat. Di Asia pusat EECP dapat ditemukan di Cina, Jepang, dan India. Di Indonesia pusat penelitian EECP terdapat di Jakarta. Sistem EECP Alat EECP terdiri atas bagian mekanik dan bagian elektro-prosesor. Bagian mekanik meliputi 3 pasang manset yang dihubungkan dengan tangki udara. Pada saat pengobatan manset tersebut dililitkan pada tungkai bawah, paha dan pinggul. Pengembangan (inflasi) dan pengempesan (deflasi) manset diatur oleh bagian elektro-prosesor sesuai irama jantung pasien yang dimonitor dengan EKG, yaitu saat inflasi dimulai pada puncak gelombang T dan saat deflasi diatur segera setelah kompleks QRS. Bagian elektro-prosesor terdiri dari rangkaian sistem elektronik yang dikontrol oleh mikroprosesor, antara lain: (1) elektrode yang ditempelkan di dada pasien dan berfungsi memantau aktivitas jantung dalam bentuk rekaman ECG, (2) pletismometer yang bisa dilekatkan di cuping telinga atau ujung jari tangan, untuk memantau kondisi tekanan perfusi di pangkal aorta pada fase sistole maupun diastole, (3) monitor, untuk melihat grafik EKG, irama pemompaan dan grafik hasil rekaman pletismometer beserta nilai ratio diastolik/sistolik, (4) barometer, untuk memantau tekanan pemompaan, (5) serangkaian tombol untuk mengatur tekanan, lama pengobatan, serta fase inflasi dan deflasi manset. Mekanisme kerja alat EECP Mekanisme kerja yang pasti dari EECP dalam mengurangi gejala pada penderita angina menahun masih belum sepenuhnya diketahui, walaupun efek hemodinamik EECP pada prinsipnya sama dengan intra aortic balloon pump (IABP) yaitu dengan menurunkan afterload dan peningkatkan tekanan perfusi koroner melalui peningkatan tekanan diastolik di pangkal aorta. (1,2) Pada awal fase diastolik, dibawah koordinasi mikroprosesor, manset dikembangkan (inflasi) secara berurut dari tungkai bawah, paha kemudian pinggul. Pemompaan berurutan tersebut akan mendorong darah arteri dan vena di bagian bawah tubuh naik
Vol.21 No.2
ke pangkal aorta maupun vena cava. Akibatnya terjadi peningkatkan tekanan diastolik aorta, dengan demikian tekanan perfusi arteri koronaria juga meningkat. Peningkatan tekanan perfusi ini selain meningkatkan aliran koronaria juga bermanfaat membuka kolateral sehingga gangguan pasokan darah ke kawasan miokard yang terjadi akibat tersumbatnya cabang cabang arteri koronaria akan teratasi. Segera sebelum ventrikel berkontraksi (fase awal sistole), atas signal dari elekroprosesor, manset serentak dikempiskan. Pengempisan manset terjadi melalui tekanan negatif yang diciptakan oleh bagian mekanik alat dan keadaan ini akan sangat mengurangi beban afterload ventrikel kiri, akibatnya selain kebutuhan oksigen miokard berkurang kinerja ventrikel kiri juga makin meningkat.(9) Disamping itu meningkatnya venous return akan menambah cardiac output jantung.(10) Jadi peningkatan tekanan perfusi diastolik di pangkal aorta yang disertai meningkatnya perfusi miokard, adalah jawaban kenapa EECP mampu menolong penderita penyakit jantung iskemik, sedangkan peningkatan cardiac output akan meningkatkan perfusi ke otak dan ginjal(11,12) serta organ organ tubuh lain.(13) Hasil penelitian lain menunjukkan peningkatan tekanan diastolik aorta yang disertai peningkatan aliran darah koroner dan endothelial shear forces diduga dapat memacu angiogenesis dan pembentukan kolateral. Studi invitro menunjukkan peningkatan shear forces dapat mengaktifkan tirosin kinase endotelium, dengan demikian terjadi modifikasi actin cytoskeleon dan memicu migrasi sel endotel dan sel otot polos ke daerah miokard yang iskemik sehingga terbentuk kapiler baru.(14,15) Disamping itu peningkatan endothelial shear forces selama EECP dapat merangsang produksi endothelial derived relaxation factor/nitric oxide dan penurunan endothelin-1, sehingga dapat memperbaiki vasodilatasi dan perfusi koroner. Proses angiogenesis dan pembentukan kolateral diduga berperan dalam hal efek berkelanjutannya EECP pasca pengobatan.(14) MANFAAT KLINIK Pengalaman di beberapa pusat pengobatan secara pasti menunjukkan manfaat EECP dalam 65
Widjaja
mengurangi/menghilangkan serangan angina yang tidak responsif dengan medikamentosa(2,8) dan meningkatkan kemampuan beraktivitas. (2,6,7,10) Tingkat keberhasilannya dilaporkan mencapai 74-81%.(5,6,10,16) Secara obyektif manfaat EECP telah dibuktikan antara lain dengan (1) thalium stress test yaitu berkurangnya kawasan defek iskemia di scintigram,(5,6,7,9,10) (2) uji treadmill, berupa perpanjangan waktu latihan rate-presure product pada puncak tes dan time to 1-mm ST segment depression,(6,8,9,10) (3) penilaian (MACE) mayor adverse cardiovascular events pasca EECP berupa kasus cardiac death, infark baru, CABG atau PTCA ulang dan angina unstable, (7) (4) pemantauan dengan colour Doppler imaging dan Duplex ultrasonography,(11,13) dan (5) evaluasi dengan nitrogen-13(13N) ammonia positron emission tomography (PET).(17) Hasil uji klinik juga menunjukkan perbaikan yang dicapai dengan tindakan EECP, 80% tetap bebas keluhan hingga 3 tahun dan 64% mampu bertahan hingga 5 tahun.(7) Walaupun begitu hingga saat ini fakta terbentuknya kolateral belum dapat dibuktikan dengan angiografi, hal ini dikarenakan diameter kolateral yang terbentuk hanya sekitar 7 micron sehingga belum dapat dideteksi oleh teknologi imaging saat ini yang hanya mampu medeteksi diamater minimal 100 mikron. Tindakan EECP juga dilaporkan meningkatkan perfusi serebral dan renal sehingga diduga akan bermanfaat untuk penderita stroke iskemik maupun iskemia ginjal.(11,12) Froscheimaier dkk. melaporkan EECP bermanfaat untuk penderita disfungsi ereksi.(3) Bila indikasi dan prosedur pengobatan diindahkan maka hampir tidak ditemukan efek samping yang bermakna pada tindakan EECP.(4,8,9) Indikasi.(2,11,12,13) 1. Penyakit jantung koroner 2. Penyakit serebro-vaskuler 3. Disfungsi ereksi 4. Iskemia renal Kontraindikasi(2) 1. Kelainan katup yang berat 2. Tromboflebitis ekstremitas bawah 3. Hipertensi berat (>180/110 mm Hg) 4. Aritmia berat 66
Enhanced external counterpulsation
5. Payah jantung yang tidak terkontrol 6. Diatesis hemorrhagis 7. Kehamilan Lamanya pengobatan Untuk mencapai manfaat yang optimal maka pasien disarankan menjalani satu seri pengobatan sebanyak 36 jam. Masa pengobatan ini dibagi menjadi 1-2 jam sehari, 5-6 kali seminggu dengan demikian untuk satu seri diperlukan waktu 4-7 minggu. Syarat keberhasilan pengobatan Syarat mutlak agar EECP menberi manfaat optimal ialah bila tindakan tersebut berhasil meningkatkan tekanan perfusi diastolik di pangkal aorta sehingga mampu memperbaiki perfusi koroner. Sebagai parameter ukuran tersebut ialah ratio tinggi gelombang diastolik arterial (diastolic augmentation = DA) terhadap tinggi gelombang sistolik (systolic unloading =SU), yang dikenal sebagai D/S ratio. Ratio tersebut dapat dipantau dengan pletismometer yang diletakkan di cuping telinga atau jari tangan. Hasil penelitian di RRC menetapkan nilai efektif ratio D/S minimal 1,2.(5) Suresh K. dkk melaporkan nilai efektif berkisar antara 1,5 – 2,0,(18) sedangkan menurut penelitian Michaels AD dkk. dari University of California San Fransisco (UCSF) Cardiac Catheterization Laboratory Amerika Serikat dengan melibatkan lebih dari 1.000 kasus, ratio efektif tersebut ialah 1,4, mereka juga melaporkan bahwa umumnya penderita dengan penyakit vaskuler tepi, usia lanjut, wanita dan perokok mempunyai ratio D/S yang lebih rendah (komunikasi pribadi). KESIMPULAN Tindakan EECP telah terbukti bermanfaat untuk penderita penyakit iskemia jantung. Prosedur pengobatan yang bersifat noninvasif, dapat dilaksanakan secara rawat jalan, biaya yang relatif rendah dan tingkat keamanan yang tinggi menyebabkan tindakan EECP patut dipertimbangkan sebagai salah satu pilihan alternatif bagi penderita penyakit iskemia jantung.
J Kedokter Trisakti
Daftar Pustaka 1. 2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Chandramin. Pompa balon intra-aorta. Jurnal Kardiologi Indonesia 1996; 21:53-9. Singh M, Holmes DR Jr, Tajik AJ, Barsness GM. Noninvasive revascularization by enhanced external counterpulsation : A case study and literature review. Mayor Clinic Proceedings 2000; 75:961-5. Soroff HS, Cloutier CT, Birtwell WC, Begley LA, Messer JV. External counterpulsation. Management of cardiogenic shock after myocardial infarction. Jama 1974; 229:144-50. Chou TM. Enhanced external counterpulsation. “Cardiology update, 1997”, October 16-18,1997 the Carmel Valley Ranch Resort, Carmel, CA. Song Y. External counterpulsation in treating angina pectoris evaluated by Tl-201 myocardial perfusion imaging. Zhonghua Xin Xue Guan Bing Za Zhi 1991; 19:235-7 (abstract, original article in Chinese). Lawson WE, Hui JC, Soroff HS, Zheng ZS, Kayden DS, Sasvary D, et al. Efficacy of enhanced external counter pulsation in the treatment of angina pectoris. Am J Cardiol 1992; 70:859-62. Lawson WE, Hui JC, Cohn PF. Long-term prognosis of patients with angina treated with enhanced external counterpulsation: five-year follow-up study. Clin Cardiol 2000; 23:254-8. Arora RR, Chou TM, Jain D, Fleishman B, Crawfold L, McKiernan T, et al. The multicenter study of enhanced external counter pulsation (MUST-EECP): effect of EECP on exercisedinduced myocardial ischemia and anginal episodes. J Am Coll Cardiol 1999; 33:1833-40. Urano H, Ikeda H, Ueno T, Matsumoto T, Murohara T, Imaizumi T. Enhanced external counterpulsation improved exercise tolerance, reduced exercise-induced myocardial ischemia and improves left ventricular diastolic filling in patients with coronary artery disease. J Am Coll Cardiol
Vol.21 No.2
2001; 37:93-9. 10. Lawson WE, Hui JC, Zheng ZS, Burgen L. Jiang L, Lilis O, et al. Improved exercise tolerance following enhanced external counterpulsation: cardiac or peripheral effect? Cardiology 1996; 87:271-5. 11. Applebaum RM, Tunick PA, Konecky N, Katz ES, Kronzon I, et al. Sequential external counterpulsation increases cerebral and renal blood flow. Am Heart J l997; 133:611-5. 12. Yi Y, Yang Y, Jian C. Cerebral hemodynamic impairment and therapeutic effect of external counterpulsation on elderly patients with brain infarction. Hunan Yi Ke Da Xue Xue Bao 1999; 24:435-7 (abstract, original article in Chinese). 13. Froschermaier SE, Werner D, Leike S, Schneider M, Waltenberger J, Daniel WG, et al. Enhanced external counterpulsation as a new treatment modality for patients with erectic dysfunction. Urol Int 1998; 61:168-71. 14. Sessa WC, Pritchard K, Seyedi N, Wang J, Dhintze TH. Chronic exercise in dogs increases coronary vascular nitric oxide production and endothelial cell nitric oxide synthase gene expression. Cir Res. 1994; 74:349-53. 15. Tseng H. Peterson TE, Berk BC. Fluid shear stress stimulates mitogen-activated protein kinase in endothelial cells. Cir Res. 1995; 77:869-78. 16. Lawson WE, Hui JC, Lang G. Treatment benefit in the enhanced external counterpulasation consortium. Cardiology 2000; 94:31-5. 17. Masuda D, Nohara R, Inada H, Hirai T, Li-Guang C, Kanda H, et al. Improvement of regional myocardial and coronary blood flow reserve in a patient treated with enhanced external counterpulsation: evaluation by nitrogen-13 amonia PET. Jpn Circ J 1999;63:407-11. 18. Suresh K, Simandl S, Lawson WE, Hui JC, Lilis O, Burger L, et al. Maximizing the hemodynamic benefit of enhancced external counterpulsation. Clin Cardiol l998; 21:649-53.
67
