Mimotělní oběh, hypotermie
P. Pavlík Centrum kardiovaskulární a transplantační chirurgie, Brno
Historie • Bieglow 1950 – experiment na zvířeti - hypotermie zvyšuje odolnost tkání proti hypoxii • Mimotělní oběh + Hypotermie • Březen 1953 - John Gibbon
Důvody používání hypotermie
• • • • •
Ochrana orgánů proti low - flow perfuzi Snížení metabolických nároků tkání Snížení potřeby O2 Ochrana mozku před hypoperfuzí a hypoxií Šetření tkáňových energetických zásob
Historie Historický vývoj metod • Začátky kardiochirurgie - chlazení po úvodu do anestezie zevními metodami – vana s ledovou tříští • Problém – nedařilo se dosáhnout potřebného stupně hypotermie – termoregulační centrum- adrenergní reakce - snaha organizmu zabránit podchlazení – vyplavení katecholaminů, vazokonstrikce, třesavka, centralizace oběhu • Hledání nejúčinnějších tzv. lytických koktejlů
Historie Historický vývoj metod • Později – zařazení výměníku tepla do okruhu - spuštění ECC při normotermii pacienta, pak chlazení náplně ECC – chladová blokáda (plegie) termoregulačního centra adrenergní reakce je silně tlumena, chlazení probíhá bez problémů, dojde k podstatně menšímu vyplavení katecholaminů • Organizmus snáší hypotermii mnohem lépe, daleko menší spotřeba energetických zásob v buňkách • Výsledek - menší poškození organizmu hypotermií
Mimotělní oběh
Sestava mimotělního oběhu • Oxygenátor Terumo Capiox SX 10-R • H 1/1, manitol, heparin
Sestava mimotělního oběhu • Centrifugální pumpy • H 1/1, manitol, heparin
9
Reakce organizmu na ECC v hypotermii
• Vyšší hodnoty SVR i PVR • Vzestup viskozity krve – fyzikálně (10°C - 25%), vzestup permeability kapilár, pokles osm. tlaku • Zvýšená produkce endogenních katecholaminů – zvýšení SVR • Snížená sekrece kortikoidů
Reakce organizmu na ECC v hypotermii
Větší intenzita SIRS • Uvolnění zánětlivých mediátorů (TNFα, interleukiny, adheziny, HSP, … • Narušení kapilární stěny aktivovanými leukocyty • Poruchy mikrocirkulace orgánů, zhoršení funkce
Teplota
• Organizmus člověka je homeotermní • Všechny fyziologické pochody jsou vývojově optimalizovány na teplotu 37°C
Hypotermie • • • •
Nerespektuje homeotermní fyziologii člověka Vyvolává aktivaci kompenzačních mechanizmů Má stresující vliv na organizmus Je tedy poškozujícím faktorem
ALE : • U některých výkonů je nezbytná
Klasifikace hypotermie
• • • •
Mírná Střední Hluboká Velmi hluboká
35 – 32 °C 32 – 25 °C 25 – 19 °C 19 – 10 °C
Indikace hypotermie Mírná – střední : • Rizikoví pacienti • Postižení karotického řečiště • Postižení jiných orgánů • Přání operatéra • Problémy s udržením arteriálního tlaku na začátku ECC • Vývoj technického problému při normotermii Hluboká : • Kombinované výkony s nutností zástavy oběhu
Výhody hypotermie • Redukce tkáňové spotřeby O2 o 50 % na 10 °C poklesu • Chladová vazokonstrikce – lepší oběhová stabilita na začátku ECC • Menší spotřeba vasokonstrikční medikace • Menší ohřívání myokardu • Větší časová rezerva při problémech – Bezpečná doba zástavy oběhu při 30°C – 10 min
• Nižší průtoky – menší peroperační krvácení
Nevýhody hypotermie Narušení : • Mikrovaskulární vazomotoriky • Perfuze orgánů • Vaskulární permeability • Stability membrán • Buněčných funkcí • Tkáňového obsahu vody • Výměny krevních plynů • Koagulačních mechanizmů
Výhody normotermie • • • • • • •
Eliminace negativních vlivů hypotermie Respektování fyziologie Redukce intenzity SIRS Snížení výskytu MOSF po operaci Zlepšení pooperačního průběhu Snížení morbidity a mortality Snížení hospitalizačních nákladů
Výhody normotermie • • • • • • • •
Zkrácení doby ECC Menší laktátová acidoza Častější spont. návrat SR po povolení Ao Snadnější odpojování od ECC Nižší výskyt LCO Méně častá potřeba mechanické podpory Menší narušení koagulace - pooperační krvácení Nižší výskyt pooperačních dysfunkcí CNS
Nevýhody normotermie
• • • • •
Menší časová rezerva při problémech Zhoršená ochrana myokardu – ohřívání Nepřítomnost chladové vazokonstrikce Vyšší spotřeba vazokonstrikční medikace Vyšší průtoky – větší peroperační krvácení, více embolizujících částic
Měření teploty • Centrální teplota – jícen – teplota jádra – Pokles i vzestup je rychlejší
• Periferní teplota – rektum – Větší tepelná setrvačnost – vazokonstrikce, snížený průtok a pomalejší změny teploty
Vedení perfuze v hypotermii Ohřívání : • Doba ohřívání závisí na : – Teplotě v hypotermii – Hmotnosti pacienta – Průtoku krve – Teplotním gradientu voda – krev
• Teplotní gradient voda – krev Max. 10 °C
Krevní plyny v hypotermii
• Zvýšení rozpustnosti plynů v kapalinách • Zvýšená afinita hemoglobinu ke kyslíku • Posun disociační křivky oxyhemoglobinu doleva
Průtok • Dopor. hodnota : stačí nižší než v normotermii 28°C 1.6 - 2 l/m2/min 20°C 1.2 – 1.4 l/m2/min • Podle požadavků pacienta: MAP, venozní saturace, diureza, věk, …
Systémová vaskulární rezistence v hypotermii • Během hypotermie jsou vyšší hodnoty SVR i PVR než v normotermii • Při ohřívání dochází k ústupu chladové vazokonstrikce a SVR klesá pod normu • Po povolení svorky je častější hypotenze • Periferní části organizmu ale dlouho zůstávají ve stavu vazokonstrikce – často i po skončení op.
Průběh SVR během ECC v hypotermii 40 35 30 25 20 SVRi
15 10 5 0 před op.
zač. ECC
perf.
perf.
reperf
reperf
Průtok - tlak • PRŮTOK - je důležitější pro dostatečnou oxygenaci tkání • Prokázáno, že při udržení potřebného průtoku nedojde k hypoxii tkání ani při sníženém perfuzním tlaku • Normální venozní saturace je ukazatelem přiměřené oxygenace tkání
Ohřívání • Začít zavčas – podle fáze operace a přání chirurga (předehřátí výměníku) • Prakticky lze počítat s rychlostí ohřívání 2 – 3 min na 1°C • Výpočet doby ohřevu – orientačně • Ohřívání má být dokončeno před povolením svorky – lépe, ale není nezbytné (našívání centrálních anastomoz, …)
Ohřívání • • • • • • •
Nastavení teploty vody ve výměníku Gradient max. 10 °C Vpuštění teplé vody do matrace na op. stole Vpuštění teplé vody do oxygenátoru Nastavení směšovače plynů na vyšší FiO2 Zvýšení průtoku krve – pokles SvO2 Častější kontrola Astrupa a korekce hodnot – pO2, pCO2, pH – acidoza, ionty, …
Ohřívání • Ohřívání do dosažení centrální teploty cca 37.5 °C (v jícnu) • Pak udržování této teploty do zastavení ECC – v ideálním případě až do vzestupu teploty periferie na normotermii • Po zastavení ECC dochází většinou k poklesu teploty – po odeznění periferní vazokonstrikce dojde k návratu chladnější krve z periferie do oběhu
Hluboká hypotermie:
• Pacienti, u kterých zvolený operační postup vyžaduje zástavu oběhu
Pacienti – charakteristika :
• • • • •
Urgentní Stav ohrožení vitálních funkcí Hypotenze Bezvědomí MOF
Operační Dg. a výkony – hluboká hypotermie: • • • • • •
Disekce Ao Ruptura Ao Aneurysma Ao Náhrada ascendentní aorty a oblouku Rekonstrukční výkony na Ao oblouku Komplexní vady u dětí
Problémy
Hlavní problém : • Ochrana mozku • Ochrana ostatních orgánů
Požadavky chirurga:
• Přehledné operační pole • Dostatečný čas k provedení výkonu • Minimalizace rizika pro pacienta . . . Zástava oběhu v hluboké hypotermii
Zástava oběhu Bezpečná doba zástavy závisí na teplotě : °C 37 33 30 28 23 18
min 1-2 3-4 6-8 10-12 15-20 30-40
Možnosti ochrany mozku při zástavě oběhu: Hluboká hypotermie : • Samostatně • Intermitentní obnovení oběhu • Retrográdní perfuze mozku - RCP • Antegrádní perfuze mozku - ACP • Farmakologická ochrana mozku
Kriteria pro zástavu oběhu:
• hypotermie – t < 20 ° C • SO2 > 96% v jugulární žíle • EEG – izoelektrická linie
Léčba podchlazení: • Indikace: centrální teplota nad 15° C K+ pod 9 mmol / l pH nad 6,50 ACT pod 400 s • Femoro – femorální bypass • Plná heparinizace • Teplota náplně shodná s centrální teplotou • Ohřívání o cca 4°C za hod • Perfuzní tlak cca 60 mmHg • Defibrilace časně - podle teploty
Léčba podchlazení: Indikace ECC v léčbě a prognosa Mortalita x morbidita • Hypotermie při/po asfyxii - mortalita až 90% • Hypotermie bez asfyxie - mortalita 30 – 50% • Zástava oběhu + KPR a její délka
Hypertermie – klinické použití • Celková – Prevence recidivy bakteriální endokarditidy – Po povolení svorky ( 39°C, 30 min)
• Lokální – Léčba nádorů končetin – Izolovaná perfuze cytostatikem ( 40°C, 1 hod) – U některých nádorů i vyšší teploty – nutné speciální vybavení
Děkuji za pozornost
