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