Circulația extracorporală

Informațiile prezentate nu sunt sfaturi medicale și este posibil să nu fie corecte. Conținutul are doar scop ilustrativ și nu înlocuiește sfatul medicului: citiți avertismentele .

Circulația extracorporală
Procedura medicala Aparat cardiac - pulmonar utilizat pentru circulația suplimentară a corpului (CEC) în contextul chirurgiei cardiace sau chirurgiei toracice
Clasificare și resurse externe
ICD - 9	36,65
Plasă	D002315

Circulația extracorporală (CEC) sau mașina inimă-plămân (în engleză Heart Lung Machine ) este un dispozitiv biomedical (sau dispozitiv electro-medical), utilizat mai ales în chirurgia cardiacă , care garantează supraviețuirea pacienților chirurgicali prin înlocuirea temporară a cardio- funcțiile pulmonare. În general, este un fel de a treia circulație care funcționează artificial în timpul intervenției chirurgicale prin aspirarea sângelui înainte ca acesta să ajungă la inima dreaptă, adică din vena cavă superioară și inferioară (sânge desaturat), transportându-l prin canule și tuburi într-un oxigenator. și apoi reintroducerea acestuia în sistemul arterial al pacientului.

CEC, cu toate acestea, nu este utilizat numai în timpul intervențiilor chirurgicale cardiace , ci este, de asemenea, utilizat pe scară largă în sălile de operație care efectuează transplanturi , în timpul cărora este necesar să se lucreze asupra organului în cauză, continuând în același timp să mențină restul corpului. scăldat în sânge. În aceste cazuri nu este întotdeauna folosit; de fapt, în transplanturile de ficat se folosește un dispozitiv considerabil mai simplu (prevăzut în esență doar cu o pompă și tuburi care permit aducerea sângelui la acesta și trimiterea înapoi la pacient) care permite ocolirea ficatului .

CEC poate fi, de asemenea, utilizat în chirurgia toracică pentru pacienții care suferă de cancer sau suport cardio-circulator la pacienții cu insuficiență cardiacă .

Aparatul inimă-plămân și diferitele metode de circulație extracorporală sunt gestionate de tehnicianul perfuzionist . O metodă de canulație cardiacă este by- passul cardio-pulmonar: constă în ocolirea întregului sistem cardio-pulmonar, devierea sângelui din venele goale direct în aortă . Schimburile de gaze și reglarea parametrilor hidroelectrolitici și a echilibrului acido-bazic au loc în circuitul extracorporeal.

Istorie

Mașina inimă-plămân a fost concepută pentru prima dată de John Heysham Gibbon . Omul de știință sovietic Sergei Sergeevich Bryuchonenko a dezvoltat o formă primitivă a unei mașini inimă-plămâni pentru perfuzia totală a corpului (avtožektor, în rusă автожектор) în 1926 , în timp ce Dr. Clarence Dennis a condus echipa care a efectuat prima operație pe cord deschis. sistem pe 5 aprilie 1951 la spitalul Universității din Minnesota, după patru ani de experimentare de laborator pe câini, cu un grup numit Iron Heart. Pacientul, însă, nu a supraviețuit din cauza unui defect cardiac congenital complex neașteptat.

Experimentele pe câini au fost documentate cu un videoclip, numit Experimente în reînvierea organismelor , care nu reproduce experimentele originale, ci reconstituirile lor ^[1] .

Scopul aparatului inimă-plămân

Scopul circulației create artificial este dublu:

obține un câmp de operare fără sânge și imobil
menține pacientul în viață și organele vitale, garantând circulația prin circulația sistemică.

Caracteristicile circuitului

Panoul de control al aparatului inimă - plămân

O parte a aparatului care colectează sângele provenit din circulația venoasă a pacientului, îl oxigenează și îl slăbește (elimină orice bulă de aer)

Un circuit pentru circulația extracorporală este compus din:

Canulă în atriul drept
Rezervor
Oxigenator
Schimbător de căldură
Filtre
Pompa
Întoarceți canula

Canule

Canulele utilizate în circulația extracorporală sunt tuburi din material polimeric. Acestea sunt concepute pentru a circula sângele cu gradul minim de turbulență și, de asemenea, trebuie să fie suficient de puternice pentru a le împiedica să se strice sau să se prăbușească, dar, în același timp, trebuie să fie flexibile pentru o manipulare ușoară.

CEC prevede două tipuri de conexiuni:

pentru prelevarea de probe venoase
pentru introducerea sângelui arterializat

Conexiune pentru drenarea sângelui venos

Poate fi realizat folosind două tehnici:

sistem de canule duble (unul în vena cavă superioară și unul în vena cavă inferioară). Se utilizează în chirurgia cardiacă unde este necesară deschiderea cavităților inimii drepte (transplanturi, corectarea defectelor congenitale, afecțiuni valvulare).

Procedura presupune izolarea venei cave superioare cu aorta înclinată spre stânga. Vena cavă inferioară este înconjurată, masivul ventricular este dislocat spre stânga și se trece o dantelă. O canulă este apoi introdusă în vena cavă superioară și se creează o "pungă de tutun" pe auriculă dreaptă cu canula la 90 °. Același lucru pentru vena cavă inferioară.

sistem canular unic atrial : o canulă unică este plasată în atriul drept sau există canule care pe lângă capătul perforat au și găuri laterale, care sunt introduse în auriculă dreaptă până la vena cavă inferioară. Vârful perforat va aspira sânge din vena cavă inferioară, în timp ce găurile laterale vor aspira din atriul drept și apoi din vena cavă superioară. Se folosește în majoritatea intervențiilor curente în care nu este necesară deschiderea cavităților drepte (corectarea valvei mitrale sau a valvei aortice, anevrisme ale aortei intratoracice, patologii care afectează ventriculul stâng).

Sistem de admisie arterială

În prezent, pentru avantaje practice, este preferat ca în aorta ascendentă. Înainte de originea tractului brahiocefalic, acesta are un curs predominant intrapericardic. Femoralul este evitat din cauza necesității unei a doua incizii.

Aorta ascendentă este evitată doar în câteva situații:

patologii ale aortei ascendente ( anevrisme , disecții acute și cronice)
re-operații de chirurgie cardiacă care au folosit deja aorta ascendentă ca cale de intrare sau în cazul altoirii bypass-ului arterelor coronare.

În aceste cazuri, se utilizează calea femurală periferică (creierul este perfuzat prin flux retrograd prin aortă, dar cu riscul de disecție retrogradă), artera iliacă (cu inconvenientul deschiderii abdomenului) sau artera subclaviană.

Rezervor

Este un sistem de aspirație format din tuburi conectate la un vid ridicat și conectate la rezervorul propriu-zis în care este depus sângele; acest dispozitiv oferă posibilitatea de a acumula o anumită cantitate de sânge, golind sistemul circulator al pacientului dacă chirurgul are nevoie și, de asemenea, permite prevenirea colaborării venelor goale din cauza creșterii rotațiilor pompei sau a unei vasodilatații a pacientului, care ar duce la o acumulare de sânge în corpul însuși.

Circuitul din faza inițială trebuie umplut cu sânge sau alte soluții ( amorsare ). Până în anii 1960, s-a folosit sânge heparinizat de la 20-30 de donatori. Astăzi se utilizează autotransfuzii de sânge, sonerie acetat plus adenozină sau glucoză sau soluție fiziologică îmbogățită (albumină) sau sonerie lactată plus cristalsol sau manitol.

Se deduce că în timpul CEC există hemodiluție (cu hematocrit între 20 și 25%). Beneficiile includ mai puțină utilizare a sângelui, scăderea vâscozității sângelui, scăderea deteriorării organelor și costuri economice mai mici. Principalele probleme, pe de altă parte, includ o supraîncărcare mai mare de apă și diagnosticul diferențial postoperator dificil între trombocitopenia de hemodiluție și temuta trombocitopenie a heparinei .

Oxigenator

În CEC, în timp, au fost utilizate patru tipuri de bază de oxigenatoare: discuri rotative, bule, membrane și fibre goale.

Oxigenatorul cu disc rotativ , unul dintre primele tipuri utilizate, conceput în 1915 de Hooker și dezvoltat la începutul anilor 1950, constă dintr-o serie de discuri coaxiale rotative. Prin urmare, sângele venos este distribuit pe suprafața acestor discuri sub formă de pelicule pentru a crește suprafața de contact. De asemenea, în acest caz sângele venos și oxigenul sunt în contact direct.

Oxigenatorul cu bule , dezvoltat în a doua jumătate a anilor 1950, permite contactul direct între sângele venos și oxigen. Se compune dintr-o coloană de oxigenare în care sângele venos și oxigenul sunt introduse simultan; urmează un sistem de spumare pentru a elimina bulele. Cele mai moderne dispozitive au un schimbător de căldură încorporat în oxigenator.

Perfuzionist la locul de muncă

Oxigenatorul cu membrană , care a intrat în uz în anii 90, permite schimburi prin difuzie printr-o membrană semipermeabilă din cauciuc siliconic care separă complet gazul și sângele. Evitarea formării bulelor scade riscurile unei embolii gazoase, daunele cauzate de expunerea directă la gaze (hemoliză, consumul de trombocite și factori de coagulare) și crește utilizarea posibilă pentru perioade prelungite de CEC.

Oxigenatorul cu fibre goale este alcătuit din mănunchiuri de fibre goale foarte subțiri care sunt semipermeabile la gaz în interiorul căruia oxigenul curge cu sânge în exterior.

Oxigenatorii moderni sunt mai aproape de fiziologia pulmonară. Nu mai există contact direct datorită medierii unei membrane. Acest lucru garantează o similitudine mai mare cu fiziologia schimburilor de gaze și mai puține probleme datorate contactului direct (traume la elementele sângelui și probleme infecțioase).

Alegerea oxigenatorului determină diferențele în structura circuitului, de fapt oxigenatorul cu membrană este plasat în aval de pompă datorită căderilor sale de presiune ridicate, care ar influența puternic cantitatea de sânge care se întoarce de la pacientul însuși, în acest fel pompa le compensează; dimpotrivă, oxigenatorul cu barbotare trebuie plasat înaintea pompei, fiind structurat astfel încât să aibă o rezervă arterială care decurge din spumare, procedură necesară după barbotare.

Schimbătoare de căldură

Au funcția de a regla temperatura sângelui și, în consecință, temperatura pacientului. Schimbătorul de căldură este plasat în amonte de oxigenator: oxigenatorul crește considerabil presiunea parțială a oxigenului din sânge, care poate fi găsită atât într-o formă legată de hemoglobină, cât și într-o formă dizolvată în plasmă; oxigenul dizolvat tinde să se agregeze pe măsură ce temperatura crește, formând bule.

O caracteristică importantă a acestui dispozitiv, menit să protejeze asepticitatea sângelui, este aceea de a evita, în caz de deteriorare, ca lichidul care transportă căldura (apa) să intre în contact cu sângele și să intre în circulație. Acest lucru este posibil prin menținerea lichidului la o presiune puțin mai mică decât cea a sângelui, astfel încât, în caz de deteriorare, sângele să fie transferat în circuitul extern și nu invers.

Filtru

Este întotdeauna prezent chiar dacă unii îl consideră doar un instrument de precauție, având în vedere măsurile anterioare. Datorită structurii sale micro-reticulate, împiedică trecerea micro-cheagurilor, fragmente mici de țesut, bule foarte mici. Nu mai mult de un filtru este montat în serie, deoarece pe lângă eficiența ridicată a filtrului, există și măsuri preventive în amonte de circuit și, mai presus de toate, căderile de presiune ar fi crescute excesiv.

Pompe

Recipient pentru cardioplegie

Pompele utilizate în circuit pentru circulația extracorporală (de obicei există și o pompă de urgență) sunt patru: una este pompa principală, adică pompa care menține circulația sângelui, alta este utilizată pentru cardioplegie și alte două servesc ca aspiratoare.

Pompa principală poate fi de două tipuri: cu role sau centrifugă. Ambele sunt flux continuu, spre deosebire de inimă, care, pe de altă parte, este o pompă pulsatorie. În funcție de parametrii subiectivi, pompa asigură un debit adecvat pentru pacient (de la 4 la 7 l / m).

Caracteristica teoretică esențială a rolei , fiind o pompă volumetrică , este capacitatea, datorită structurii sale mecanice, de a menține debitul constant, indiferent de sarcină (rezistență) în aval. Principiul de funcționare al pompei cu role este după cum urmează: un tub deformabil este plasat într-un compartiment semicircular unde două sau mai multe role conectate la cât mai multe brațe, rotindu-l, comprimându-l, împingând înainte volumul de sânge înaintea rolei. Rollerul este o pompă volumetrică; aceasta înseamnă că, dacă motorul disponibil este suficient de puternic, debitul său depinde exclusiv de volumul de sânge împins în compartimentul semicircular și de numărul de rotații, indiferent de sarcina hidraulică pe care trebuie să o depășească. Din acest motiv, este normal ca motorul acestei pompe să fie supradimensionat. Un factor care poate determina variația debitului, cu același număr de rotații, este temperatura sângelui și temperatura la care se află pompa. De fapt, deoarece țeava este fabricată din material polimeric , este ușor afectată de variațiile de temperatură, care determină variații ale diametrului acesteia, cu o variație consecventă a debitului.

Dimpotrivă, cu pompa centrifugă , debitul variază în raport cu sarcina (cu același număr de rotații), dar, având în vedere principiul său de funcționare, provoacă mult mai puțină hemoliză decât Rola și nu circulă bule gazoase. Prin urmare, este preferat în intervenții cu timpi CEC foarte lungi, cum ar fi tromboendarterectomia pulmonară , pentru a reduce pierderea de eritrocite și eliberarea hemoglobinei libere în circulație.

Aspiratori

Două din cele patru pompe prezente în circuit pentru CEC sunt utilizate pentru aspiratoare. Se folosesc doi aspiratori, primul pentru a recupera sângele turnat în cavitatea toracică datorită, de exemplu, rănilor chirurgicale, al doilea pentru a recupera sângele din ventriculul stâng care vine din venele Tebei. Sângele recuperat este apoi filtrat, oxigenat și returnat în circuit la nivelul rezervorului (VENT).

Datorită principiului lor de funcționare și a tehnicilor de construcție, aspiratoarele sunt extrem de hemolitice, deoarece supun celulele roșii din sânge unor depresiuni considerabile și mișcări turbulente.

Pe lângă limitele datorate structurii fizice a circuitului, pot fi identificate și alte puncte critice, legate mai presus de toate de fiziologia sistemului circulator și de caracteristicile sângelui. În primul rând, pentru a preveni deteriorarea fibrelor musculare miocardice, inima trebuie alimentată continuu în timpul operației chirurgicale; dacă este hrănită cu sânge, totuși, inima tinde să înceapă să bată din nou.

Problema este rezolvată cu cardioplegia de sânge, o soluție cristaloidă, care se face să curgă direct sau retrograd, conținând o concentrație mare de ioni de potasiu care împiedică orice activitate în miocard. O cantitate mică de sânge este introdusă în soluție pentru a încerca să recreeze mediul fiziologic. De asemenea, este esențial să se ia în considerare faptul că contactul dintre sânge și material străin provoacă coagulare: pentru a evita acest lucru, sângele este infuzat cu heparină , o substanță anticoagulantă care acționează rapid, dar are o durată scurtă de acțiune, înainte de a intra în circulația extracorporală. La sfârșitul operației, pacientului i se administrează sulfat de protamină , un antidot al heparinei, restabilind activitatea de coagulare.

Doza inițială de heparină este de 4 mg pe kilogram din greutatea pacientului și este injectată de către anestezist. Timpul de coagulare este determinat înainte de începerea CEC, pentru a asigura o anticoagulare adecvată. Timpul de coagulare este monitorizat la fiecare jumătate de oră și este menținut mai mult de 480 de secunde prin doze suplimentare de heparină. Mai mult, pentru a evita prezența aerului și, prin urmare, a bulelor, întregul circuit pentru circulația extracorporală este umplut anterior cu un lichid numit amorsare sau umplere, constând în principal din soluție fiziologică, heparină și orice medicamente solicitate de anestezist în condițiile particulare ale pacientul. Volumul de amorsare trebuie să fie cât mai mic posibil: conexiunea pacientului la circuitul pentru circulația extracorporală implică o creștere a volumului vasului și dată fiind prezența lichidului de amorsare există o diluție consecutivă a sângelui. S-a constatat că este admisă o scădere a hematocritului până la o limită de 15%, sub care celulele roșii din sânge nu mai sunt suficiente pentru a satisface nevoile vitale ale pacientului, chiar dacă debitul este crescut (îndeplinind un probleme grave datorate hemolizei). Prin urmare, cu cât este mai mic volumul de amorsare, cu atât este mai mic gradul de diluare a sângelui, rezultând mai puține complicații.

VENT

În ciuda CEC, pot exista și alte surse care, în ciuda aspirației cavale, pot transporta sângele către cavitățile inimii: sinusul coronarian , sângele scăpat din aspirația cavă și venele Tebesium. În primele două, sângele în exces se găsește în atriul drept și, prin urmare, va fi aspirat de canula venoasă deja poziționată acolo anterior; în cazul venelor Tebesio sunt vene cardiace care în loc să curgă către sinusul coronarian (și, prin urmare, spre atriul drept) sunt aruncate direct în cavitățile stângi ale inimii, constituind în acest caz o sarcină către ventriculul stâng, care trebuie aspirat. Pentru a avea un câmp complet lipsit de sânge este, prin urmare, necesar să se introducă un alt aspirator în ventriculul stâng (așa-numitul ventilație ventriculară). Modalitățile utilizate pentru poziționarea sa sunt:

ventriculul stâng (procedură traumatică),
auricul stâng (și apoi prin valva mitrală )
vena pulmonară superioară stângă (procedură ușor traumatică).

Metodologie clinică

monitorizarea parametrilor vitali ( ECG , Fc, Pa pulmonar, diureză, temperatură, ega , Hct , Hb , pH ),
pregătirea câmpului chirurgical (sternotomie mediană și pericardiotomie),
coagulare cu heparină (timp de coagulare activat> 480 secunde),
canulare,
CEC timpuriu,
răcirea corpului,
prinderea aortei,
cardioplegia ,
timpul de intervenție chirurgicală cardiacă centrală,
reperfuzie cardioplegică și normotermie,
decorticare aortică,
descărcare electrică cu restabilirea activității electrice a inimii,
Suspendare CEC,
decanularea vaselor,
infuzie de sulfat de protamină

Complicații

Sindromul de debit scăzut.
Hemoragie postoperatorie.
Tamponare cardiacă .
Insuficiență respiratorie .
Sindromul post-perfuzie (este o reacție fiziopatologică, expresie clinică a alterărilor microcirculatorii și parafiziologice ale CEC. Se manifestă cu dureri toracice, febră, leucocitoză, permeabilitate capilară crescută cu acumulare interstițială și imbibiție a parenchimului pomonar).
Insuficiență renală .
Daune neurologice.