Krążenie pozaustrojowe

Pierwsze doniesienia dotyczącego krążenia pozaustrojowego pochodzą z 1812 roku, kiedy zaczęto myśleć o możliwości wspomagania krążenia krwi. Pierwszym problemem, jaki starano się rozwiązać, było sztuczne natlenianie krwi. Udało się to osiągnąć w roku 1910, kiedy został stworzony pierwszy oksygenator dyskowy.

Przełom nastąpił w 1915 roku, kiedy odkryta została heparyna, co dało realne szanse na prowadzenie krążenia pozaustrojowego. 1934 rok był początkiem nowoczesnej techniki perfuzji, to wtedy została wynaleziona rolkowa pompa perystaltyczna stanowiąca element pompujący krew. Z kolei w 1950 roku skonstruowano pierwszy oksygenator spieniający z elementami odpieniającymi. Najważniejszą datą w historii krążenia pozaustrojowego zostanie rok 1954. To wtedy udało się przeprowadzić pierwszy, zakończony sukcesem w postaci przeżycia pacjenta, zabieg z zastosowaniem pełnego krążenia pozaustrojowego.

Co to jest krążenie pozaustrojowe i jakie są jego funkcje?

Krążenie pozaustrojowe jest systemem, który podłączony do układu krążenia pacjenta, zastępuje czasowo pracę serca oraz płuc za pomocą pompy mechanicznej oraz oksygenatora. Wykorzystywane jest w operacjach na otwartym sercu, transplantacjach serca, niektórych operacjach naprawczych aorty, w operacjach pomostowania aortalno-wieńcowego. Ponadto znalazło zastosowanie w operacjach transplantacji wątroby oraz jako metoda mechanicznego wspomagania w krytycznej niewydolności serca.

Aby operacja z zastosowaniem krążenia pozaustrojowego mogła przebiegać bez zakłóceń, musi ono spełniać następujące funkcje:

  • utrzymanie odpowiedniego przepływu krwi (perfuzji) przez narządy i tkanki w czasie gdy serce nie pracuje - mechaniczne wymuszenie krążenia za pomocą pompy,
  • ograniczenie lub całkowite zatrzymanie czynności oddechowej pacjenta - poprzez zatrzymanie przepływu w krążeniu płucnym oraz wykorzystanie oksygenatora zapewniającego odpowiednie natlenowanie krwi,
  • właściwa regulacja temperatury narządów i tkanek - utrzymanie hipotermii zmniejsza metabolizm w tkankach redukując w ten sposób zapotrzebowanie na tlen, a zwiększając efektywność sztucznego natleniania,
  • odzyskiwanie krwi z pola operacyjnego, uzdatnianie jej, a następnie zwracanie do organizmu pacjenta.

Z czego składa się system krążenia pozaustrojowego?

System krążenia pozaustrojowego w każdym przypadku zastosowania powinien składać się z tych samych elementów, niezależnie od ich konfiguracji. Dąży się do maksymalnego ograniczenia długości szlaku jaki musi przebyć krew pacjenta poza jego łożyskiem naczyniowym. W każdym systemie krążenia pozaustrojowego możemy wyróżnić:

  1. Główny obieg, w którego skład wchodzą:
    • cewnik odbierający krew z ciała pacjenta,
    • linia żylna,
    • oksygenator - natleniający krew (zastępujący płuca),
    • wymiennik ciepła - regulator temperatury krwi w trakcie zabiegów, w których celem jest utrzymanie naturalnej temperatury ciała pacjenta (normotermia), zapobiega jej oziębieniu wynikającemu z różnicy między temperaturą w organizmie a powietrzem na sali operacyjnej; natomiast w sytuacji, kiedy celem jest obniżenie temperatury ciała pacjenta (hipotermia), odpowiednio steruje obniżeniem temperatury krwi,
    • zbiornik wyrównawczy krwi - jest rodzajem rezerwuaru krwi, który w przypadku kiedy nagle spadnie prędkość napływu krwi z łożyska żylnego, zapobiegnie jej niedoborowi w łożysku tętniczym,
    • filtr tętniczy - zabezpiecza przed dostaniem się do łożyska naczyniowego pacjenta elementów, które mogłyby wywołać zator, oczyszcza powracającą do ciała pacjenta krew z pozlepianych krwinek, mikrofragmentów elementów składowych systemu krążenia pozaustrojowego, pęcherzyków gazu czy fragmentów tkanek odsysanych z pola operacyjnego.
  2. Obieg pomocniczy (o bardziej dowolnej konstrukcji) mający za zadanie odbierać krew z pola operacyjnego:
    • ssak kardiotomijny,
    • linie ssakowe,
    • pompy ssakowe,
    • zbiornik kardiotomijny z filtrem,
    • linia łącząca z częścią żylną układu głównego.

Pompa wymuszająca przepływ w krążeniu pozaustrojowym umieszczona jest w zależności od rodzaju oksygenatora przed (oksygenatory membranowe) lub za nim (oksygenator spieniający).

Od początku do końca

Pierwszym etapem jest przygotowanie sprzętu do krążenia pozaustrojowego. Muszą być spełnione pewne warunki, aby krew pacjenta mogła przebiegać przez aparaturę. Cały obieg wypełnia się specjalnie przygotowanym płynem oraz odpowietrza. Ponieważ płyn ma stanowić rodzaj substytutu krwi, musi posiadać odpowiednie właściwości: być izotoniczny (o takim samym jak krew pH), izoosmolarny (zawierający taką samą jak krew ilość elektrolitów)i łatwy do wydalenia z organizmu. Do płynu dodaje się heparynę w celu uniknięcia powstawania skrzepów.

Zanim przystąpi się do podłączania pacjenta do krążenia pozaustrojowego, podaje się mu środki przeciwkrzepliwe (heparynę). Procedura ta ma na celu zapobieganie krzepnięciu krwi pacjenta po przetoczeniu jej do aparatury. Wykrzepianie krwi jest fizjologicznym mechanizmem uruchamiającym się po wynaczynieniu jej z naturalnego łożyska naczyniowego lub po kontakcie z obcymi materiałami.
Po przygotowaniu aparatury i pacjenta lekarz przystępuje do cewnikowania naczyń. Z reguły uzyskuje się dostęp do części wstępującej aorty oraz przez prawy przedsionek do żyły głównej górnej i dolnej.

Po podłączeniu pacjenta do aparatury rozpoczyna się krążenie pozaustrojowe. Przepływ właściwy dla powierzchni ciała pacjenta uzyskuje się powoli, aby uniknąć przesunięć objętości płynów. Po kontroli natlenowania krwi zatrzymuje się czynność oddechową pacjenta. Cały czas kontroluje się ciśnienie krwi w naczyniach pacjenta, ciśnienie w systemie pozaustrojowym oraz kolor krwi. Następnie rozpoczyna się schładzanie pacjenta. Bardzo istotne jest osiągnięcie odpowiednio niskiej temperatury w obrębie mięśnia sercowego. Uzyskuje się to za pomocą chłodzenia z zewnątrz.

Następnie zamyka się aortę i podaje kardiopleginę do naczyń wieńcowych, która odwracalnie zatrzymuje serce. W trakcie operacji cały czas kontroluje się temperaturę oraz czynność bioelektryczną serca (prawidłowo nie występuje). Jeżeli temperatura podniesie się lub na ekranie monitora pojawi się zapis świadczący o jakiejkolwiek aktywności mięśnia sercowego, natychmiast podaje się więcej kardiopleginy oraz zwiększa przepływ płynów chłodzących.

Tak jak rozpoczynanie krążenia pozaustrojowego, tak samo jego zakończenie jest szczególnym momentem. Pierwszym etapem jest stopniowe ogrzewanie pacjenta. Minimalna temperatura jaką należy osiągnąć to 35°C. Następnie podtrzymuje się temperaturę podawanych płynów na poziomie 37°C. Kolejnym etapem jest ponowne uruchomienie przepływu krwi przez serce oraz ogrzanie mięśnia do temperatury około 32°C, a następnie defibrylacji, jeżeli samoczynna akcja wcześniej nie powróciła. Rozpoczyna się również wentylacja mechaniczna pacjenta. Po uzyskaniu odpowiedniej akcji serca można rozpocząć stopniowe zmniejszanie jego wspomagania za pomocą krążenia pozaustrojowego.

Powikłania krążenia pozaustrojowego

Krążenie pozaustrojowe jest metodą bardzo skomplikowaną, a procesy, którym poddawana jest krew pacjenta, bardzo złożone. Z tego względu procedura ta obarczona jest możliwością wystąpienia wielu powikłań.

Mogą one wynikać po pierwsze ze zmian dotyczących krwi takich jak:

  • destrukcja lub zaburzenie czynności elementów morfotycznych (krwinek czerwonych i białych płytek krwi),
  • zmiana lepkości oraz pH krwi,
  • wprowadzenie do krwi cząsteczek gazu lub obcych mikrocząsteczek,
  • aktywacja procesów krzepnięcia.

Dodatkowo mogą wystąpić powikłania ogólnoustrojowe:

  • niedokrwistość,
  • uszkodzenie płuc,
  • upośledzenie pracy serca,
  • krwawienia,
  • zaburzenie pracy nerek,
  • zakażenia,
  • zgon.

Jednak precyzyjne przygotowanie pacjenta znacznie ogranicza możliwość wystąpienia powikłań. Należy pamiętać, że wprowadzenie metody krążenia pozaustrojowego zrewolucjonizowało kardiochirurgię oraz umożliwiło przeprowadzenie wielu zabiegów ratujących życie.

Lekarz Marta Bijak

Znajdź najlepszego lekarza