حفاظت از میوکارد و کاردیوپلژی
نتایج مطلوب عمل جرّاحی قلب به عوامل متعددی از جمله انتخاب بیمار، تکنیک جرّاحی صحیح وحفاظت از میوکارد درحین عمل وابسته میباشد. آسیب به میوکارد در درجات متفاوت ، بر مرگ و میر و وضعیّت بیماری موثر خواهد بود. کاردیوپلژی، محلولی است که برای محافظت از میوکارد در حین عمل و در طیّ مدّت زمانی که قلب از گردش خون محروم بوده ودچارایسکمیک شده است استفاده میشود. این محلول از نظر ترکیبات، روش تجویز و نحوه تزریق متفاوت میباشد
آسیب به میوکارد درحین بای پس قلبی عروقی
آسیب به میوکارد ممکن است در حین اعمال جرّاحی کوتاه و یا طولانی مدت اتفاق بیافتد. امّا این آسیب تحت شرایط کلینیکی خاصّ مانند:کلمپ کردن آئورت به مدّت طولانی، اختلال در عملکرد بطن، عمل جرّاحی دریچه همزمان با بای پس عروق کرونر، عمل جرّاحی مجدّد و عمل جرّاحی حین ایسکمی حاد کرونر محتملتر است.
در حین CPB معمولاً برای ایجاد یک میدان تمیز با دید خوب ، آئورت کلمپ میگردد. اگر قلب در حین کلمپ عرضی آئورت همچنان به ضربان خود ادامه دهد، فسفاتهای پر انرژی درون سلولی تخلیه گشته که حاصل آن اختلال در عملکرد میوکارد میباشد. تحقیقات نشان داده است که کلمپ کردن متناوب آئورت١ با دروههای متعدد گردش خون مجدّد ، حالت نیمه مطلوبی را ایجاد میکند زیرا به دنبال هر بار باز کردن کلمپ عرضی آئورت ممکن است دورههای آسیب گردش خون مجدّد رخ دهد.
تکنیک کلمپ عرضی با فیبریلاسیون٢، به عنوان یک روش جایگزین به جای استفاده از کاردیوپلژی برای ایجاد یک میدان بدون خونریزی و یک قلب آرام و خاموش با دورههای کوتاه ایسکمی و به دنبال آن برقراری مجدّد جریان خون را ایجاد میکند. این امر میتواند به جای اینکه از آسیب ناشی از ایسکمی پیشگیری نماید آن را افزایش دهد ( افزایش ایسکمی در عضله زیر آندوکارد) .
اهداف و اصول محافظت میوکارد
هدف از تزریق کاردیوپلژی، محافظت وجلوگیری از آسیب به میوکارد در طول دوره ایسکمی(کلمپ نمودن آئورت )میباشد. این روش با تنظیم نیازهای متابولیکی میوکارد در حین فاز بدون پرفیوژن (ایست قلب )و در ادامه درحین فاز پرفیوژن مجدّد(Reperfusion) قابل اجراست. این راهی برای کاهش اثرات زیانآور ایسکمی طولانی مدّت است
1-Intermitent Cross-Clamping
2-Cross-clamping and Fibrillation
3-Low Cardiac Output Syndrome
عوامل تعیین کننده مصرف انرژی میوکارد وابسته به فشار دیواره بطنی در مرحله پایان دیاستول (LVEDP[1]) و فعّالیّت الکترومکانیکی قلب میباشد. محدودیت این دو پارامتر میتواند نیاز متابولیکی میوکارد را کاهش دهد. در طیّ دیاستول، با LVEDP پایین، مصرف اکسیژن میوکارد و استفاده از منابع انرژی کاهش مییابد. دستیابی سریع به ایست دیاستولیک قلب در شروع دوره ایسکمی با استفاده از کلمپ آئورت و تزریق کاردیوپلژی (خصوصا کاردیوپلژی سرد ) ،سبب کاهش شدید مصرف انرژی میوکارد میشود.
فعّالیّت الکترومکانیکی، نیاز به اکسیژن را در طیّ دوره ایسکمی افزایش میدهد. بنابراین به صورت ایدهآل، همه فعّالیّت الکتریکی درحین ایست قلبی میبایست از بین برود. هیپوترمی نیز به کاهش میزان متابولیک پایه (BMR) وکاهش فعّالیّت الکتریکی میوکارد کمک میکند. در این حالت بعد از قرار دادن کراس کلمپ ، مقداری نرمال سالین سرد یا آب یخ بر روی قلب و درون حفره پریکارد ریخته میشود. (از عوارض این روش ایسکمی عصب فرنیک میباشد) . اما در نتیجه تزریق محلولهای کاردیوپلژی سرد به داخل میوکارد برای توقّف فعّالیّت الکترومکانیکی قلب و کاهش همزمان دما در تمام لایههای میوکارد بعنوان یک روش ارجح برای سرد کردن قلب شناخته شده است.
اگر چه کراس کلمپ در دورههای کوتاه مدت مؤثر است اما این روش به دنبال دورههای ایسکمی بیش از یک ساعت محدودیت دارد.
در حالی که مصرف فسفاتهای پر انرژی و تجمع کلسیم داخل سلولی در طیّ دوره ایسکمی و پرفیوژن مجدّد کاهش مییابد با روش هایی میتوان از ایسکمی و آسیب به میوکارد جلوگیری نمود. نمونههایی از روشهایی که میتوانند تولید فسفاتهای پر انرژی را افزایش داد شامل: افزایش گلوکز و گلیکوژن قبل از عمل، تزریق گلوکز، انسولین و پتاسیم درحین عمل یا اضافه کردن واسطههای چرخه کربس مانندگلوتامات و آسپارتات، به محلولهای کاردیوپلژِی میباشد.
ترکیبات کاردیوپلژی
محلولهای کاردیوپلژی به دو گروه کریستالوئید یا خونی طبقه بندی میشوند. به هر حال نیاز ضروری برای حصول ایست قلبی دیاستولیک سریع، تزریق پتاسیم (meq40-20) میباشد که باعث دپلاریزه شدن غشاء سلولی میشود. پتاسیم یک جزء ضروری همه محلولهای کاردیوپلژی است.
دیگر ترکیبات مشترک محلولهای کاردیوپلژی شامل: یونهای سدیم (meq 200-100) و کلرید میباشد. سدیم سبب کاهش گرادیان سدیم در عرض سلولی (Transcellular) شده و از ادم داخل سلولی جلوگیری میکند. هیپوناترمی آشکار (meq/l 50>)، به همراه پتاسیم بالا باعث القاء دپلاریزاسیون غشاء شده که مکانیسم جابجایی سدیم/کلسیم را از همان روشی که تجمع کلسیم داخل سلولی را پیش میبرد تغییر میدهد و باعث بوجود آمدن آسیب به غشاهای سارکولما میشود. یونهای کلرید ،خنثی بودن محلول را از نظر الکتریکی فراهم میکند.
اصلاح کاردیوپلژی برای تولید محلولی که حفاظت مطلوب عملکرد میوکارد را فراهم آورد، باعث اضافه شدن مواد زیادی به محلول پایه شده است. به عنوان مثال: یکی از پایدارترین کاردیوپلژی خونی ، حاوی سیترات فسفات دکستروز (CPD) است که به منظور محدود کردن ورود کلسیم به داخل سلول در طیّ ایسکمی مورد استفاده قرار میگیرد. و ترومتامین (تری- هیدروکسی آمینومتان، THAM) بافری است که از اسیدوز پیشگیری میکند. ترومتامین به داخل فضای داخل عروقی انتشار یافته و CO2 تولید شده از اسیدوز متابولیک را گرفته و موجب بهبود عملکرد میوکارد میشود.
یکی از محلولهای پر مصرف کاردیوپلژی، محلول بیمارستان سنت توماس میباشد. این محلول حاوی کلسیم، در غلظت کم بوده تا از پارادوکس کلسیم در حین پرفیوژن جلوگیری کرده و ازحفظ تمامیّت غشاء سلولی حمایت نماید. منیزیم با مهار آنزیم میوزین فسفوریلاز به ثبات غشاء میوکارد (ATP را بصورت ذخیره برای فعّالیّت پس از ایسکمی حفظ مینماید) کمک می کند . پروكائين، که یک بی حس کنند موضعی است، با اثرات انقباضی عروق مقابله کرده که حاصل آن بهبود توزیع محلول میباشد.
اضافه کردن بیکربنات سدیم به محلول سنت توماس جهت مقابله با اسیدوز متابولیک توصیه میگردد. باتلهای تجاری رقیق شده محلول کاردیوپلژی سنت توماس به صورت آماده در دسترس بوده و به عنوان جایگزینی برای رقیق کردن کنسانتره با رینگر استفاده میشود، امّا کمی با محلول اصلی سنت توماس تفاوت دارد.
کاردیوپلژی کریستالوئید سرد معایب خاصّی دارد، از جمله این واقعیّت که آنزیم سدیم- پتاسیم آدنوزین تریفسفاتاز (Na+- K+ ATPase)، را مهار میکند که بصورت ذاتی به عملکرد پمپهای یونی غشایی مربوط میشود. و به این وسیله باعث ادم میوکارد و در نتیجه فعّال شدن پلاکتها، لکوسیتها و سیستم کمپلمان میشود.
ترکیبات یونی
|
STH 1
|
BSTH 1
|
یون سدیم (mmol/l)
|
144
|
142
|
یون پتاسیم (mmol/l)
|
20
|
20
|
یون منیزیم (mmol/l)
|
16
|
16
|
یون کلسیم (mmol/l)
|
2/2
|
7/1
|
یون بیکربنات
|
0*
|
40- 30
|
پروکائین (mmol/l)
|
1
|
1
|
PH
|
7-5/5
|
4/7
|
هماتوکریت
|
0
|
%12- 10
|
اسمولاریته (mosmol/kg H2O)
|
320- 300
|
330- 310
|
توجه: * بیکربنات قبل از استفاده اضافه میشود.
توجه: این محلول با پتاسیم بالاست. ممکن است محلول با پتاسیم کم (mmol/l 10) برای دوزهای اضافی به کار رود.
|
ترکیبات محلولهای کاردیوپلژیک کریستالوئید (STH 1) و با پایه خونی (BSTH 1) بیمارستان سنت توماس (غلظتهایی که به قلب تزریق میشود)
در سالهای اخیر کاردیوپلژی خونی تا حدّ زیادی جایگزین کاردیوپلژی کریستالوئید شده است و شامل چهار قسمت خون نسبت به یک قسمت محلول کاردیوپلژی کریستالوئید است. این روش سبب کاهش همودایلوشن سیستمیک ،حفظ فشار اونکوتیک ، یک عامل بافر کننده طبیعی ، دفع کننده رادیکالهای آزاد و همچنین موجب کاهش آسیب به میوکارد درپرفیوژن مجدّد میشود. مطالعات تجربی نشان دادهاند که قلبهای سالمی که در معرض ایسکمی بیش از 4 ساعت قرار گرفتهاند، زمانی که کاردیوپلژی سرد و خونی بصورت متناوب تزریق شود دارای بهبود عملکرد کاملی هستند. کاردیوپلژی خونی به تنهایی، کاملا از آسیب جلوگیری نمیکند. گلوتامات و آسپارتات که جزء اسید آمینههای چرخه کربس میباشند، حین دورههای تزریق متناوب کادردیوپلژی خونی دچار مشکل میشوند. قلبهایی که دچار ایسکمی مزمن هستند از نظر ذخیره گلوتامات و آسپارتات تخلیه شده و ممکن است با استفاده از کاردیوپلژی خونی که به آن گلوتامات و آسپارتات اضافه شده است جبران شود. این کاردیوپلژی اغلب به عنوان کاردیوپلژی غنیشده[2] شناخته میشود. کاردیوپلژی خونی غنی شده یا غنی نشده را میتوان برای بهینه کردن میزان متابولیک ترمیم به صورت گرم دقیقاً قبل از باز شدن کلمپ آئورت در پایان دوره ایسکمی تزریق کرد.
این مرحله گرم بنام Hot shot شناخته میشود. Hot shot باعث یکنواخت شدن ذخایر سلولی و تقویت سرعت بهبودی انقباض میوکارد میشود (تصویر 2-7). بعضی متخصصان همچنین یک حجم کم کاردیوپلژی خونی گرم که با یک کادیوپلژی سرد دنبال میشود را تزریق میکنند تا در ابتدای دوره ایسکمی ،ایست قلبی ایجاد کنند. بر این اساس که این کار قلب را تغذیه میکند. بعنوان مثال بصورت فیزیولوزیکی اکسیژن و مواد غذایی را برای دوره ایسکمی در اختیار میوکارد قرار میدهد.
ماده افزودنی
|
غلظت تحویل داده شده به بیمار*
|
پتاسیم (meq/ml 2)
|
mmol/l 20- 16
|
ترومتامین (mol/l 3/0)
|
7/7-5/7 PH=
|
سیترات- فسفات- دکستروز
|
mmol/l 4/0-2/0
|
آسپارتات
|
mmol/l 13
|
گلوتامات
|
mmol/l 13
|
دکستروز % 50
|
mg/l 400>
|
دکستروز % 5
|
mosm 400-380
|
زمانی که با نسبت 4:1 با خون مخلوط میشود.
|
موادی که به کاردیوپلژی خونی اضاف میشود (پتاسیم زیاد).
ماده افزودنی
|
غلظت تحویل داده شده به بیمار*
|
پتاسیم (meq/ml 2)
|
mmol/l 10 - 8
|
ترومتامین (mol/l 3/0)
|
8/7- 6/7 PH=
|
سیترات-فسفات-دکستروز
|
mmol/l 6/0- 5/0
|
دکستروز % 5
|
mosm 400-380
|
زمانی که با نسبت 4:1 با خون مخلوط میشود.
|
محلول کاردیوپلژی خونی و سرد کم پتاسیم( مالتی دوز)
تزریق کاردیوپلژی
سیستم تزریق کاردیوپلژی شامل پمپ دو قلو، ست لوله مخصوص ، مانیتور ، مبدل حرارتی برای پرفیوژن سرد و گرم و کانولهایی برای تزریق آنتهگراد و رتروگراد میباشد.
تزریق آنته گراد
به طور معمول، یک کانول کاردیوپلژی آنته گرادرا در بالا و کمی به سمت راست آئورت صعودی قرار میدهند. کانول شامل یک مسیر تزریق (فشار )و یک مسیر مکش (ونت) برای تخلیه هوا و خون میباشد. فشار تزریق آنته گراد باید مانیتور شود. فشارهای بالا (mmHg 80<) ممکن است باعث آسیبهای آندوتلیال و ادم میوکارد شود. پایش فشار سیستم تزریق کاردیوپلژی اجازه میدهد تا انسدادهای غیر عمدی مسیر مانند کلمپ شدن یا تا شدن، تشخیص داده شود. با این حال، استفاده از فشار مسیر سیستم تزریق کاردیوپلژی به تنهایی برای تخمین فشار آئورت یا سینوس کرونر صحیح نیست. فشار دقیق از طریق یک مسیر که به طور مستقیم به پورت تزریق متصل میشود به دست میآید. چنین سیستم هایی از نظر تجاری به طور گسترده ای در دسترس هستند.
فشار تزریق آنته گراد باید بین mmHg 80-60 نگه داشته شود. فشار بالا درحین تزریق به احتمال زیاد به دلیل ضایعات (تنگی) گسترده عروق کرونرمیباشد که در این حالت میبایست سرعت تزریق کاهش یافته تا حجم مورد نیاز (معمولاً ml/min 300 به مدّت 2 دقیقه) تزریق شود. اگر نارسایی خفیف آئورت وجود داشته باشد، کاردیوپلژی آنته گراد به صورت نسبی در بطن چپ تزریق میشود و بصورت مؤثر در میوکارد توزیع نخواهد شد. ایجاد کمی فشار ملایم به بطن راست، اغلب اوقات برای بستن خروجی بطن چپ کمک کننده است. پرفیوژنیست با چک کردن فشار ریشه آئورت و مشاهده تغییرات دمای میوکارد میتواند مطمئن شود که کاردیوپلژی به درون میوکارد جریان دارد. میتوان ریشه آئورت را تا حدی باز کرد و کاردیوپلژی را به طور مستقیم به درون دهانه عروق کرونر تزریق کرد و یا از کتتر خود باد شونده[3] استفاده کرد.
تزریق آنته گراد کاردیوپلژی بیشتر ممکن است درحین عمل جرّاحی CABG از طریق پروگزیمال ورید پیوندی در پایان هر آناستوموز دیستال انجام شود.
تزریق رتروگراد
معمولاً قبل از شروع CPB یک کانول برای تزریق رتروگراد کاردیوپلژی، از طریق قسمت پایین دهلیز راست به داخل سینوس کرونر قرار داده میشود. این کانول قابل انعطاف بوده و دارای یک بالون خود باد شونده، یا دستی میباشد. کانول رتروگراد با یک زاویه 45 درجه به سمت شانه چپ در مسیر سینوس کرونر هدایت شده و در قسمت پایین و زیر زائده دهلیزی چپ قرار میگیرد. نوک کانول لمس شده تا از محل اتصال ورید اجوف تحتانی و دهلیز راست عبور کرده و داخل سینوس کرونر قرار گیرد. اگر کانول به داخل ورید خلفی نزولی هدایت شود، باید به آرامی خارج و دوباره آن را به صورت صحیح وارد نمود. اگر در طیّ کارگذاری با مشکل مواجه شدیم، بهتر است CPB شروع شود و نوک قلب را بالا نگه داشت. در این حالت جرّاح میتواند به صورت مستقیم نوک کانول را مشاهده و لمس کرده و آسانتر کانول را وارد نماید. در عمل جرّاحی مجدّد، اگر دیواره خلفی بطن به پریکارد چسبیده باشد، قرار دادن کانول رتروگراد ممکن است با اشکال مواجه شود. بنابراین پس از برقراری CPB، چسبندگی دور قلب آزاد شده و کانول به راحتی در جای خود قرار میگیرد. عدم موفقیّت کانول گذاری در سینوس کرونر نادر بوده (کمتر از %2موارد) و نشان دهنده سوراخ بودن دریچه تبزین و یا فلپ روی مدخل سینوس کرونری میباشد. در این حالت باید ازکانولاسیون دو ورید اجوف استفاده نمود وکانول را به صورت مستقیم از طریق دهلیز راست وارد مدخل سینوس کرونری کرد. در طیّ تزریق کاردیوپلژیرتروگراد، پرفیوژنیست باید فشار تزریق را پایش کرده و در صورت نیاز جریان را کم کند، به طوری که فشار از mmHg 40 تجاوز نکند.افزایش فشار معمولاً نشان دهنده این موضوع است که کاتتر بیش از حد به جلو فرستاده شده و باید به آرامی خارج شود.
ممکن است سینوس کرونر با کانولاسیون نا مناسب و یا انفوزیون مداوم کاردیوپلژی با فشارهای بیش از mmHg 40 صدمه ببیند. اگر در ابتدا فشار سینوس کرونر بالا باشد و فشار ناگهان افت کند یا حین تزریق کاردیوپلژی، جرّاح متوجه تجمع خون درون پریکارد شود احتمالا سینوس کرونر آسیب دیده است . در این حالت تزریق رتروگراد باید قطع شده و ناحیه آسیب دیده ترمیم شود.
فشار زیر mmHg 20 سینوس کرونر دلالت بر آن دارد که بالون پر نشده یا مسیر سینوس کرونر کاملاً مسدود نیست. ممکن است کاتتر از سینوس کرونری بیرون آمده و وارد دهلیز راست شده باشد. در این حالت باید نوک کانول و بالون را لمس کرد و دوباره سر جای خود قرار داد. کارهای دیگری که میتوان برای بهبود تزریق رتروگراد انجام داد شامل: فشردن محل اتصال سینوس کرونر و دهلیز راست با انگشت واستفاده از بخیه در اطراف سینوس کرونر میباشد که باعث ثابت شدن کانول در محل خود شده و مانع برگشت کاردیوپلژی به دهلیز میشود. یک دلیل نادر برای فشار پایین درحین تزریق کاردیوپلژی رتروگراد وجود ورید اجوف فوقانی چپ است. این موضوع معمولاً قبل از CPB تعیین شده و در صورتی که ورید بینام سالم وجود داشته باشد، ورید اجوف فوقانی چپ توسط تورنیکه مسدود میشود. و اگر ورید بینام وجود نداشته باشد، فقط کاردیوپلژی آنته گراد استفاده میشود.
دمای کاردیوپلژی
کاردیوپلژی کریستالوئید معمولاً با دمای Cº 4، کاردیوپلژی خونی سرد با °C 16-12 و کاردیوپلژی خونی گرم با دمای Cº 37 تزریق میشود.
کفایت توزیع کاردیوپلژی را میتوان با کنترل دمای میوکارد (کمتر از Cº 15) بررسی کرد. در صورت هیپرتروفی شدید بطن چپ که به طور معمول در بیماران مبتلا به فشار خون بالا و تنگی شدید آئورت مشاهده میشود نیاز به تزریق کاردیوپلژی بیشتری برای رسیدن به دمای پایین وجود دارد. اگر کانول وریدی دو مرحلهای[4] به طور غیر مستقیم لت غیر کرونری دریچه آئورت را منحرف کرده باشد و باعث ریگورژیتاسیون آئورت درحین تزریق کاردیوپلژی شود، میوکارد به طور کامل سرد نشده که در این حالت میبایست کانول وریدی جابجا شود.
انباشته شدن خون در قلب ( هنگام ایست کاردیوپلژِیک) ، منجر به گرم شدن غیر عمدی دوباره میوکارد میشود. در این وضعیت میتوان با استفاده آگاهانه از ونت ، بطن را تخلیه نمود..
برگرفته از از کتاب بای پاس قلبی-ریوی ترجمه:آقایان علی اصغر زارعی و علی رضا شول
[1] -Left Ventricle End Diastolic Pressure
[2] -Enriched cardioplegia
[3] - self-inflating balloon