la circolazione extra-corporea (cec) unita operativa di cardiochirurgia a.o.r.n. s. sebastiano -...
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La Circolazione Extra-Corporea(CEC)
Unita’ Operativa di CardiochirurgiaA.O.R.N. S. Sebastiano - CasertaCaserta, 12 – 13 dicembre 2005
Problematiche gestionali ed assistenziali del cardio-operato
La circolazione extracorporea(CEC)
Dott. Francesco Paolo Tritto
CHIRURGIA “A CUORE APERTO”
Per poterla eseguire c’è bisogno che :
♥>>>>>>>>>>>>> sia fermo ed esangue
quindi
B P C P o C. E. C.
(BY-PASS CARDIO POLMONARE o CIRCOLAZIONE EXTRACORPOREA)
Circolazione extracorporea (CEC)
- SOSTITUZIONE TEMPORANEA DELLEFUNZIONI -
CARDIACA POLMONARE
POMPA OSSIGENATORE
MECCANISMO DELLA CEC
DRENAGGIO DALLE VENE CAVE
REINFUSIONE IN ARTERIA (AORTA)
CIRCUITO DI CIRCOLAZIONE EXTRACORPOREA (SCHEMA)
CANNULE VENOSE
SCAMBIATORE DI CALORE
OSSIGENATORE_
LINEAVENOSA
CANNULA AORTICA
POMPA
SOTTOPOMPA
MACCHINA CUORE-POLMONE(composizione)
⊙POMPA PRINCIPALE
⊙POMPA PER L’INFUSIONE DI SOLUZIONE CARDIOPLEGICA
⊙POMPA PER L’ASPIRATORE DA CAMPO
⊙POMPA PER IL VENT
⌘ GRUPPO CALDO FREDDO
MACCHINA CUORE-POLMONE
MACCHINA CUORE-POLMONE
MACCHINA CUORE-POLMONE
MACCHINA CUORE-POLMONE
MACCHINA CUORE-POLMONE
MACCHINA CUORE-POLMONE
Gruppo caldo-freddo
CIRCUITO DELLA CEC
CANNULE VENOSE CAVALI
LINEA DI DRENAGGIO VENOSO
RECIPIENTE DI RACCOLTA DEL SANGUE VENOSO (RESERVOIR)
POMPA
SCAMBIATORE DI CALORE
OSSIGENATORE
LINEA ARTERIOSA
CANNULA ARTERIOSA (aorta, femorale, ascellare)
CANNULE VENOSE
SCAMBIATORE DI CALORE
OSSIGENATORE_
LINEAVENOSA
CANNULA AORTICA
POMPA
SOTTOPOMPA
POMPA
Rappresenta il “CUORE” della macchina
cuore-polmone
⊙Non deve creare danni al sangue che scorre nel circuito
⊙Funziona quanto più “fisiologicamente” possibile
⊙Assicura una portata di 8-10 l/min
⊙ Sostituisce la funzione cardiaca
POMPA
Rappresenta il “CUORE” della
macchina cuore-polmone
⊙ Sostituisce la funzione cardiaca
TIPI DI POMPA
CENTRIFUGAROLLER
POMPE SUPPLEMENTARI
Per infusione della soluzione cardioplegica
Per la perfusione cerebrale
Aspiranti (aspiratore da campo e vent)
OSSIGENATORE
SOSTITUISCE IL POLMONE
O2
CO2
FORNISCE OSSIGENO
al sangue
RIMUOVENDONE
ANIDRIDE CARBONICA
OSSIGENATORE come è costituito:
¶ Recipiente di raccolta (reservoir)
¶ Scambiatore di calore¶ Sezione ossigenante
(membrana)
Ossigenatore:RESERVOIR
• Raccolta del sangue venoso del paziente
• Filtraggio del sangue proveniente dal campo operatorio (coaguli, frustoli ossei grasso, etc.)
Ossigenatore:SCAMBIATORE DI CALORE
MODIFICA LA TEMPERATURA DEL SANGUE A SECONDA DELLE
ESIGENZE DELL’INTERVENTO
MODIFICA LA TEMPERATURA DEL SANGUE A SECONDA DELLE
ESIGENZE DELL’INTERVENTO
Ossigenatore:SEZIONE OSSIGENANTE
E’ IL “POLMONE” DELLA CEC
E’ COSTITUITA DA UNA MEMBRANA
ATTRAVERSO LA QUALE AVVIENE LO SCAMBIO GASSOSO
GRUPPO CALDO-FREDDO
Apparecchiatura separata che produce acqua calda o fredda e
la fornisce allo scambiatore di calore
(ossigenatore)
Macchina cuore-polmone
“unità funzionale”
E’ necessario che tutte le apparecchiature che costituiscono la macchina cuore-polmone siano
connesse tra loro tramite segmenti di tubi ed al paziente tramite le
cannule
TUBITUBI
PVC (polivinile cloruro)S ilicone
B IOC OM P ATIB I LE STERILEATOSS IC O
AP IROGENO
INALTERAB ILITA'FIS IC A
V I GRADO M EDIC ALE
TUBITUBI
PRIMING
IL CIRCUITO EXTRACORPOREO VA RIEMPITO CON UNA SOLUZIONE
PARTICOLARE PER ELIMINARE TUTTA L’ARIA PRESENTE
PRIME
• NON DEVE PROVOCARE ALTERAZIONI CHIMICO-FISICHE
• NON DEVE CAUSARE DANNI BIOLOGICI
• DEVE ESSERE ISOTONICO CON IL SANGUE (285±5 mOsm/l)
EMODILUIZIONE
• EMODILUIZIONE PARZIALE
Prime costituito da SANGUE e
soluzioni CRISTALLOIDI eCOLLOIDALI
• EMODILUIZIONE
TOTALE
Prime costituito
da soluzioni CRISTALLOIDI e/o
COLLOIDALI
EPARINIZZAZIONE
Il contatto tra il sangue del paziente e le superfici estranee del circuito extracorporeo attiva la cascata
coagulativa.Prima di collegare il circuito della CEC al
paziente, il sangue viene reso incoagulabile mediante
somministrazione di eparina(300 U.I. / Kg)
Heparin / ATIII InteractionIntrinsicXII XIIa HEP + ATIII
XI XIa HEP + ATIII
IX IXa HEP + ATIII
Xa + VIII HEP + ATIII
X Xa HEP + ATIII
PROTHROMBIN THROMBIN HEP + ATIII
FIBRINOGEN FIBRIN
METODI DI CONTROLLO DELL’EPARINA
• TEST FUNZIONALI ACT tempo di coagulazione attivata
• TEST QUANTITATIVI HPT Analisi della concentrazione dell’eparina
VARIABILI CHE INFLUENZANO L’ACT
• Precallicreina
• MW Chininogeno
• Fattore XII
• XI
• IX
• VIII
• X
• V
• VII
• Protrombina
• Fibrinogeno
• Vol.Globuli Rossi
• Conta Piastrinica
• Funz. Piastrinica
• Calcio
• Temperatura
• Eparina
• Antitrombina III
• Plasminogeno
• Monociti
• pH
• Proteina C
H M SHemostasis Management System
Monitoraggio in CEC
• FUNZIONE RESPIRATORIA (EMOGASANALISI) :
pH 7.35-7.45
PCO2 35-45 mmHg
PO2 100-250 mmHg
• FUNZIONE RENALE: Diuresi 2 ml/Kg/h
• FLUSSI: 2.2-2.4 L/m²
• PRESSIONI: arteriosa (60-100 mmHg), PVC (0-10 mmHg),pressione linea arteriosa<350mmHg
• TEMPERATURE: esofagea, rettale, sangue venoso, sangue arterioso, fonte di calore
• ECG
I TEMPI DELL’INTERVENTO IN CEC (1)
CARDIOCHIRURGOCARDIOCHIRURGO
CANNULAZIONE arteriosa e venosa e connessione delle cannule con le linee corrispondenti
CLAMPA L’AORTA ASCENDENTE (sospensione della circolazione coronarica)
ESEGUE L’INTERVENTO A CUORE FERMO
PERFUSIONISTAPERFUSIONISTA
ENTRA IN BY PASS e raggiunge il flusso arterioso teorico 2.2-2.4 l/m² e la temperatura desiderata
INFONDE LA SOLUZIONE CARDIOLEGICA (protezione miocardica per arresto cardiaco in diastole)
I TEMPI DELL’INTERVENTO IN CEC (2)
CARDIOCHIRURGOCARDIOCHIRURGO
DECLAMPA L’AORTA (ripresa della perfusione coronarica e dell’attività cardiaca)
dopo la sospensione della CEC procede alla DECANNULAZIONE della linea venosa ed arteriosa
PERFUSIONISTAPERFUSIONISTA
RIPRISTINA la temperatura fisiologica e l’equilibrio cardiocircolatorio necessario per lo “svezzamento” del pz. dalla CEC
INTERROMPE IL BY PASS (quando i parametri emodinamici, elettrocardiografici ed emogasanalitici dimostrano che il cuore può sostenere da solo la normale circolazione)
EFFETTI DELLA CEC
EFFETTI POSITIVI:
RIDUZIONE DEL LAVORO CARDIACO
ADEGUATA PERFUSIONE ED OSSIGENAZIONE PERIFERICA
RECUPERO DEL SANGUE (EMORRAGIE)
PROTEZIONE MIOCARDICA E TISSUTALE (IPOTERMIA)
RIEQUILIBRIO IDRO-ELETTROLITICO
EFFETTI NEGATIVI:
ALTERAZIONI DEL SANGUE CIRCOLANTE
ALTERAZIONI DELL’ EQUILIBRIO ACIDO-BASE
ALTERAZIONI DELL’ EQUILIBRIO IDRO-SALINO
ALTERAZIONI DELLA DISTRIBUZIONE DEI FLUSSI REGIONALI
Effetti negativi della CEC
ALTERAZIONI DEL SANGUE CIRCOLANTE
ALTERAZIONI FISICHE EMOLISI e CITOLISI LEUCOCITARIA ROTTURA DEI LEGAMI FISICI
DELLE MACROMOLECOLE PLASMATICHE
(fosfolipidi,lipoproteine,glicoproteine)
RIDUZIONE DEL NUMERO E DELL’ATTIVITA’ PIASTRINICA
ALTERAZIONI DELL’ EQUILIBRIO ACIDO-BASE
ECCESSIVA ELIMINAZIONE di CO2 a livello dell’ossigenatore
CONTRAZIONE DI UN DEBITO DI O2TISSUTALE per scarsa perfusione periferica
Effetti negativi della CEC
ALTERAZIONI DELL’ EQUILIBRIO IDRO-SALINO
SOVRACCARICO IDRICO IN CEC (prime, cardioplegia)
- a cui si aggiunge la generica risposta dell’organismo al trauma chirurgico con tendenza alla ritenzione idrica e sodica ed
eliminazione potassica -
Effetti negativi della CEC
ALTERAZIONI DELLA DISTRIBUZIONE DEI FLUSSI REGIONALI
Riduzioni (anche piccole) della portata
AUMENTO PERCENTUALE DEI FLUSSI CEREBRALE E
CORONARICO
RIDUZIONE PERCENTUALE DEL FLUSSO RENALE E DEL
DISTRETTO SPLANCNICO POSSONO ESSERE CAUSA DI
INSUFFICIENZA RENALE O EPATICA
Effetti negativi della CEC
BIOCOMPATIBILITA’Nuova Frontiera
• Coating Materiale C.E.C.
• Sistemi Chiusi
• Miniaturizzazione
• Riduzione eparina
…to prevent activation of the patient’s Systemic Inflammatory Response Syndrome
How can Perfusion influence SIRS?
…su quali aree dobbiamo concentrarci……..
…per una
“biocompatibilità
ottimale” ?
FlussoFlusso SangueSangue
SuperficiSuperfici
Aree su cui concentrarsi
Prevenire:
• AttritoAttrito
• StasiStasi
• TurbolenzeTurbolenze
Flusso OttimaleFlusso Ottimale
Aree su cui concentrarsi
FlussoFlusso SangueSangue
SuperficiSuperfici
Biocompatibilità Biocompatibilità OttimaleOttimale
FLUSSO
Rapide decellerazioni possono indebolire o
distruggere la membrana cellulare
Se la velocità di un Se la velocità di un globulo rosso, così globulo rosso, così come quella di un come quella di un
pomodoro, viene ridotta pomodoro, viene ridotta rapidamente, rapidamente,
provocherà la rottura provocherà la rottura della sua membrana.della sua membrana.
Il controllo delle variazioni di velocità del
flusso possono minimizzare il danno
ematico
La Pompa CentrifugaBIOMEDICUS
La Pompa Centrifuga
SICUREZZA E VANTAGGI CLINICI
• Miglior Gestione del Flusso flusso laminare
• Protezione verso Embolie Gassose stop campana
• Protezione verso Iperpressurizzazione del circuito• Protezione verso la Spallazione No erosione del rullo
• Misurazione Esatta del Flusso Lettura elettromagnetica diretta. Temperatura e/o Emodiluizione non la influenzano.
• Benefici Economici minor uso di prodotti ematici.Minor tempo di ventilazione. Miinori danni neurologici
La Pompa Centrifuga
FlussoFlusso SangueSangue
SuperficiSuperfici
Prevenzione di:
• AttritoAttrito
• StasiStasi
• TurbolenzeTurbolenze
Biocompatibilità Biocompatibilità OttimaleOttimale
•Anticoagulazione ottimale
•Emodiluizione ottimale
•Aspirazione Atraumatica
Vent Sx
•Normotermia
•Prevenzione Interazione farmaci
•Filtrazione sostanze emboliche e patogeniche
FlussoFlusso SangueSangue
SuperficiSuperfici
Prevenzione di:
• AttritoAttrito
• StasiStasi
• TurbolenzeTurbolenze
Biocompatibilità Biocompatibilità OttimaleOttimale
Anticoagulazione ottimale
Emodiluizione ottimale
Aspirazione Atraumatica
Vent Sx
Normotermia
Prevenzione Interazione farmaci
Filtrazione sostanze emboliche e patogeniche
•Superfici Biocompatibili Superfici Biocompatibili
•Evitare contatto aria/sangueEvitare contatto aria/sangue
•Minimizzare le superfici di Minimizzare le superfici di contattocontatto
Circuito mini-CEC
FlussoFlusso SangueSangue
SuperficiSuperfici
Superfici Biocompatibili
CARMEDACARMEDA
TRILLIUMTRILLIUM
Biocompatibilità Ottimale
Uncoated oxygenator fiber
Trillium™ coated oxygenator fiber
Uncoated Fiber Bundle after 6 hours CPB
Baksaas, ST
TrilliumTrillium Fiber Bundle after 6 hours CPB
TrilliumTM StudiesBaksaas, ST et al.
La Circolazione Extra-Corporea(CEC)