Minimálně invazivní mechanické srdeční podpory

Souhrn

Mechanické srdeční podpory patří mezi jedny z nejrychleji se rozvíjejících technologií v oblasti kardiologie. Krátkodobé srdeční podpory slouží k překlenutí akutních, život ohrožujících stavů způsobených selháním schopnosti myokardu přepumpovat dostatečné množství krve, a umožňují tím také podporu rizikových koronárních nebo elektrofyziologických intervencí. Vzhledem k tendenci ke zjednodušování těchto systémů se naskýtá možnost velmi rychlého sestavení a zprovoznění celého systému; je tak možné v určitých akutních situacích, například i během probíhající resuscitace, kompletně nahradit srdce jako pumpu. V současné době má řada center k dispozici několik různých typů perkutánně zaváděných mechanických srdečních podpor. Tato práce přináší přehled v současnosti dostupných systémů perkutánně zaváděných oběhových podpor a srovnání jejich předností a záporů.

Klíčová slova:
mechanická podpora oběhu, extrakorporální membránová oxygenace, kardiogenní šok, komorová tachykardie.

ÚVOD

Minimálně invazivní mechanické srdeční podpory jsou systémy, které umožňují částečně nebo i kompletně nahradit srdeční pumpu a lze je zavést miniinvazivně, často perkutánně, po punkci některé z velkých tepen nebo velkých žil.

Obecně můžeme mechanické srdeční podpory dělit na systémy aktivní, které jsou schopny částečně či úplně zajistit srdeční výdej, a na systémy pasivní, které podporují funkci srdce jako pumpy nejrůznějšími mechanismy. K pasivním systémům patří především intraaortální balónková kontrapulzace (IABK). Aktivní mechanické srdeční podpory lze dále dělit podle krevního průtoku na systémy pulzatilní, které generují tok pohybující se membránou a nepulzatilní vytvářející tok kontinuální. Podle lokalizace použití dělíme systémy na implantabilní a extrakorporální, z nichž řadu lze zavést minimálně invazivní technikou, i katetrizačně. Podle délky použití lze podpory dělit na krátkodobé s maximální dobou použití 14–30 dnů a dlouhodobé. Srdeční podpory lze také dělit na systémy sloužící k podpoře činnosti levé komory (LVAD – left ventricular assist device), pravé komory (RVAD – right ventricular assist device) či jako podpora obou srdečních komor (BiVAD – biventricular assist device). Jako srdeční náhrady označujeme ortotopicky umístěné systémy, které plně nahrazují srdeční práci. Následující přehled je věnován krátkodobým, aktivním, minimálně invazivním srdečním podporám. Použití těchto systémů může být plánované jako podpora u některých vysoce rizikových výkonů či emergentní – u oběhových zástav, arytmických bouří nebo akutních srdečních selhání.

Miniinvazivní mechanické srdeční podpory se dnes zavádějí zpravidla po vyčerpání „konvenčních“ možností léčby srdečního selhání; slouží k překlenutí období s nedostatečným vlastním minutovým srdečním výdejem, a umožňují tak stabilizaci oběhu a orgánových funkcí. Nejčastěji se jedná o srdeční selhání v důsledku rozsáhlého infarktu myokardu, kde konvenčními metodami včetně maximální inotropní podpory a IABK nejsme schopni zajistit adekvátní srdeční výdej (1, 2).

Srdeční podpory mohou sloužit k překlenutí doby do:

• uzdravení poškozeného srdečního svalu („bridge to recovery“);
• urgentní transplantace srdce („bridge to transplant“);
• implantace dlouhodobé srdeční podpory („bridge to bridge“);
• dalšího rozhodnutí („bridge to decision“);
• dalšího intervenčního nebo chirurgického výkonu („bridge to intervention“).

Mezi hlavní indikace k zavedení srdeční podpory je obecně přijímána hodnota srdečního indexu (CI) pod 2,0 l/min/m², systolický tlak pod 90 mm Hg, tlak v zaklínění (PCWP) nad 20 mm Hg, těžká dysfunkce levé komory, dependence na inotropní podpoře a refrakternost k maximální farmakologické terapii; v poslední době, jak již bylo zmíněno, se stále častěji podpory využívají v indikacích dalších jako recidivující, hemodynamicky špatně tolerovaná komorová tachykardie nebo probíhající kardiopulmonální resuscitace, kdy se nedaří obnovit krevní oběh standardními postupy (3). Zavedení systému mechanické podpory oběhu dává také možnost bezpečnějšího provádění rizikových koronárních intervencí při těžkém nálezu na věnčitých tepnách, či umožňuje elektroanatomické mapování netolerované komorové tachykardie s následnou ablací, kterou by bez této podpory nebylo možné provést (4).

Včasné a rychlé rozhodnutí o použití některého ze systémů mechanické srdeční podpory u pacienta v akutním, život ohrožujícím stavu, může znamenat i poslední a jedinou naději na přežití. 

PŘEHLED MINIINVAZIVNÍCH SRDEČNÍCH PODPOR

Tandem Heart 

Tandem Heart (Cardiac Assist Technologies Inc, USA) je systém, sloužící ke krátkodobé kontinuální perkutánní mechanické podpoře (obr. 1). Při použití jako levostranné podpory je nutnost provedení transseptální punkce, kdy nasávací kanyla je umístěna v levé síni, odkud se okysličená krev přečerpává centrifugální pumpou do kanyly umístěné v descendentní aortě. Jedná se tedy o bypass levá síň-aorta. Punkce mezisíňového septa se provádí pod skiaskopickou kontrolou nebo s pomocí intrakardiálního ultrazvuku. Při stavech, kde dochází k selhání pravé komory, je nasávací kanyla umístěna v pravé síni a výdejová kanyla v plicnici. Zavedení systému se provádí punkcí femorálních cév (žíla a tepna).

Centrifugální pumpa pracuje s kontinuálním průtokem, maximální rychlost je 7500 otáček/min. Rotace čerpadla je zajištěna na principu elektromagnetického pole rotující vrtulkou volně v prostoru pumpy. Celý systém je kontinuálně proplachován heparinizovaným fyziologickým roztokem. Řídící konzole zobrazuje aktuální počet otáček a udává minutový průtok pumpou.

Impella

Systém Impella (Abiomed Inc, USA) je perkutánní mechanická podpora oběhu, vyráběná v provedení 2.5 a 5.0 L/min. Jedná se o nepulzatilní systém, který používá axilární pumpu. Impella 2.5 je zaváděna nejčastěji punkcí femorální artérie v třísle retrográdní cestou přes aortální ústí do hrotu levé komory (obr. 2). Konec katétru je opatřen atraumatickým pigtailem. Mezi výhody patří možnost rychlého zavedení, punkce pouze jedné tepny; nevýhodou je limitovaný výkon pumpy. Výkonnější varianta Impelly (Impella 5.0) vyžaduje vždy preparaci cévy chirurgem.

Pulsecath (iVAC 3L)

Je krátkodobý systém pulzatilní levostranné srdeční podpory zaváděný po preparaci podklíčkové tepny chirurgem. Jedná se o 21F katétr, kdy se nasávací konec umisťuje do levé srdeční komory, dvoucestný ventil je nad aortální chlopní (obr. 3). Na druhý konec katétru se připojí membránová pumpa, která je napojená na řídící jednotku (kontrapulzační přístroj). Do diskového rezervoáru se nasává krev z levé komory a aktivně se vypuzuje do oběhu přes dvoucestný ventil rychlostí až 3 l/min. Výhodou je pulzatilní tok krve synchronizovaný s křivkou EKG, možnost zavedení i při absenci přístupu z oblasti stehenní tepny, tedy například při těžkých aterosklerotických změnách pánevního řečiště. Nevýhodou je nutnost preparace podklíčkové tepny chirurgem.

Extrakorporální membránová oxygenace (ECMO)

Krevní pumpa s vřazeným membránovým oxygenátorem (ECMO) umožňuje v případě nutnosti i kompletní náhradu funkce srdce a plic (obr. 4). V současné době jsou k dispozici systémy od několika výrobců; na našem pracovišti máme největší zkušenosti se krevní pumpou Levitronix Centrimag (Levitronix, USA), ale použili jsme i další systémy (Cardiohelp, Performer CPB a Bio-Console 560; Medtronic, USA). Systém Levitronix umožňuje relativně snadnou obsluhu, rychlé sestavení a odvzdušnění soustavy, je zde možnost srdeční podpory až 30 dnů (s ev. nutností výměny oxygenátoru při jeho zanesení). Při perkutánním zavedení, jsou jako cévní přístup používány zpravidla femorální artérie a véna, v méně častých případech je možná preparace cév v axile. Žilní kanyla je pod skiaskopickou či echokardiografickou kontrolou zavedena do pravé síně a arteriální kanyla do descendentní aorty. V závislosti na duplexním ultrazvukovém nálezu je možné provést punkci cév klasickou Seldingerovou metodou nebo po chirurgické preparaci velkých cév. Vinuté pánevní řečiště či těžké aterosklerotické postižení velkých tepen dolních končetin představují limitaci tohoto přístupu. Ischémii dolní končetiny po punkci femorální artérie je možné řešit extrakorporálním bypassem přímo z arteriální kanyly do některé z distálních končetinových tepen. Krevní pumpa pracuje na principu magnetické levitace, která dává do pohybu centrifugální planární turbínu. Žilní kanyla tedy nasává neokysličenou krev z pravé síně, dostává se do krevní pumpy, dále do oxygenátoru; již okysličená krev je vrácena zpět prostřednictvím arteriální kanyly do descendentní aorty. Rychlost průtoku mimotělním oběhem regulujeme nastavením otáček krevní pumpy na řídící konzoli, kdy maximum je 5500 otáček/min. Minutový průtok je přímo závislý především na velikostech žilní a arteriální kanyly, ale také na žilním návratu, na arteriální rezistenci a dalších faktorech (5–7). Maximální průtok mimotělním oběhem, kterého jsme dosahovali při použití 21F žilní a 15F arteriální kanyly byl přes 6 l/min.

ROZHODOVACÍ POSTUP PŘED ZAVEDENÍM OBĚHOVÉ PODPORY

U emergentních stavů, jako je například oběhová zástava, by k rozhodnutí použití některého ze systémů mechanické srdeční podpory měl hrát dominantní roli čas – tedy doba, za kterou jsme schopni celý systém sestavit a zprovoznit. Toto v naprosté většině eliminuje mechanické srdeční podpory, u kterých je zavedení vázáno na chirurgickou preparaci či je nutné provést transseptální punkci. Dále bychom měli v těchto emergeních stavech myslet na „velikost“ srdeční podpory, tedy na minutovém průtoku, generovaném příslušným systémem, a zvážit, zda stačí částečná podpora nebo je přechodně nutná kompletní náhrada srdce jako pumpy. Stav krevního řečiště jako například těžké kalcifikace tepen představuje také limitaci pro mnoho dostupných srdečních podpor. Elektivně zaváděné srdeční podpory nám však dávají dostatek času ke správné volbě daného typu podpory, kdy můžeme vyšetřit stav krevního řečiště, posoudit možnosti přístupu z oblasti třísel eventuálně z oblasti podklíčkových tepen, vyloučit koagulopatie, adekvátně posoudit možnost heparinizace pacienta. Dále bychom při rozhodování měli brát v potaz přídavné chlopenní postižení a zvážit je nutné i plicní funkce. Za určitých podmínek můžeme s výhodou zvážit kombinaci aktivní mechanické srdeční podpory podporou pasivní, tedy IABK.

ZÁVĚR

Využití minimálně invazivních mechanických oběhových podpor se v poslední době stále rozšiřuje, a to zvláště v nemocnicích s kardiovaskulárními centry. Velmi rychlý rozvoj těchto systémů a zkrácení doby sestavení aparatur umožňuje použití i v emergentních stavech, jako je oběhová zástava. Za velmi důležité pokládáme vytvoření týmu lidí, kteří se problematikou mimotělních srdečních podpor aktivně zabývají a podílejí se na rozhodování o zavedení příslušné podpory („ECMO tým“ nebo „Tým pro oběhové podpory“). V tomto týmu by měl být přítomen intervenční kardiolog, intenzivista, perfuzionosta, kardiochirurg, vhodný je i cévní chirurg. Při možnosti výběru z několika typů srdečních podpor, jako je tomu na našem pracovišti, lze především u plánovaných výkonů v rámci tohoto týmu posoudit stav nemocného a vybrat ten nejvhodnější a nejbezpečnější typ podpory pro daného pacienta. Rozhodování o typu oběhové podpory zahrnuje velmi komplexní echokardiografické zhodnocení funkce levé i pravé komory, přídatných chlopenních vad; posouzení aterosklerotických změn v cévním řečišti, posouzení plicních funkcí, ale i posouzení možnosti heparinizace.

Minimálně invazivní oběhové podpory představují významný pokrok v současné kardiologii, umožňující přežít nemocným, u kterých konvenční léčebné možnosti selhávají.

Zkratky

BiVAD – podpora obou srdečních komor (biventricular assist device)

CI         – srdeční index

ECMO – extrakorporální membránová oxygenace

IABK    – intraaortální balónková kontrapulzace

LVAD   – systém k podpoře činnosti levé komory (left ventricular assist device)

PCWP – tlak v zaklínění

RVAD   – systém k podpoře činnosti pravé komory (right ventricular assist device)

Adresa pro korespondenci:

MUDr. Andreas Krűger

Kardiocentrum, Kardiologické oddělení Nemocnice Na Homolce

Roengenova 2, 150 30 Praha 5

e-mail: andreas.kruger@homolka.cz