Podstawowe zasady monitorowania w Kardioanestezji.
Principle of Cardiac Anesthesia Monitoring.
Drwiła R, Szczurek D, Wąsowicz M.
Oddział Intensywnej Terapii Pooperacyjnej Kliniki Chirurgii Serca i Naczyń CMUJ.
Katedra Anestezjologii i Intensywnej Terapii CMUJ.
Kierownik Kliniki: Prof. dr hab. A. Dziatkowiak
Kierownik Katedry: Dr hab. J Andres
Adres do korespondencji
Rafał Drwiła Katedra Anestezjologii i Intensywnej Terapii CMUJ.
Krakowski Szpital Specjalistyczny im. Jana Pawła II
Ul. Prądnicka 80, 31 – 202 Kraków, Polska.
Kardiochirurgia jest bardzo młodą dziedziną medycyny. Jej burzliwy rozwój w ostatnich latach na pewno nie był by możliwy gdyby nie rozwój technik monitorowania śród i pooperacyjnego.
Specyfika zabiegu kardiochirurgicznego wielokierunkowo wpływającego na homeostazę ustrojową, wymaga od anestezjologa rzetelnej wiedzy o wszystkich aspektach medycznych tych skomplikowanych operacji.
W swoim artykule przedstawiamy tylko te zagadnienia monitorowania, które są nierozerwalnie związane z operacją kardiochirurgiczną, celowo pomijając zwykłe standardy monitorowania pacjenta na sali operacyjnej. Specyfika wykonywanych operacji wśród których dominują obecnie pomosty aortalno – wieńcowe oraz wiek pacjentów zwracają naszą uwagę na następujące zagadnienia:
1. Wykrywanie niedokrwienia okołooperacyjnego.
2. Monitorowanie funkcji skurczowej i rozkurczowej mięśnia sercowego.
3. Ocena pracy centralnego systemu nerwowego.
Monitorowanie niedokrwienia mięśnia sercowego.
W czasie zabiegu na naczyniach wieńcowych często dochodzi do krytycznych zaburzeń przepływu wieńcowego. Rolą anestezjologa jest wykrywanie ich na tyle wcześnie, aby metodami chirurgicznymi nie dopuścić do wytworzenia zawału okołooperacyjnego.
W chwili obecnej tylko dwie metody są uważane za wiarygodny sposób wykrywania śródoperacyjnego zawału zagrażającego. Pierwsze miejsce zajmuje ciągle badanie EKG wykorzystujące najnowsze zdobycze technologii komputerowej, na drugim zaś w USA i krajach europy zachodniej coraz większą popularność zyskuje echokardiografia przezprzełykowa z oceną regionalnej kurczliwości mięśnia sercowego. Pierwszy zapis EKG został dokonany przez Waalera już w 1887 roku, zaś za ojca klinicznego zastosowania zapisu EKG w medycynie uważa się Willema Einthovena. W praktyce sali operacyjnej, aż do lat 80 zapisu EKG używano głównie w celu wykrycia groźnych dla życia zaburzeń rytmu. Stosowane wtedy monitorowanie EKG systemem 3 kablowym praktycznie uniemożliwiało ocenę niedokrwienia mięśnia sercowego.
Pod koniec lat 60-tych Blackburn stwierdził podczas prób wysiłkowych, że 85 procent obniżek odcinka ST występuje w odprowadzeniach II i V5 ( 7 ). Dziesięć lat później Chaitman wykazał przydatność I4 odprowadzeniowego EKG w czasie testów wysiłkowych ( 9 ) zaś Fuchs w 1982 stwierdził, że największą czułość w wykrywaniu niedokrwienia w czasie testów wysiłkowych mają odprowadzenia V5 i V6 ( 16 ).
Wszystkie te badania były wykonywane u pacjentów przytomnych w czasie próby wysiłkowej. Używane wtedy techniki monitorowania EKG na sali operacyjnej nie określiły nawet, które odprowadzenie jest w danym momencie wyświetlane na monitorze.
Dopiero w roku 1988 przełomowa praca Londona i współpracowników pozwoliła określić czułość poszczególnych odprowadzeń w wykrywaniu niedokrwienia okołoperacyjnego oraz ustandaryzowała i określiła minimalne wymogi sprzętowe monitorowania EKG na sali operacyjnej ( 27 ).
V5 – 75% II – 24%
V4 – 61% inne < 14%
V6 – 37%
V3 – 33%
Tab. I Czułość odprowadzeń EKG w wykrywaniu niedokrwienia okołoperacyjnego.
Monitorowanie ciągłe tylko jednego odprowadzenia przedsercowego wymaga stosowania co najmniej 5 kablowego systemu monitorowania. Powszechnie stosowany na salach niekardochirurgicznych system 3 kablowy jest w stanie wykryć tylko około 30 procent niedokrwień śródoperacyjnych, zaś manifestacja zawału w postaci migotania komór zwykle nie pozostawia zbyt wielu możliwości terapeutycznych.
Używany system Monitorowane odprowadzenia.
System 3 kablowy - I, II, III, aVR, aVL, aVF.
System 5 kablowy - jak wyżej + jedno przedsercowe.
System 6 kablowy - jak 3 kablowy + dwa przedsercowe.
Tab. 2. Ilość monitorowanych odprowadzeń w zależności od posiadanego sprzętu EKG.
Obecnie standardem sali operacyjnej kardiochirurgicznej jest co najmniej 5 kablowy system z jednoczesnym zapisem co najmniej odprowadzenia II i V5.
Występują oczywiście liczne modyfikacje tego systemu z monitorowaniem np. jednocześnie odprowadzenia II, V4R, V5 (24).
Kolejnym postępem w monitorowaniu EKG była komputerowa analiza odcinka ST z możliwością oceny 24 godzinnego trendu. Za pewny objaw zawału zagrażającego ( niedokrwienia okołooperacyjnego) uważa się uniesienie odcinka ST. Metody komputerowe dające jednocześnie możliwość zapisu trendów wielogodzinnych świetnie sprawdzają się w przebiegu pooperacyjnym. Bez tej technologii większość niedokrwień okołooperacyjnych może być zbyt późno wykrywalna klinicznie ( 27 ) (24).
Tak rozumiane monitorowanie niedokrwienia okołooperacyjnego jest skuteczne jednak od początku lat 90-tych coraz większego znaczenia nabiera ocena echokardiograficzna niedokrwienia śród i pooperacyjnego.
Trudno to badanie nazwać nowym, w kardiologii jest stosowane w celu obrazowania struktur serca i dużych naczyń już od kilkudziesięciu lat. Dopiero w latach 90-tych, po wprowadzeniu technik badania metodą przezprzełykową możliwe stało się wykorzystanie tej aparatury w celu oceny regionalnej kurczliwości mięśnia sercowego, a wraz z tym ewentualnego niedokrwienia okołoperacyjnego. Dla przypomnienia kilka zasad pracy tego urządzenia. W echokardiografii struktury wewnętrzne organizmu są badane falą dźwiękową o częstotliwości niesłyszalnej dla ucha ludzkiego ( powyżej 20 tyś. Hz ).Są one generowane przez przetworniki zawierające kryształy piezoelektryczne i po odbiciu od struktur tkankowych oraz przestrzeni wewnątrz organizmu wracają do odbiornika. Elektroniczne przetwarzanie sygnału pozwala na jego wizualizację w czasie rzeczywistym na ekranie telewizyjnym. Ponieważ najmniejsza wielkość punktu, który można odbić falą ultradźwiękową wynosi 1 / 4 długości fali, zatem chcąc uzyskać w miarę dokładny obraz, używamy głowic o częstotliwości od 2 do 7 MHz. Niższa częstotliwość daje głębiej penetrującą falę ultradźwiękowa, a wyższa częstotliwość dokładniej odwzorowuje szczegóły obrazu ( 8 ) ( 24 ). W celu oceny kurczliwości regionalnej śródoperacyjną głowicę wprowadzamy do przełyku, po uprzednim zaintubowaniu pacjenta.
Już w roku 1935 Tennant i Wiggers opisali wpływ zmniejszenia przepływu wieńcowego na kurczliwość mięśnia sercowego ( 47 ). Cenna obserwacja kliniczna wynikająca z jednoczasowego zapisu EKG oraz badania echokardiograficznego pozwoliła ustalić wcześniejsze wystąpienia zaburzeń kurczliwości regionalnej, niż zmiana w zapisie EKG w razie zaburzeń przepływu wieńcowego ( 4 ).
Ryc.1. Korelacja czasowa zmian w EKG oraz kurczliwości regionalnej podczas zaburzeń przepływu wieńcowego.
Jak widać na załączonej rycinie metoda jest szczególnie przydatna w przypadku częściowego zatkania naczynia wieńcowego. Znając zakresy unaczynienia poszczególnych segmentów serca można również dzięki tej metodzie dokładnie wskazywać t. wieńcową odpowiedzialną za wystąpienie tego powikłania.
Jednym z ograniczeń metody są występujące również w innych patologiach mięśnia serca zaburzenia kurczliwości, które w badaniu echokardiograficznym mogą imitować niedokrwienia ( 28 ).
Koszty stosowania oraz wymogi szkoleniowe ciągle nie pozwalają na szerokie rozpowszechnienie tej metody w praktyce polskiej sali kardiochirurgicznej. Do lat 90-tych za trzeci sposób rozpoznawania niedokrwienia okołooperacyjnego uważano pomiar ciśnienia zaklinowania kapilar płucnych przy pomocy cewnika Swan – Ganza. Wykonana w 1990 roku praca Van Daala wykazała jednak niską korelację pomiędzy wzrostem ciśnienia zaklinowania, a wystąpieniem tego powikłania ( 53 ).
Monitorowanie funkcji skurczowej i rozkurczowej mięśnia sercowego.
Zaburzenia funkcji mięśnia sercowego o różnej etiologii stanowią podstawowe powikłania obserwowane w czasie zabiegów kardiochirurgicznych. Odpowiednio wczesne ich wykrywanie stanowi główny cel prowadzenia tzw. monitorowania hemodynamicznego pacjenta. Dla prawidłowego wyboru techniki monitorowania konieczna jest znajomość podstawowych determinantów pracy serca.
Ryc. 2. Podstawowe determinanty pracy serca.
Obciążenie wstępne (preload ) ( 8 ) ( 24 ).
Z definicji jest to długość włókna mięśniowego pod koniec diastole Wartość ta jest różna dla komory lewej i prawej serca .Najczęściej używanym sposobem oceny obciążenia wstępnego jest pomiar ciśnienia w przedsionku lewym i prawym. Podstawę do takiego twierdzenia daje nam nie zawsze słuszne, następujące założenie kliniczne:
Długość włókna mięśniowego (odpowiada) objętość lewej komory (odpowiada) ciśnienie w lewej komorze (odpowiada) ciśnienie w lewym przedsionku (odpowiada) ciśnienie zaklinowania kapilar płucnych
Ryc. 3. Ciśnienie zaklinowania kapilar płucnych jako odpowiednik obciążenia wstępnego komory lewej.
Długość włókna mięśniowego (odpowiada) objętość komory prawej (odpowiada) ciśnienie w prawej komorze (odpowiada) ciśnienie w prawym przedsionku
Ryc. 4. Ośrodkowe ciśnienie żylne jako odpowiednik preload komory prawej.
Uzyskane drogą pomiarów ciśnienia w lewym i prawym przedsionku serca nie zawsze w pełni odpowiadają obciążeniu wstępnemu. Bezpośredni pomiar objętości końcowo - rozkurczowej lewej i prawej komory metodą echokardiografii przezprzełykowej, stanowi obecnie najlepszą metodę wyznaczania obciążenia wstępnego. Przy niemożności stosowania echokardiografii oraz pomiarów inwazyjnych cenną wskazówką kliniczną pozostaje ocena napełnienia żył szyjnych (obciążenie wstępne komory prawej) lub zmian osłuchowych nad polami płucnymi (obciążenie wstępne komory lewej).
Tak rozumiane zjawisko obciążenia wstępnego ma podstawowe znaczenie terapeutyczne, gdyż pozwala korzystając z krzywej Franka – Starlinga na optymalizację rzutu serca przetoczeniami płynów.
Ryc. 5. Zależność rzutu lewej komory od obciążenia wstępnego ( preload).
Stosowanie przetoczeń płynów w punkcie, gdy krzywa Franka – Starlinga opada w dół, może tylko wywołać obrzęk płuc, a nie wzrost rzutu serca. Jedocześnie wspomnieć należy, że kształt krzywej nie jest zjawiskiem stałym i zależy bezpośrednio od kurczliwości mięśnia sercowego oraz oporów naczyniowych w trakcie wykonywania pomiarów.
Obciążenie następcze (afterload ) ( 8 )( 24 ).
Z definicji jest to napięcie ściany komory w czasie systole. Analogicznie jak obciążenie wstępne, jest ono oceniane oddzielnie dla komory lewej i prawej.
W praktyce klinicznej najczęściej wartość obciążenia następczego dla komory lewej jest wyrażana jako opór naczyń obwodowych, zaś dla komory prawej opór naczyń płucnych.
MAP - RAP
SVR = ´ 80 w dynscm-5
Ryc. 6. Afterload komory lewej wyznaczony cewnikiem Swana – Ganza.
MPAP - PCWP
PVR = ´ 80 w dynscm-5
Co
Ryc. 7. Afterload komory prawej wyznaczony cewnikiem Swana – Ganza.
W celu oceny obciążenia następczego lewej komory możemy również wykorzystać wzór na napięcie ściany komory, gdzie dane są uzyskiwane drogą nieinwazyjnych pomiarów echokardiografii przezprzełykowej oraz pomiaru ciśnienia tętniczego mankietem.
obj. końcowo rozkurczowa LK
napięcie ściany = średnie ciśnienie w Ao ´
grubość ściany
Ryc. 8. Afterload komory lewej wyznaczony echokardiografią przezprzełykową.
Trzecią przybliżoną oceną obciążenia następczego jest poziom ciśnienia w aorcie lub tętnicy płucnej.
Kliniczne dobre rozumienie zjawiska umożliwia nam prawidłowe stosowanie specyficznych dla pracy lewej i prawej komory serca środków naczynioskurczowych i naczyniorozkurczajacych. Również ważna jest znajomość wpływu oporu naczyń obwodowych na umiejscowienie krzywej Franka – Starlinga.
Ryc. 9.Wpływ SVR na umiejscowienie krzywej Franka – Starlinga.
Kurczliwość ( contractility ) ( 8 ) ( 24 ).
Z definicji jest to, ilość pracy jaką mięsień sercowy może wykonać przy danym obciążeniu. Jest to wewnętrzna właściwość komórek mięśnia sercowego uzależniona od dostępności jonów wapnia zjonizowanego w komórce.
Klinicznie zjawisko kurczliwości mięśnia sercowego opisujemy, wyliczając różne wskaźniki pracy lewej komory serca przy użyciu cewnika Swana – Ganza lub mierząc frakcję wyrzutową komory echokardiografią przezprzełykową. Na sali operacyjnej często spotykamy się z obniżeniem kurczliwości mięśnia sercowego z następujących powodów:
- Zawał mięśnia sercowego
- Kardiomyopatia
- Blokery receptora beta
- Blokery kanału wapniowego
- Blokery układu sympatycznego
Wzrost kurczliwości jest możliwy po usunięciu przyczyny wywołującej oraz zastosowaniu leków intropowo – dodatnich.
Częstość akcji serca ( 8 ) ( 24 ).
Częstość akcji serca stanowi czwarty podstawowy czynnik decydujący o jego pracy. Zjawisko tachykardii powyżej 120 / min nie jest polecane kliniczne. Wywołane tachykardią zmniejszenie czasu napełnienia komór może doprowadzić do spadku rzutu serca.
W praktyce sali kardiochirurgicznej największy problem stanowi akcja serca u pacjentów z chorobą wieńcową. Ponieważ przepływ wieńcowy jest realizowany w okresie diastole obserwowane w czasie tachykardii zmniejszenie procentowej wielkości stosunku diastole / cykl wieńcowy stanowi zjawisko bardzo niekorzystne.
Ryc.10. Procent diastole cyklu serca w zależności od częstości akcji serca.
Przedstawione powyżej w ogromnym uproszczeniu determinanty pracy serca są w codziennej praktyce anestezjologicznej, oceniane stosując szeroki wachlarz technik monitorujących.
Ocena ciśnienia tętniczego krwi.
Ciśnienie tętnicze stanowi jeden z podstawowych parametrów ocenianych w czasie operacji kardiochirurgicznej. Tradycyjnie metody pomiaru dzielimy na nieinwazyjne:
- technika Riva – Rocci ( 38 )
- metody oscylometryczne ( 21 )
- techniki pletyzmograficzne ( 29 )
- metody dopplerowskie ( 43 )
oraz inwazyjne pomiary w dużych tętnicach. Techniki pomiaru nieinwazyjnego nie uzyskały szerokiej akceptacji w kardiochirurgii ze względu na następujące ograniczenia ( 23 ).
- Konieczność przepływu pulsacyjnego dla prawidłowej oceny ciśnienia ( w czasie krążenia pozaustrojowego przepływ jest niepulsacyjny).
- niewiarygodne odczyty w czasie dużego nad i niedo ciśnienia
- wpływ budowy anatomicznej, wstrząsu oraz stosowanych leków dla wiarygodnego odczytu.
W chwili obecnej złotym standardem monitorowania ciśnienia jest nakłucie dużego naczynia tętniczego i wykorzystanie metod elektronicznego odczytu Najczęściej nakłuwanym naczyniem jest tętnica promieniowa. Wynika to głównie z łatwości dostępu oraz dobrego krążenia obocznego do dłoni ( 42 ).
Kaniulacje tętnicy promieniowej wykonuje się stosując cztery techniki ( 14 ) (22 ).
- nakłucie bezpośrednie ( single wall)
- metoda transfiksacji
- technika Seldingera
- chirurgiczne odsłonięcie tętnicy
W zależności od wyposażenia ośrodka oraz doświadczenia lekarza każda z metod może być stosowana z powodzeniem.
Ciągły zapis ciśnienia tętniczego pozwala nie tylko na stałe monitorowanie jego wartości ale również umożliwia ocenę pośrednią parametrów fizjologicznych pracy mięśnia sercowego i skalę wolemi ( 20 )( 46 ).
Oceniany parametr Wygląd krzywej ciśnienia
A. Kurczliwość mięśnia sercowego Strome narastanie fali ciśnienia świadczy o dobrej kurczliwości.
B. Objętość wyrzutowa Pole powierzchni pod skurczową fazą fali ciśnienia jest proporcjonalna do objętości wyrzutowej.
C. Opór naczyń obwodowych Nisko położone wcięcie dikrotyczne sugeruje niski opór obwodowy.
D. Zaburzenia rytmu. Konsekwencje hemodynamiczne zaburzeń rytmu.
E. Objętość krwi krążącej. Duże fluktuacje krzywej ciśnienia wraz z oddychaniem mogą wskazywać na hypowolemię.
Tab. 3. Użyteczne informacje uzyskane z oceny ciągłego zapisu ciśnienia tętniczego.
...
JACKFANS1988XXX