Schemi di Cardiochirurgia: Cateterismo Cardiaco e Cardiopatie Congenite

A.A. 2023-2024

SCHEMI DI CARDIOCHIRURGIA

PROF. RINALDI BEATRICE TEALDI, III ANNO, CANALE D NB: SCHEMI DA SBOBINE CANALE D + INTEGRAZIONI CANALE C + CATETERISMO E VAD PRESI DAL CANALE ASTORIA (CHIESTA ALL'ESAME)

1951: primo intervento di cardiochirurgia fatto da Dogliotti a Torino utilizzando un apparecchio rudimentale messo a punto dal dottor Costantini dove il sangue viene estratto dalla vena succlavia e rimesso nell'arteria. Il flusso va a 2 L/min (v.n. 5 L/min) quindi non sostituiva completamente il cuore-polmoni, ma è stato sufficiente.

1953-1954: Lillehei usa al cross circulation tra padre e figlio. L'arteria femorale del genitore è connessa con l'aorta ascendente del figlio per garantire l'apporto di sangue ossigenato, l'atrio dx del bambino viene connesso con la vena femorale del genitore per il drenaggio venoso. Dopo 30 interventi muore il genitore e quindi l'intervento non viene più fatto.

1955: alla Mayo clinica viene messa a punto la macchina cuore-polmone di Gibbon ma servono 10 donatori per un intervento perché nei primi interventi serviva molto sangue, oggi circa 500-700 ml.

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CIRCOLAZIONE EXTRACORPOREA

È un sistema che può sostituire per molte ore l'azione di cuore e polmoni nel momento in cui si vuole operare su un cuore fermo e senza sangue. Alla base di questo meccanismo ci sono alcuni postulati:

• La circolazione può essere sostenuta da pompe meccaniche
• Il sangue venoso può essere trasformato in sangue arterioso attraverso l'ossigenatore

CPB CARDIOPOLMUNARY BYPASS

È un sistema che permette di drenare il sangue dal lato di dx al lato di sx, riossigenandolo. Le componenti sono:

• Cannula venosa
• Reservoir venoso
• Ossigenatore
• Scambiatore di calore
• Pompa
• Filtro arterioso
• Cannula arteriosa

SISTEMA DI POMPE

Il sistema è composto da una serie di pompe tra cui:

• Sistema base con pompa principale che aspira il sangue non ossigenato, lo manda nell'ossigenatore e poi in aorta
• Pompa vent che manda in reservoir quel poco sangue non ossigenato che fisiologicamente arriva in atrio sx
• Suction device che convoglia il sangue che si disperde durante l'intervento mandandolo nel reservoir
• Pompa per cardioplegia che permette di iniettare nel cuore la cardioplegia, sostanza ricca di potassio, che porta il cuore a fermarsi in diastole, tanto ora non serve che batta visto che c'è la macchina sostitutiva.

Hematocrit/ saturation monitor 70 Venous return catheter Sternal saw Venous cuvette Suction device Cardioplegia cannula Venous cell and sensor Venous cardiotomy reservoir . Arterial filter Bubble detector Cardioplegia solution Blood parameter monitor . Bubble trap · Temperature · Pressure Heat exchanger To cardioplegia [III] Blood from oxygenator Oxygenator with reservoir and heat exchanger Centrifugal pump (or roller pump) Roller pump Arterial cell and sensor Dual cooler/ heater Arterial Suction Vent Cardioplegia Perfusion system (heart-lung machine) Temperature control and monitoring system Schemi di cardiochirurgia Beatrice Tealdi A.A. 2023-2024 Vent catheter Arterial cannula

Tipi di pompe

Esistono 2 tipi di pompe:

• Roller pump-> sono due cilindri che ruotano, comprimono il tubo e permettono l'avanzamento del sangue, a seconda della velocità di rotazione si ha una velocità di flusso diversa
• Pompa a centrifuga-> sono pompe più moderne che non portano a compressione dei tubi e quindi a possibile emolisi perché il sangue viene aspirato passivamente all'interno di un impeller che ruota su un magnete. Anche qui il flusso è proporzionale alla velocità di rotazione ma visto che non c'è contatto diretto con il sangue bisogna utilizzare un flussimetro. NB: le pompe a centrifuga sono però afterload dipendente, cioè se aumentassero le RPT la portata scenderebbe di brutto. Però ci sono dei vantaggi: assenza di rischio di emolisi e riduzione della possibilità di emboli visto che la macchina si ferma se entra aria, a differenza della roller pump.

Roller pump Pompa a centrifuga Afterload dipendente - + Direttamente proporz alla v Indirettamente proporz alla v Emboli gassosi + - Forza l'aria all'interno del pz Se entra aria il sistema di blocca Emolisi ++ + È meno traumatico Prime volume + ++ Cavitazione + - Attivazione complemento ++ + Maggior biocompatibilità dei tubi Spallazione + - Durata interventi Più brevi Più lunghi

SCAMBIATORE DI CALORE

È una sistema integrato all'ossigenatore, costituito da una serpentina in cui scorre acqua che può essere a varie temperature per scaldare o raffreddare il sangue. Con il macchinario, infatti, si creano situazioni diverse dal cuore normale:

• Flusso continuo con ipoperfusione periferica >visto che non ci sono fasi di sistole-diastole a livello distale il sangue passa negli shunt bypassando i capillari. Per ovviare al problema si porta il pz a ipotermia lieve (32-34℃) così si ha riduzione del metabolismo in modo da farsi bastare la perfusione
• In alcune situazioni si è costretti a scendere di flusso garantendo il flusso nominale (2.5L/min per m^2), se si deve scendere ulteriormente bisogna abbassare la temperatura per ridurre il metabolismo
• Velocità di riscaldamento deve essere controllata-> ≤ 1℃ ogni 2-3 min (0.2-0.5 ℃/min) per evitare denaturazione proteica e per evitare la formazione di bolle di gas (embolie gassose per la legge di Boyle)
• Velocità di raffreddamento può essere più veloce (0.7-1.0 ℃/min)

Il monitoraggio della temperatura avviene in più punti: timpano (per monitoraggio temperatura SN), esofago timpano. NB: per ogni grado di temperatura in meno il metabolismo si riduce del 5-7% > abbassando la temperatura di 10 gradi si dimezza il metabolismo.

TUBI

I tubi sono di plastica (polivinile-cloruro) e devono essere il più compatibili possibile, però comunque si deve dare una terapia anticoagulante completa con eparina. Alla fine dell'intervento si da protamina che antagonizza l'eparina per permettere nuovamente la coagulazione.

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CANNULE PER IL DRENAGGIO VENOSO

Possono essere di 2 tipi:

• A due stadi-> la punta viene inserita nella cava inferiore, la porzione con i buchini drena l'atrio
• Angolari-> inserito in cava superiore e inferiore, il drenaggio è passivo perché il reservoir è in basso

Le cannule hanno un sifone che permette di estrarre il sangue, se nel sistema entra aria questo si ferma; quindi, se si deve fare una sostituzione di una tricuspide bisogna cannulare separatamente altrimenti entra aria. Quando si usano cannule lunghe che partono tipo dalla femorale, si deve fare un drenaggio potenziato mettendo del vuoto a livello del reservoir senza superare la differenza di pressione di 60 mmHg altrimenti si incorre in cavitazione con emolisi e microbolle.

CANNULE ARTERIOSE

Generalmente viene cannulata l'aorta ascendente (diametro 3 cm) quindi la cannula ha un grosso diametro e si riduce il rischio di emolisi, ma quando non si riesce bisogna cannulate le arterie più piccole che hanno un diametro inferiore e quindi il rischio di emolisi è più grande. Risoluzione del problema: si possono usare cannule piccole, l'importante è garantire un flusso ottimale in case alle esigenze del pz; quindi, per ogni cannula bisogna

• valutare bene il rapporto flusso/diametro
• cercare di mantenere il flusso laminare
• mantenere il gradiente di pressione prima-dopo cannula < 5 mmHg

Le cannulazioni principali sono:

• Cannulazione centrale-> gold standard, coinvolge l'aorta-> arteria più grande, quindi cannula grande
• Cannulazione periferica-> in caso di interventi mini invasivi-> si cannulano arterie più piccole, per cui si usano cannule più piccole con maggiore rischio di emolisi.
  • Cannulazione della femorale-> aumenta il flusso retrogrado con rischio di emboli che vanno al cervello
  • Cannulazione dell'ascellare-> giusto compromesso di flusso anterogrado, quindi viene scelta l'ascellare se l'aorta è compromessa
  • Cannulazione succlavia

In entrambi i casi bisogna garantire un flusso anterogrado (fisiologico)

OSSIGENATORE

Funziona attraverso 2 meccanismi:

• Ossigenatore a bolle-> viene fatta gorgogliare la miscela gassosa composta da 02, aria compressa e CO2 in varie percentuali in base a quanto 02 serve. Ad oggi non si usa più perché:
  • Causa emolisi
  • Ogni gas diffonde in base alla sua costante (CO2 diffonde x 25 volte meglio rispetto a 02) quindi facilmente si incorre in situazioni di poco ossigeno
• Ossigenatore a membrane > il gas è fisicamente separato dal sangue da una membrana costituita da microcapillari attraverso cui avvengono gli scambi

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EMODILUIZIONE

Prima di un intervento viene fatta emodiluizione completa con soluzione elettrolitica e mannitolo portando l'ematocrito al 25%, non bisogna scendere sotto a questo valore. L'emodiluizione porta a vantaggi:

• Riduce emolisi
• Riduce viscosità > visto che aumenta la componente liquida. Questo è importante nel momento in cui si deve raffreddare il pz perché la viscosità è inversamente proporzionale alla temperatura

L'emodiluizione porta a svantaggi:

• Diminuzione della pressione oncotica > spesso in fase post operatoria il pz presenta edemi da trattare con diuretici

CONCETTI FONDAMENTALI

RISPETTO DELLE TEMPISTICHE

In base alla temperatura e al metabolismo è possibile durante l'intervento arrestare il flusso per il tempo di arresto sicuro, per non fare soffrire gli organi nobili. Es. A temperatura standard di 24℃ il tempo di arresto sicuro è di 30 minuti.

< metabolismo 5-7% - perfusione < Temperatura 1°℃ > viscosità emodiluizione viscosità

Problema: un cuore non può restare fermo per più di 3-4h, tempo che comprende anche il trasporto del cuore per il trapianto; se non si riesce poi a rientrare nel tempo di arresto sicuro si deve fare perfusione cerebrale anterograda grazie a cannule che inseriscono sangue ossigenato che può arrivare al cervello:

• A sx si possono cannulare selettivamente carotide e succlavia
• A dx si cannula direttamente l'ascellare

In ogni caso è necessario intervenire su tutti e tre i tronchi sopraortici visto che non sempre il circolo di Willis funziona bene. NB: la perfusione cerebrale retrograda non viene più usata: si cannulava la vena cava superiore e si pompava del sangue ossigenato sperando che andasse al cervello

Ipotermia lieve 32 -37℃ 5 - 10 min Ipotermia moderata 28-32℃ 10 - 15 min Ipotermia severa 18-28℃ 15 - 60 min Ipotermia profonda <18℃ 60 - 90 min

ANTICOAGULAZIONE

• Prima dell'intervento si dà eparina, e durante l'intervento si controlla lo stato di coagulazione del pz (ACT: activated coagulation time), se il tempo scende sotto i 400 s si somministra eparina.
• Dopo l'intervento si danno protamine in quantità 1:1 con l'eparina per permettere nuovamente la coagulazione.
• Durante l'intervento nonostante si utilizzino materiali biocompatibili si ha sempre un po' di infiammazione con SIRS, spesso nulla di preoccupante.

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