Celem tego manuskryptu jest krótki przegląd wskazań, postępowania i wyników dla całego sztucznego serca. Przedstawiono techniki wideooperacyjne implantacji urządzenia.
Artykuł metodologiczny
Celem tego manuskryptu jest krótki przegląd wskazań, postępowania i wyników dla całego sztucznego serca. Przedstawiono techniki wideooperacyjne implantacji urządzenia.
Wraz z postępem technologicznym, gwałtownie wzrosło użycie mechanicznych urządzeń wspomagających krążenie w końcowym stadium niewydolności serca. Zdecydowana większość takich pacjentów jest na ogół dobrze obsługiwana przez urządzenia wspomagające lewą komorę (LVAD). Jednak podgrupa pacjentów z późnym stadium niewydolności dwukomorowej lub innymi istotnymi zmianami anatomicznymi nie jest odpowiednio leczona przez izolowane mechaniczne wspomaganie lewej komory. Przykłady współistniejących patologii serca, które mogą być lepiej leczone przez resekcję i wymianę TAH, obejmują: ubytek przegrody międzykomorowej po zawale serca, tętniak / rozwarstwienie korzenia aorty, niewydolność alloprzeszczepu serca, masywną skrzeplinę komorową, oporne na leczenie złośliwe zaburzenia rytmu serca (niezależne od ciśnienia napełniania), kardiomiopatię przerostową / restrykcyjną i złożoną wrodzoną wadę serca. U pacjentów często występuje wstrząs kardiogenny i dysfunkcja wielonarządowa. Wycięcie obu komór i ortotopowa wymiana za pomocą całkowitego sztucznego serca (TAH) jest skuteczną, choć ekstremalną terapią pozwalającą na szybkie przywrócenie przepływu krwi i resuscytację. Postępowanie okołooperacyjne koncentruje się na resuscytacji narządów końcowych i rehabilitacji fizykalnej. Oprócz typowych problemów związanych z infekcją, krwawieniem i chorobą zakrzepowo-zatorową, które są wspólne dla wszystkich pacjentów wspomaganych mechanicznie, pacjenci z TAH są narażeni na wyjątkowe ryzyko związane z niewydolnością nerek i niedokrwistością. Wydaje się, że suplementacja nagłego spadku peptydu natriuretycznego w mózgu po wycięciu komor ma działanie ochronne na nerki. Niedokrwistość po implantacji TAH może być głęboka i uporczywa. Niemniej jednak niedokrwistość jest na ogół dobrze tolerowana, a transfuzja jest ograniczona, aby uniknąć uczulenia na HLA. Do niedawna pacjenci z TAH byli ograniczeni jako pacjenci hospitalizowani do pneumatycznego sterownika konsoli o wadze 500 funtów. Niedawne wprowadzenie przenośnego sterownika wielkości plecaka (obecnie w fazie badań klinicznych) umożliwiło pacjentom wypisanie ich do domu, a nawet powrót do pracy. Pomimo głębokiej prezentacji tych chorych pacjentów, istnieje 79-87% sukces w pomostach do przeszczepu.
Pierwsza ludzka implantacja całkowicie sztucznego serca (TAH) w 1969 roku została przeprowadzona przez Dentona Cooleya u 47-letniego mężczyzny, który nie był w stanie odstawić się od krążenia pozaustrojowego po naprawie tętniaka lewej komory. Eksperymentalne urządzenie zapewniało wsparcie hemodynamiczne przez 64 godziny, aż do momentu znalezienia serca dawcy. Chociaż technicznie udana, obsługa urządzenia była skomplikowana przez hemolizę i niewydolność nerek. Pacjent umierał z powodu przytłaczającej sepsy 32 godziny po przeszczepie1. Druga próba przeprowadzona przez Cooleya w 1981 roku przyniosła podobne niefortunnerezultaty. W 1982 roku William DeVries przeprowadził szeroko nagłaśniany stały pierwszy implant Jarvik-7 TAH u 61-letniego dentysty. Pacjentka miała trudny przebieg pooperacyjny charakteryzujący się nawracającą niewydolnością oddechową, złamaniem protezy zastawki mitralnej wymagającej wymiany urządzenia, posocznicą, udarem mózgu, okresową niewydolnością nerek oraz krwawieniem związanym z leczeniem przeciwzakrzepowym. Ostatecznie zmarł po 112 dniach na rzekomobłoniaste zapalenie jelita grubego3.
Pomimo tych początkowo zniechęcających wyników, postępujące udoskonalanie w projektowaniu urządzeń, selekcji pacjentów i zarządzaniu pacjentami doprowadziło do wyraźnej poprawy wyników. Od tego czasu Jarvik-7 przekształcił się w Syncardia TAH, który pozostaje jedynym zatwierdzonym przez FDA TAH w użyciu klinicznym. Do tej pory na całym świecie wykonano ponad 1000 implantów4.
Prezentujemy nasze techniki operacyjne w kontekście wideoopisu przypadku.
Prezentacja przypadku:
Pacjentem jest 60-letni mężczyzna z kardiomiopatią przerostową. W ciągu ostatnich 10 lat rozwinęły się u niego objawy postępującej niewydolności serca, a ostatnio wielokrotne readmisje z powodu niewyrównanej niewydolności serca. Rozpoczęto u niego przewlekłą dożylną terapię milrinonem i zakwalifikowano go do przeszczepu serca. Jego PMH jest godne uwagi w przypadku arytmii przedsionkowych, ablacji s/p, nawracającej zatorowości płucnej, nadciśnienia płucnego, skrzepliny lewego przedsionka i przebytego udaru. Testy wysiłkowe krążeniowo-oddechowe wykazały niskie maksymalne zużycie tlenu (VO2 max 10,6 ml/kg min). W obrazowaniu stwierdzono ciężki przerost lewej komory z umiarkowaną lub znacznie obniżoną czynnością skurczową i brakiem niedrożności drogi odpływu lewej komory (LVEF 25-30%, LVIDd 5,0 cm, IVSd 1,5 cm, LVPWd 1,5 cm). Miał dużą skrzeplinę lewego przedsionka w wyrostku i możliwą skrzeplinę LV. Hemodynamika (po stężeniu milrinonu 0,5 μg/kg/min) wyróżniała się dla: RZS 17 mmHg, PCWP 37 mmHg, PA 74/35 mmHg i Fick CI 1,4 l/min/m2. Ze względu na restrykcyjną miopatię i małą jamę lewej komory uważano, że jest słabym kandydatem na izolowane urządzenie wspomagające lewą komorę.
1. Urządzenie
2. Wskazania
3. Przygotowanie urządzenia
4. Implantacja
W okresie od kwietnia 2006 do lipca 2012 roku 66 pacjentom w Medical Center przy Virginia Commonwealth University wszczepiono TAH. Pacjenci znajdowali się w stanie krytycznym: 18% wymagało innego wsparcia mechanicznego (ECMO, LVAD lub BiVAD), 58% korzystało z wewnątrzwieńcowego balona przeciwwstrząsowego, 58% otrzymywało leki inotropowe, 17% było wentylowanych mechanicznie, a 17% przechodziło hemodializę. Łączny czas wsparcia pacjentów wyniósł 7863 dni. Mediana czasu wsparcia wynosiła 87,5 dnia (zakres od 1 do 602 dni). 10 pacjentów wypisano do domu z przenośnym sterownikiem (w ramach badania klinicznego, bez zatwierdzenia FDA). 50 pacjentów (76%) pomyślnie przeszło przez etap pomostowania do transplantacji, 7 (11%) pozostało przy urządzeniu oczekując na transplantację, a 9 (14%) zmarło w trakcie korzystania z urządzenia (Rycina 10). 3 zgony nastąpiły w 1.st tygodniu po implantacji i były związane z postępującą wielonarządową niewydolnością organizmu. Pozostałe 6 zgonów odnotowano od 32 do 169 dni po implantacji (3 z powodu sepsy / MSOF, 1 z powodu krwawienia do śródpiersia, 1 z powodu krwotoku wewnątrzczaszkowego i 1 z powodu przełomu nadciśnieniowego). Najczęstszym okołooperacyjnym zdarzeniem niepożądanym było krwawienie wymagające ponownej rewizji śródpiersia, które wystąpiło u 30% pacjentów.

Rycina 1. Całkowita sztuczna pompa serca Syncardia.

Rycina 2. Pomiar wymiaru AP w tomografii komputerowej. Aby urządzenie pasowało, zazwyczaj wymagana jest przestrzeń > 10 cm między mostkiem a przednią krawędzią 10th trzonu kręgu.

Rycina 3. Obróbka wstępna przeszczepów odpływu tętniczego. Przeszczepy aorty i tętnicy płucnej są wstępnie uszczelniane preparatem Coseal Surgical Sealant, syntetycznym hydrogelem stosowanym jako dodatkowy uszczelniacz w przeszczepach naczyniowych. Wcześniej przeszczepy były wstępnie krzepnięte krwią pacjenta przed heparynizacją.

Rysunek 4. Wycięcie prawej i lewej komory. RV i LV zostają wycięte, pozostawiając 1 cm mankietu komorowego poza pierścieniem zastawki mitralnej i trójdzielnej. Strzałki wskazują nacięcie wzdłuż przedniej ściany RV. Nacięcia są przedłużone przez drogi odpływu z lewej i prawej komory oraz przez zastawki aorty i płucnej.

Rycina 5. Przyszycie zatoki wieńcowej. Zatoka wieńcowa (strzałka) zostaje przyszyta przez mankiet prawej komory (RV) (po wycięciu płatków zastawki trójdzielnej) w celu uzyskania hemostazy.

Rysunek 6. Podwiązanie wyrostka przedsionka. Wyrostek lewego przedsionka zostaje podwiązany za pomocą zszywacza endo GIA wzmocnionego Seamguard, aby zminimalizować potencjalne źródło zatorowości systemicznej.

Rysunek 7. Zaimplantowane szybkozłącza i Goretex Preclude. Przedsionkowe szybkozłącza i przeszczepy naczyniowe zostają przyszyte do odpowiednich otworów. Osierdzie zostaje wyłożone membraną Goretex, aby ułatwić późniejszą reoperację w celu transplantacji.

Rycina 8. Zaimplantowane urządzenie. Urządzenie zaimplantowane bezpośrednio przed zamknięciem klatki piersiowej.

Rycina 9. Osłonowy implant solny w obrębie szczytu osierdzia przedstawiony w obrazowaniu TK i RTG klatki piersiowej. Implant solny (pojedyncze strzałki) jest stosowany w celu utrzymania przestrzeni szczytu osierdzia do transplantacji. Na zdjęciu RTG klatki piersiowej krawędź TAH (miejsce, w którym osierdzie w przeciwnym razie uległoby skurczeniu) jest wyznaczona przez centralny pęcherzyk powietrza (podwójne strzałki).

Rycina 10. Wyniki VCU. Krzywe przeżywalności Kaplana-Meiera obrazujące przeżywalność do czasu transplantacji oraz przeżywalność całkowitą po implantacji TAH.
Sztuczne zastąpienie ludzkiego serca od dawna zawładnęło wyobraźnią społeczeństwa. Wczesne doświadczenia z całkowitym sztucznym sercem charakteryzowały się nieoptymalnymi wynikami1-3. Konstrukcja i techniki implantacji TAH stosowane obecnie nie zmieniły się znacząco od czasu pierwotnego opisu dr DeVriesa6. Jednak udoskonalenia w doborze pacjentów (jako pomost do przeszczepu) i zrozumienie postępowania okołooperacyjnego doprowadziły do znacznej poprawy wyników. W 2004 roku opublikowano przełomowe badanie 81 implantów TAH. Badanie wykazało skuteczność TAH jako pomostu do przeszczepu i doprowadziło do zatwierdzenia przez FDA leku Syncardia TAH. W tym nierandomizowanym badaniu 79% z nich udało się połączyć z przeszczepem. Całkowite przeżycie po 1 roku wynosiło 70%. W dopasowanej kohorcie 35 pacjentów, którzy spełnili kryteria badania, ale nie przeszli implantacji TAH, 46% przeżyło do przeszczepu, a przeżycie 1 rok wyniosło 31%7.
Dobór pacjentów ma kluczowe znaczenie dla uzyskania dobrych wyników8,9. Ważne jest, aby zidentyfikować pacjentów, u których nie rozwinęła się jeszcze nieodwracalna niewydolność końcowa narządów lub inne powikłania, które ograniczałyby prawdopodobieństwo resuscytacji lub kandydatury do przeszczepu. W naszej placówce stwierdzenie marskości wątroby na podstawie biopsji wątroby, przewlekłego uzależnienia od dializ lub innych czynników psychospołecznych, które wykluczałyby możliwość ubiegania się o przeszczep, wykluczałoby również ubieganie się o TAH. I odwrotnie, brani są pod uwagę pacjenci z ostrą dekompensacją lub innymi dowodami na potencjalną regenerację narządów końcowych.
Równie ważne jest zidentyfikowanie pacjentów z niewydolnością dwukomorową, u których dysfunkcja prawej komory (RV) ulegnie poprawie po izolowanym odciążeniu lewej komory, a zatem nie będą one wymagały dwukomorowego wspomagania krążenia. Niewydolność RV po implantacji LVAD wiąże się ze zwiększoną zachorowalnością i śmiertelnością10. Wczesne zastosowanie wsparcia dwukomorowego w porównaniu z opóźnionym ratunkiem w przypadku niewydolności RV po LVAD również wiąże się z lepszymi wynikami11. Zidentyfikowano szereg czynników ryzyka awarii kamperów i opracowano kilka systemów oceny ryzyka. Potrzeba inotropowego / doaortalnego wspomagania pompy balonowej, dowody na dysfunkcję nerek i wątroby (podwyższone stężenie kreatyniny, aminotransferazy asparaginianowej, bilirubina), hemodynamiczne dowody dysfunkcji RV (obniżony wskaźnik pracy RV po udarze, zwiększone ciśnienie w prawym przedsionku / klin) oraz echokardiograficzne dowody dysfunkcji RV (rozszerzenie RV, zmniejszona frakcja wyrzutowa RV / ruch pierścieniowy trójdzielny, zwiększona niedomykalność zastawki trójdzielnej) zostały zidentyfikowane jako czynniki ryzyka12-15. Niemniej jednak określenie ryzyka awarii RV po umieszczeniu LVAD pozostaje trudne. Jedna z ostatnich małych serii nie wykazała żadnej wartości predykcyjnej z kilku systemów punktacji w przewidywaniu zapotrzebowania na wsparcie dla pojazdów kempingowych16.
Ważną kwestią jest czas operacji. Po podjęciu decyzji, że dwukomorowe wspomaganie mechaniczne jest konieczne, wczesna implantacja stanowi najskuteczniejszy sposób na przywrócenie przepływu krwi i reanimację pacjenta. Jednak pacjenci mogą nagle objawić się głębokim ostrym wstrząsem kardiogennym, ciężką wadą wadliwą i minimalną wcześniejszą oceną. Swobodne korzystanie z tymczasowych opcji wsparcia (takich jak ECMO / IABP) przez 24-48 godzin może rozpocząć proces resuscytacji, podczas gdy udzielane są odpowiedzi na pytania dotyczące stanu neurologicznego lub inne pytania dotyczące kandydatury do przeszczepu. Długotrwałe stosowanie dużych dawek inotropowego może zwiększać ryzyko nieodwracalnej niewydolności narządów końcowych lub innych powikłań.
Ogólne techniki wszczepiania implantów nie zmieniły się dramatycznie od czasu wprowadzenia urządzeniana rynek 6,17. Należy jednak podkreślić korzyści płynące z poświęcenia czasu na ochronę i utrzymanie przestrzeni osierdzia18. Wydaje się, że urządzenie wywołuje intensywne zapalne pogrubienie osierdzia. Wyściełanie osierdzia preparatem Goretex i utrzymanie przestrzeni wierzchołkowej za pomocą implantu z soli fizjologicznej znacznie ułatwia ponowne wejście do przeszczepu. Najczęstszym powikłaniem okołooperacyjnym pozostaje krwawienie okołooperacyjne. Wypełnienie klatki piersiowej opóźnionym zamknięciem mostka jest skuteczną strategią ograniczania ilości okołooperacyjnych produktów krwiopochodnych potrzebnych do odwrócenia leżącej u podstaw koagulopatii i zminimalizowania ryzyka tamponady. Pomimo stosunkowo sztywnej powłoki sztucznych komór możliwe jest gromadzenie się wystarczającej ilości płynu śródpiersiowego i utrudnianie dopływu żylnego, powodując tamponadę. Echokardiografia powierzchniowa po implantacji TAH ma ograniczoną użyteczność. Obrazowanie TK jest często ograniczone przez podstawową dysfunkcję nerek i konieczność unikania kontrastu dożylnego. Zalecamy wczesną ponowną eksplorację śródpiersia u każdego pacjenta z TAH, który z nieznanych przyczyn radzi sobie źle.
Po wszczepieniu urządzenie jest dostosowywane w celu maksymalizacji pojemności minutowej serca. Jest w stanie wygenerować moc wyjściową > 9 l/min. Aby zminimalizować zastój, parametry urządzenia są dostosowane do "częściowego napełnienia i całkowitego wysunięcia". Typowe parametry wczesnego pooperacyjnego TAH to: ciśnienie w lewym napędzie 180-200 mmHg, ciśnienie w prawym napędzie 30-60 mmHg, HR 100-120 uderzeń na minutę, % skurczu 50 i podciśnienie 15 mmHg. U pacjentów z długotrwałym nadciśnieniem płucnym wyższe ciśnienie napędu RV wymagane do pełnego wyrzutu prawostronnego może być szkodliwe. Możliwe jest "przesterowanie" wyjścia po prawej stronie. U 2 pacjentów skutkowało to głębokim obrzękiem płuc wymagającym czasowego wspomagania ECMO żylno-żylnego. Jeden pacjent miał postępującą niewydolność wielonarządową i zmarł. Drugi był podtrzymywany do czasu ustąpienia obrzęku i został pomyślnie odstawiony od ECMO.
Antykoagulację rozpoczyna się zwykle 24 godziny po zamknięciu klatki piersiowej. Leczenie rozpoczyna się od biwalirudyny (0,005 mg/kg mc./godz.), aspiryny (81 mg na dobę) i dipirydamolu (50 mg dwa razy na dobę). Poza salą operacyjną unika się heparyny, aby zminimalizować ryzyko małopłytkowości wywołanej heparyną. Biwalirudyna na ogół nie jest miareczkowana, a po ustabilizowaniu się przechodzi w doustną warfarynę. Cele terapii to INR 2-3 i czynność płytek krwi 20-40% normalna w agresgometrii optycznej. Pacjenci z objawami zwiększonej hemolizy (LDH > 1000) mogą odnieść korzyści z dodania pentoksyfiliny (400 mg dwa razy na dobę)19,20.
Niewydolność nerek u pacjentów w stanie ostrym jest wyraźnie wieloczynnikowa. Zauważyliśmy jednak nieproporcjonalną tendencję do niewydolności nerek po implantacji TAH. Przypuszczamy, że jest to częściowo związane z nagłym spadkiem produkcji natywnych peptydów natriuretycznych związanym z wycięciem komorowym. Wydaje się, że okołooperacyjna suplementacja małą dawką nalewu nezyrytydu (0,005 mcg/kg/min) zmniejsza częstość występowania niewydolności nerek21. Ponadto wlew nesirytydu ma głęboki wpływ na zwiększenie wydalania moczu po implantacji TAH22. Po wyzdrowieniu pacjentów udało nam się przerwać infuzję u większości pacjentów. Mieliśmy jednak kilku pacjentów, których nie można było odstawić od naparu, dopóki nie zostali przeszczepieni.
Pacjenci z TAH często wykazują znaczną przewlekłą niedokrwistość. Przyczyny obejmują hemolizę niskiego stopnia i nieskuteczną ertryopoezę. Pomimo niedokrwistości pacjenci z TAH wykazują dobrą tolerancję wysiłkową i minimalne objawy nawet przy stężeniu hemoglobiny 5-6 g/dl. Aby uniknąć uczulenia na HLA i innych związanych z tym powikłań, unika się transfuzji, chyba że pacjent ma objawy lub istnieją inne strony splątania narządowego23.
Poza wczesnym okresem pooperacyjnym opieka koncentruje się na agresywnej rehabilitacji fizycznej. Pomimo ciężkiej prezentacji, większość pacjentów była w stanie rozpocząć fizjoterapię w pierwszym tygodniu po operacji, a większość była w stanie rozpocząć ćwiczenia na bieżni w drugim tygodniu. Odkryliśmy jednak, że pacjenci z TAH wykazują nieprawidłowe stępienie reakcji ciśnienia krwi na ćwiczenia. Jest to częściowo związane ze stosowaniem leków rozszerzających naczynia krwionośne w celu ograniczenia obciążenia następczego24. Chociaż może to ograniczyć czas rekonwalescencji fizycznej, większość pacjentów przechodzi do przeszczepu, zanim zostanie to osiągnięte.
Do niedawna pacjenci z TAH byli przykuci do szpitala i przywiązani do konsoli o wadze 418 funtów. Ponieważ czas oczekiwania na narządy od dawcy stale się wydłuża, towarzyszyło temu znaczne obniżenie jakości życia, a także wzrost kosztów finansowych. Wprowadzenie przenośnego sterownika umożliwiającego rozładowanie do domu, a nawet powrót do pracy, było dużym postępem w praktycznej użyteczności TAH. Syncardia Freedom Driver (w trakcie badań klinicznych i nie zatwierdzony przez FDA) to 14-funtowy sterownik wielkości plecaka z elektrycznie napędzanym tłokiempneumatycznym 25. Wczesne doświadczenia z kierowcą wykazały, że jest on wrażliwy na warunki obciążenia następczego i że konieczne jest stosowanie agresywnego schematu leczenia przeciwnadciśnieniowego26.
Podsumowując, obecne wyniki ustaliły, że TAH jest skutecznym narzędziem do resuscytacji i późniejszego pomostu do przeszczepu. Ta grupa pacjentów reprezentuje skrajny koniec spektrum pacjentów ze schyłkową niewydolnością serca. Często nie ma innej odpowiedniej, trwałej opcji terapeutycznej.
Produkcja tego artykułu wideo była sponsorowana przez SynCardia. MH i VK pełniły rolę konsultantów dla Syncardia Systems Inc. Pozostali autorzy nie mają nic do ujawnienia.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Sztuczne serce całkowite (zestaw implantacyjny) | Syncardia | 500101 | |
| Błona osierdziowa PRECLUDE | Gore Medical | 1PCM101 | |
| Gładki okrągły implant solny | Mentor | 350-1645 | |
| Uszczelniacz chirurgiczny CoSeal | Baxter | 93407 |