CO2 versus Lund-Entlüftungstechnik in der Herzchirurgie

Studiendesign:

Prospektive, randomisierte und kontrollierte Studie mit 20 Patienten, 10 in jeder Gruppe. Die Entlüftungszeit und die Effizienz der Techniken werden durch transösophageale Echokardiographie (TEE) und transkraniales Echo-Doppler-Monitoring (TCD) bewertet. Die Kardiologen, die die TEE-Aufzeichnungen analysieren, werden gegenüber der verwendeten Entlüftungstechnik verblindet (die aufgezeichneten Videos werden am Ende der Studie analysiert). Die TCD-Überwachung erfolgt durch automatische Online-Aufzeichnung der mikroembolischen Signale (MES) aus der rechten und/oder linken mittleren Hirnarterie und wird von einem einzigen Chirurgen durchgeführt. Die CO2-Insufflation des Operationsfeldes erfolgt nach Herstellerangaben. Während des gesamten Studiengangs wird ein Typ von extrakorporalem Perfusionssystem verwendet. Die Studie wird in der internationalen Datenbank registriert. Für die Studie wird eine vorherige Genehmigung von der Ethikkommission des Krankenhauses eingeholt.

Patientenauswahl:

Patienten, bei denen ein Aortenklappen-/Wurzelersatz oder eine Reparatur geplant ist, werden für die Studie ausgewählt

Ausschlusskriterien:

Patienten mit bekanntem: a) chronisch obstruktiver Lungenerkrankung, b) Emphysem, c) früherer Thorax- oder Herzoperation, d) Vorgeschichte von CVA oder Schlaganfall und e) Hinweis auf intraoperative Pleuraadhäsionen werden von der Studie ausgeschlossen. Patienten, die einen koronaren Bypass der inneren Brustarterie benötigen, werden ebenfalls ausgeschlossen.

Einwilligung des Patienten:

Von allen Patienten wird vor der Aufnahme in die Studie eine zuvor von der Ethikkommission des Krankenhauses genehmigte schriftliche Zustimmung eingeholt (Anlage 3).

Entlüftungsvorgang:

Eingeschriebene Patienten werden nach dem Zufallsprinzip einer der beiden folgenden Gruppen zugeteilt:

Kontrollgruppe (neu entwickelte Entlüftungstechnik in Lund):

Bei diesen Patienten (n = 10) wird die Pleura auf beiden Seiten geöffnet und das Beatmungsgerät wird getrennt, bevor die Aorta quer abgeklemmt und eine Kardioplegie verabreicht wird. Am Ende des kardioplegischen Stillstands werden die Aortenwurzel und der LV aktiv entlüftet und die Aortenkreuzklemme gelöst. Die Zeit wird notiert (T1). Das Herz wird auf einen sinus- oder schrittmacherinduzierten Rhythmus defibrilliert. Das Herz wird durch die LV-Entlüftung leer gehalten und ein Auswurf wird vermieden, was durch kontinuierliches intraoperatives TEE und systemische arterielle Druckverfolgung überwacht wird. Bei 35 Grad Körpertemperatur, gemessen am Thermistor in der Harnblase, und scheinbar guter Herzkontraktion beginnt die Entlüftung. Inotrope Medikamente oder systemische arterielle Vasodilatatoren werden nach Bedarf eingesetzt, um eine gute Herzkontraktion zu erreichen. Die Zeit wird notiert (T2) (T2 - T1 = Entlüftungszeit vor dem Auswurf). Die LV-Vorlast wird nun zunächst sukzessive erhöht, indem der venöse Rückfluss von der Herz-Lungen-Maschine reduziert wird, um den CVP zwischen 5-10 cm Wassersäule anzuheben. Die LV-Entlüftung wird abhängig von der Restluftmenge im linken Herzen kontinuierlich reguliert. Wenn bei der TEE-Überwachung im linken Herzen (LA, LV und Aorta) keine Luft zu sehen ist, wird die Hälfte der berechneten Minutenbeatmung mit 100 % Sauerstoff und einem PEEP von 5 cm H2O gestartet. Die Entlüftung wird fortgesetzt und wenn das TEE keine oder nur minimale Luft im linken Herzen anzeigt, wird die volle Ventilation mit unverändertem PEEP wiederhergestellt. Der Patient wird sukzessive von der CPB entwöhnt, wodurch sichergestellt wird, dass das gesamte Herzzeitvolumen durch die native, vollständig ventilierte Lunge umgeleitet wird. Wenn TEE keine Luft im linken Herzen anzeigt, gilt die Entlüftung als abgeschlossen und die Zeit wird erneut notiert (T3) (T3 - T2 = Entlüftungszeit nach der Ejektion).

Alle Herzkanülen einschließlich der LV-Entlüftung werden in situ belassen, aber abgeklemmt, der Patient wird vollständig vom kardiopulmonalen Bypass entwöhnt und kontinuierlich 10 Minuten lang durch TEE und TCD auf Restluft überwacht. Die LV-Entlüftung wird immer dann wieder geöffnet, wenn die Restluft im linken Herzen den Grad II überschreitet. Die Häufigkeit dieser Maßnahmen wird im Protokoll vermerkt. Hat der Patient inzwischen 36 Grad Kerntemperatur erreicht, wird das Herz dekanüliert und der CPB entfernt. Andernfalls wird die CPB neu gestartet und der Patient vor der endgültigen Entwöhnung und Dekanülierung auf 36 °C erwärmt.

Studiengruppe ( CO2-Insufflation ):

Bei diesen Patienten (n=10) werden die Brustfelle nicht geöffnet. Während der Aorta-Cross-Clamp-Periode wird das Beatmungsgerät so eingestellt, dass es nur eine Totraumbeatmung bereitstellt, d. h. 5 cm PEEP, Beatmungsfrequenz 5/min und das Atemminutenvolumen = 1,5 Liter. Fio2 = 50 %. Das Operationsfeld wird mit CO2 mit einer Flussrate von 10 l / Minute beginnend 2 Minuten vor der Herzkanülierung und bis 10 Minuten nach Beendigung der CPB insuffliert.

Am Ende des kardioplegischen Stillstands werden die Aortenwurzel und der LV aktiv belüftet und die Zeit notiert (T1). Die LV-Vorlast wird sukzessive erhöht, indem der venöse Rückfluss von der Herz-Lungen-Maschine reduziert wird, um den ZVD auf 5–10 cm Wassersäule anzuheben. Die LV-Entlüftung wird fortgesetzt, und wenn im linken Herzen (LA, LV und Aorta) unter TEE-Überwachung keine Luftblasen mehr zu sehen sind, wird die berechnete Minutenventilation mit 100 % Sauerstoff und einem PEEP von 5 cm H2O wiederhergestellt. Die Entlüftung wird fortgesetzt und wenn keine oder nur minimale Luft im linken Herzen zu sehen ist, wird die Zeit notiert (T2) (T2 - T1 = Entlüftungszeit vor dem Ausstoß). Die Aorten-Cross-Clamp wird nun gelöst und das Herz auf den Sinus- oder Schrittmacher-induzierten Rhythmus defibrilliert und die Entlüftung fortgesetzt. Bei 35 Grad Celsius Körpertemperatur, gemessen am Thermistor in der Harnblase, und bei scheinbar guter Herzkontraktion wird der Patient sukzessive von der CPB entwöhnt, wodurch sichergestellt wird, dass das gesamte Herzzeitvolumen durch die native vollventilierte Lunge umgeleitet wird. Inotrope Medikamente oder systemische arterielle Vasodilatatoren werden nach Bedarf eingesetzt, um eine gute Herzkontraktion zu erreichen. Wenn TEE keine Luft im linken Herzen anzeigt, gilt die Entlüftung als abgeschlossen und die Zeit wird erneut notiert (T3) (T3 - T2 = Entlüftungszeit nach der Ejektion). Der Patient wird vollständig vom kardiopulmonalen Bypass entwöhnt und alle Herzkanülen einschließlich des LV-Vents werden in situ belassen, aber abgeklemmt. Der Patient wird nun kontinuierlich 10 Minuten lang mittels TEE & TCD auf Restluft überwacht. Die LV-Entlüftung wird immer dann wieder geöffnet, wenn die auf dem TEE im linken Herzen angezeigte Restluft den Grad II überschreitet. Die Häufigkeit dieser Maßnahmen wird im Protokoll vermerkt. Die C02-Insufflationen werden fortgesetzt, bis das 10-minütige Überwachungsintervall nach der CPB abgeschlossen ist. Wenn der Patient inzwischen eine Kerntemperatur von 36 Grad Celsius erreicht hat, wird das Herz dekanüliert und das CPB entfernt. Andernfalls wird die CPB neu gestartet und der Patient vor der endgültigen Entwöhnung und Dekanülierung auf 36 °C erwärmt.

Transösophageale echokardiographische Studie (TEE):

Nach Abschluss des kardioplegischen Stillstands und für 10 Minuten nach Beendigung des CPB werden alle Patienten durch TEE auf Luft im linken Herzen überwacht. Die auf dem TEE nach Beendigung der CPB sichtbare Restluft wird je nach Vorhandensein von Luft in LA, LV und Aortenwurzel während eines Herzzyklus in 4 Stufen quantifiziert (Stufe 0 = keine oder gelegentliche Luft in LA, Stufe 1 = Luft sichtbar Nur LA, Grad 2 = Luft gleichzeitig in LA und LV sichtbar, Grad 3 = Luft gleichzeitig in LA, LV und der Aortenwurzel sichtbar). Die 10-minütige Post-CPB-TEE-Aufzeichnung wird auf einem Videoband gespeichert.

Transkranielle Echo-Doppler-Studie (TCD):

Nach dem Lösen der Aortenkreuzklemme und für 10 Minuten, nachdem der Patient von der CPB entwöhnt wurde, wird der Patient kontinuierlich auf mikroembolische Signale durch einen automatischen Online-TCD überwacht, der an den mittleren Hirnarterien platziert wird.

Die Blutgase werden bei allen Patienten wie folgt überwacht:

Blutgasanalyse aus arteriellem und venösem Blut des Patienten alle 15 Minuten im Operationssaal in beiden Gruppen bis 15 Minuten nach CPB) - gemäß beigefügten Tabellen (Anästhesie, Perfusion und TCD & Invous-Überwachung)

Messung des endtidalen PCO2 und des ausgeatmeten CO2-Volumens alle 15 Minuten, nachdem der Patient intubiert wurde, und bis der Patient den Operationssaal in beiden Gruppen verlässt. (Keine Messungen in der Kontrollgruppe bei Herzstillstand möglich)

Blutgasanalyse aus arteriellen und venösen Blutleitungen des Oxygenators und aus der LV-Entlüftungsleitung alle 15 Minuten, während der Patient in beiden Gruppen CPB erhält.

Kontinuierliche Online-Überwachung des CO2-Gehalts und PCO2 im Blut an den Zu- und Abflussöffnungen des Oxygenators in beiden Gruppen mit CDI & neuer Maschine. Schwankungen des Gasflusses und des FiO2, die erforderlich sind, um den PaCO2 auf einen festen gewünschten Bereich einzustellen, werden aufgezeichnet, und es wird eine zusätzliche Blutgasprobe entnommen, wann immer eine solche Anpassung vorgenommen wird.

Alfa stat wird für die Blutgasanalyse eingesetzt. Eine Kerntemperatur von 30 C wird für alle Patienten verwendet, es sei denn, dies ist positiv indiziert.