la dérivation cardiopulmonaire peut être définie comme une technique dans laquelle une machine prend temporairement en charge la fonction du cœur et des poumons pendant la chirurgie, en maintenant la circulation du sang et la teneur en oxygène du corps du patient.
les appareils de dérivation cardiopulmonaire sont utilisés par des perfusionnistes pour contourner le cœur et les poumons lors d’une chirurgie à cœur ouvert. Le sang qui retourne au cœur est détourné par une machine cœur-poumon (une pompe-oxygénateur) avant de le renvoyer dans la circulation artérielle., La machine fait le travail à la fois du cœur (pompe le sang) et les poumons (fournir de l’oxygène aux globules rouges).
l’oxygénateur a été conceptualisé au 17ème siècle par Robert Hooke et développé en oxygénateurs extracorporels pratiques par des physiologistes expérimentaux français et allemands au 19ème siècle. Les oxygénateurs à bulles n’ont pas de barrière intermédiaire entre le sang et l’oxygène; ils sont appelés oxygénateurs à « contact direct ». Dr., Clarence Dennis a dirigé l’équipe qui a mené la première opération connue impliquant une cardiotomie ouverte avec prise mécanique temporaire des fonctions cardiaques et pulmonaires le 5 avril 1951 à l’Hôpital de l’Université du Minnesota. Le patient n’a pas survécu en raison d’une malformation cardiaque congénitale complexe inattendue. La première procédure à cœur ouvert réussie sur un humain utilisant la machine à poumons cardiaques a été réalisée par John Gibbon le 6 mai 1953 à L’hôpital universitaire Thomas Jefferson de Philadelphie. Il a réparé un défaut septal auriculaire chez une femme de 18 ans., Des progrès en chirurgie cardiaque ont été possibles en raison du développement du pontage cardiopulmonaire (CPB).
citation du Dr Christiaan N. Barnard, le premier chirurgien à avoir réussi une greffe cardiaque.
Pour une personne mourante, une greffe n’est pas une décision difficile à prendre. Si un lion vous poursuit jusqu’à une rivière remplie de crocodiles, vous sauterez dans l’eau convaincu que vous avez une chance de nager de l’autre côté. Mais vous n’accepteriez jamais de telles chances s’il n’y avait pas de lion.,
Gauche: Une Machine Coeur-Poumon pour un pontage coronarien.
Le CPB est une forme de circulation extracorporelle dont la fonction est le soutien circulatoire et respiratoire ainsi que la gestion de la température pour faciliter la chirurgie sur le cœur et les grands vaisseaux. La pompe CPB elle-même est souvent appelée une machine cœur-poumon ou « la pompe ». Les pompes de dérivation cardiopulmonaire sont actionnées par des perfusionnistes en association avec des chirurgiens qui connectent la pompe au corps du patient. Le CPB est une forme de circulation extracorporelle., Le pontage cardiopulmonaire est couramment utilisé en chirurgie cardiaque en raison de la difficulté d’opérer sur le cœur qui bat. Les opérations nécessitant l’ouverture des cavités cardiaques nécessitent l’utilisation de CPB pour soutenir la circulation pendant cette période. La conduite sans danger de CPB nécessite un effort d’équipe entre le chirurgien, le perfusionniste et l’Anesthésiste.
CPB peut être utilisé pour l’induction de l’hypothermie totale du corps, un État dans lequel le corps peut être maintenu jusqu’à 45 minutes sans perfusion (flux sanguin)., Si le flux sanguin est arrêté à la température normale du corps, les lésions cérébrales permanentes se produisent normalement dans trois à quatre minutes-la mort peut suivre peu de temps après.
l’oxygénation membranaire extracorporelle (ECMO) est une forme simplifiée de CPB, parfois utilisée comme support vital pour les nouveau-nés atteints de malformations congénitales graves, ou pour oxygéner et maintenir les receveurs en vue d’une transplantation d’organes jusqu’à ce que de nouveaux organes puissent être trouvés.
Le CPB fait circuler et oxygéner mécaniquement le sang pour le corps tout en contournant le cœur et les poumons., Il utilise une machine cœur-poumon pour maintenir la perfusion vers d’autres organes et tissus du corps pendant que le chirurgien travaille dans un champ chirurgical sans effusion de sang. Le chirurgien place une canule dans l’oreillette droite, la veine cave ou la veine fémorale pour retirer le sang du corps. La canule est reliée à un tube rempli de solution cristalloïde isotonique. Le sang veineux qui est retiré du corps par la canule est filtré, refroidi ou réchauffé, oxygéné, puis renvoyé dans le corps. La canule utilisée pour renvoyer le sang oxygéné est généralement insérée dans l’aorte ascendante, mais elle peut être insérée dans l’artère fémorale., Le patient est administré de l’héparine pour prévenir la coagulation, et le sulfate de protamine est administré après pour inverser les effets de l’héparine. Pendant la procédure, l’hypothermie est maintenue; la température corporelle est généralement maintenue à 28ºC à 32ºC (82,4-89,6 ºF). Le sang est refroidi pendant le CPB et renvoyé dans le corps. Le sang refroidi ralentit le taux métabolique basal du corps, diminuant sa demande en oxygène. Le sang refroidi a généralement une viscosité plus élevée, mais la solution cristalloïde utilisée pour amorcer le tube de dérivation dilue le sang.,
Composants principaux
la dérivation cardiopulmonaire se compose de deux composants principaux, la pompe et l’oxygénateur qui éliminent le sang privé d’oxygène du corps du patient et le remplacent par du sang riche en oxygène à travers une série de tuyaux. Les composants du circuit CPB sont interconnectés par une série de tubes en caoutchouc de silicone ou en PVC. La console de pompe comprend généralement plusieurs pompes motorisées rotatives qui « massent » péristaltiquement les tubes . Cette action propulse doucement le sang à travers le tube. Ceci est communément appelé une pompe à rouleaux, ou pompe péristaltique., De nombreux circuits CPB utilisent maintenant une pompe centrifuge pour le maintien et le contrôle du flux sanguin pendant CPB. En modifiant la vitesse de révolution (RPM) de la tête de pompe, le flux sanguin est produit par la force centrifuge. Ce type d’action de pompage est considéré comme supérieur à l’action de la pompe à rouleaux par beaucoup car il est censé produire moins de dommages sanguins (hémolyse, etc.).
oxygénateur: l’oxygénateur est conçu pour transférer l’oxygène dans le sang infusé et éliminer le dioxyde de carbone du sang veineux., La chirurgie cardiaque a été rendue possible par le CPB en utilisant des oxygénateurs à bulles, mais les oxygénateurs à membrane ont supplanté les oxygénateurs à bulles depuis les années 1980.les oxygénateurs à Membrane sont constitués de fibres microporeuses creuses de polypropylène (100-200 µm de diamètre interne). Le sang circule à l’extérieur de la fibre tandis que les gaz passent à l’intérieur de la fibre, séparant ainsi les phases sanguine et gazeuse. Ils ont une moindre propension à l’embolie gazeuse et donnent une plus grande précision dans le contrôle des gaz sanguins. Les nouvelles conceptions ont un filtre intégré pour gérer les embolies, rendant ainsi inutiles des filtres artériels supplémentaires., Un autre type d’oxygénateur gagnant la faveur récemment est l’oxygénateur de sang enduit d’héparine qui est censé produire moins d’inflammation systémique et diminuer la propension du sang à coaguler dans le circuit CPB. Un échangeur de chaleur est intégré à l’oxygénateur et placé à proximité de celui-ci pour réduire la libération d’emboles gazeuses dues aux altérations de la température du sang saturé.
pendant la BPC, le sang veineux est drainé par gravité dans un réservoir. La pompe déplace le sang du réservoir vers l’oxygénateur à travers un échangeur de chaleur, avant de le renvoyer à la circulation artérielle., Les composants supplémentaires comprennent les ventouses (pour éliminer le sang du champ chirurgical), les évents (pour décompresser le cœur), les hémofiltres (pour l’ultrafiltration) et le système de cardioplégie. Voir « Machine de dérivation cardiopulmonaire » ci-dessous.
Plusieurs canules sont cousues dans le corps du patient à divers endroits, selon le type de chirurgie. Une canule veineuse élimine le sang privé d’oxygène du corps d’un patient. Une canule artérielle est cousue dans le corps d’un patient et est utilisée pour infuser du sang riche en oxygène., Une canule de cardioplégie est cousue dans le cœur pour délivrer une solution de cardioplégie pour que le cœur cesse de battre.
un circuit CPB consiste en un circuit systémique pour oxygéner le sang et réinfuser le sang dans le corps du patient (en contournant le cœur); et un circuit séparé pour infuser une solution dans le cœur lui-même pour produire une cardioplégie (c.-à-d. pour arrêter le cœur de battre) et pour fournir une protection myocardique (c.-à-d. Un circuit CPB doit être amorcé avec du liquide et tout l’air évacué avant la connexion au patient., Le circuit est apprêté avec une solution cristalloïde et parfois des produits sanguins sont également ajoutés. Le patient doit être entièrement anticoagulé avec un anticoagulant tel que l’héparine pour prévenir la coagulation massive du sang dans le circuit.
Le CPB n’est utilisé que pendant les quelques heures qu’une chirurgie cardiaque peut prendre. La plupart des oxygénateurs sont livrés avec une recommandation du fabricant selon laquelle ils ne sont utilisés que pendant un maximum de 6 heures, bien qu’ils soient parfois utilisés jusqu’à 10 heures, en prenant soin de s’assurer qu’ils ne coagulent pas et ne cessent de fonctionner., La pompe à rouleaux a deux rouleaux positionnés sur un bras rotatif, qui compriment une longueur de tube pour produire un écoulement vers l’avant. Cette action peut produire une hémolyse et des débris de tubes, dont l’incidence augmente avec le temps. Par conséquent, l’utilisation de pompes à rouleaux pour des procédures plus longues est déconseillée. La pompe centrifuge se compose des roues à aubes / cônes empilés dans le logement. Lorsqu’il tourne rapidement, une pression négative est créée à une entrée et une pression positive à l’autre, propulsant ainsi le sang vers l’avant., Ils dépendent de la postcharge, donc si la résistance vasculaire systémique (SVR) du patient augmente, le débit cardiaque généré chutera à moins que le débit à travers la pompe ne soit augmenté. Les pompes centrifuges peuvent améliorer la conservation des plaquettes, la fonction rénale et les résultats neurologiques dans les cas plus longs. Pendant des périodes plus longues, un circuit ECMO (oxygénation membranaire extra-corporelle) ou VAD (ventricular assist device) est utilisé, qui peut fonctionner jusqu’à 31 jours.
Sources: