cardiopulmonale bypass kan worden gedefinieerd als een techniek waarbij een machine tijdelijk de functie van het hart en de longen overneemt tijdens een operatie, waarbij de bloedcirculatie en het zuurstofgehalte van het lichaam van de patiënt in stand worden gehouden.
cardiopulmonale bypass machines worden bediend door perfusionisten om het hart en de longen te omzeilen tijdens een open hartoperatie. Bloed dat terugkeert naar het hart wordt omgeleid door een hart-longmachine (een pomp-oxygenator) alvorens het terug te brengen naar de arteriële circulatie., De machine doet het werk zowel van het hart (pomp bloed) en de longen (toevoer van zuurstof naar rode bloedcellen).de oxygenator werd voor het eerst geconceptualiseerd in de 17e eeuw door Robert Hooke en ontwikkeld tot praktische extracorporale oxygenatoren door Franse en Duitse experimentele fysiologen in de 19e eeuw. Bellenoxygenatoren hebben geen tussenliggende barrière tussen bloed en zuurstof; deze worden ‘direct contact’ oxygenatoren genoemd. Dr., Clarence Dennis leidde het team dat op 5 April 1951 de eerste operatie met open cardiotomie en tijdelijke mechanische overname van hart-en longfuncties uitvoerde in het Ziekenhuis van de Universiteit van Minnesota. De patiënt overleefde het niet door een onverwacht complex aangeboren hartafwijking. De eerste succesvolle openhartprocedure op een mens die gebruik maakt van de hartlongmachine werd uitgevoerd door John Gibbon op 6 mei 1953 in het Thomas Jefferson University Hospital in Philadelphia. Hij repareerde een atrium septum defect bij een 18-jarige vrouw., Vorderingen in hartchirurgie zijn mogelijk geweest als gevolg van de ontwikkeling van cardiopulmonale bypass (CPB).
citaat van Dr. Christiaan N. Barnard, de eerste chirurg die een succesvolle harttransplantatie heeft uitgevoerd.
voor een stervende persoon is een transplantatie geen moeilijke beslissing. Als een leeuw je achtervolgt naar een rivier vol krokodillen, spring je in het water, overtuigd dat je een kans hebt om naar de andere kant te zwemmen. Maar je zou nooit zulke kansen accepteren als er geen leeuw was.,
Left: een hart-longmachine voor coronaire bypassoperatie.
CPB is een vorm van extracorporale circulatie met als functie ondersteuning van de bloedsomloop en ademhaling, samen met temperatuurbeheersing om chirurgie aan het hart en grote bloedvaten te vergemakkelijken. De CPB-pomp zelf wordt vaak aangeduid als een hart-longmachine of “de pomp”. Cardiopulmonale bypass pompen worden bediend door perfusionisten in samenwerking met chirurgen die de pomp te verbinden met het lichaam van de patiënt. CPB is een vorm van extracorporale circulatie., Cardiopulmonale bypass wordt vaak gebruikt in hartchirurgie vanwege de moeilijkheid van het werken op het kloppende hart. Operaties die het openen van de kamers van het hart vereisen het gebruik van CPB om de circulatie tijdens die periode te ondersteunen. Het veilig gedrag van CPB vereist een team inspanning tussen de chirurg, perfusionist en anesthesioloog.
CPB kan worden gebruikt voor de inductie van totale lichaamshypothermie, een toestand waarin het lichaam gedurende maximaal 45 minuten kan worden gehandhaafd zonder perfusie (bloedstroom)., Als de bloedstroom bij normale lichaamstemperatuur wordt gestopt, komt permanente hersenbeschadiging normaal binnen drie tot vier minuten voor — de dood kan kort daarna volgen.
extracorporale membraanoxygenatie (ECMO) is een vereenvoudigde vorm van CPB, soms gebruikt als levensondersteuning voor pasgeborenen met ernstige geboorteafwijkingen, of om ontvangers van zuurstof te voorzien en te onderhouden voor orgaantransplantatie totdat nieuwe organen kunnen worden gevonden.
CPB circuleert en oxygeneert bloed voor het lichaam, terwijl het hart en de longen worden omzeild., Het gebruikt een hart-longmachine om de perfusie naar andere organen en weefsels te handhaven terwijl de chirurg in een bloedloos chirurgisch gebied werkt. De chirurg plaatst een canule in het rechter atrium, vena cava, of femorale ader om bloed uit het lichaam te trekken. De canule is verbonden met slangen gevuld met isotone kristalloïde oplossing. Veneus bloed dat door de canule uit het lichaam wordt verwijderd, wordt gefilterd, gekoeld of verwarmd, van zuurstof voorzien en vervolgens naar het lichaam teruggestuurd. De canule gebruikt om zuurstofrijk bloed terug te keren wordt meestal ingebracht in de opgaande aorta, maar het kan worden ingebracht in de dijbeenslagader., De patiënt wordt toegediend heparine om stolling te voorkomen, en protaminesulfaat wordt gegeven na omgekeerde effecten van heparine. Tijdens de procedure wordt de onderkoeling gehandhaafd; de lichaamstemperatuur wordt gewoonlijk op 28ºC tot 32ºC (82,4-89,6 ºF) gehouden. Het bloed wordt gekoeld tijdens CPB en terug naar het lichaam. Het afgekoelde bloed vertraagt de basale stofwisseling van het lichaam, waardoor de vraag naar zuurstof afneemt. Gekoeld bloed heeft meestal een hogere viscositeit, maar de kristalloïde oplossing die wordt gebruikt om de bypass-buis te primen, verdunt het bloed.,
hoofdbestanddelen
cardiopulmonale bypass bestaat uit twee hoofdbestanddelen, de pomp en de oxygenator die zuurstofarm bloed uit het lichaam van de patiënt verwijderen en vervangen door zuurstofrijk bloed via een reeks slangen. De componenten van het CPB circuit zijn onderling verbonden door een serie buizen gemaakt van siliconenrubber of PVC. De pompconsole bestaat meestal uit verschillende roterende motor aangedreven pompen die peristaltisch” massage ” buizen . Deze actie stuwt het bloed voorzichtig door de slang. Dit wordt vaak aangeduid als een roller pomp, of peristaltische pomp., Veel CPB-circuits gebruiken nu een centrifugaalpomp voor het onderhoud en de controle van de bloedstroom tijdens CPB. Door de omwentelingssnelheid (RPM) van de pompkop te wijzigen, wordt de bloedstroom geproduceerd door middel van centrifugale kracht. Dit type pompactie wordt door velen beschouwd als superieur aan de werking van de rolpomp, omdat men denkt dat het minder bloedschade veroorzaakt (hemolyse, enz.).
Oxygenator: de oxygenator is ontworpen om zuurstof over te brengen naar het geïnfundeerde bloed en kooldioxide uit het veneuze bloed te verwijderen., Hartchirurgie werd mogelijk gemaakt door CPB met behulp van bubble oxygenators, maar membraan oxygenators hebben verdrongen bubble oxygenators sinds de jaren 1980. membraan oxygenators bestaan uit holle microporeuze polypropyleen vezels (100-200 µm inwendige diameter). Het bloed stroomt buiten de vezel terwijl de gassen binnen de vezel overgaan, waardoor de bloed-en gasfasen worden gescheiden. Zij hebben minder neiging tot luchtembolie en geven grotere nauwkeurigheid in bloedgascontrole. Nieuwere ontwerpen hebben een geïntegreerd filter om emboli te beheren, waardoor extra arteriële filters overbodig zijn., Een ander type oxygenator die onlangs gunst wint is de heparine-met een laag bedekte bloedoxygenator die om minder systemische ontsteking wordt verondersteld te produceren en de neiging voor bloed te stollen in het CPB-circuit te verminderen. Een warmtewisselaar is geïntegreerd met de oxygenator en geplaatst proximaal om het vrijkomen van gasvormige embolie te verminderen als gevolg van veranderingen in de temperatuur van verzadigd bloed.
tijdens CPB wordt veneus bloed via de zwaartekracht afgevoerd naar een reservoir. De pomp verplaatst bloed van het reservoir naar de oxygenator via een warmtewisselaar, alvorens het terug te brengen naar de arteriële circulatie., Aanvullende componenten zijn zuigers (om bloed uit het chirurgische veld te verwijderen), ventilatieopeningen (om het hart te decomprimeren), hemofilters (voor ultrafiltratie) en cardioplegiesysteem. Zie ‘cardiopulmonale Bypass Machine’ hieronder.
meerdere canules worden op verschillende plaatsen in het lichaam van de patiënt genaaid, afhankelijk van het type operatie. Een veneuze canule verwijdert zuurstofgebrek in het bloed van een patiënt. Een arteriële canule wordt genaaid in het lichaam van een patiënt en wordt gebruikt om zuurstofrijk bloed te injecteren., Een cardioplegie canule wordt genaaid in het hart om een cardioplegie oplossing te leveren om het hart te stoppen met kloppen.
een CPB-circuit bestaat uit een systeemcircuit voor het oxygeneren van bloed en het opnieuw injecteren van bloed in het lichaam van een patiënt (waarbij het hart wordt omzeild); en een apart circuit voor het injecteren van een oplossing in het hart zelf om cardioplegie te produceren (d.w.z. om het hart te stoppen met kloppen), en om myocardiale bescherming te bieden (d.w.z. om de dood van hartweefsel te voorkomen). Een CPB-circuit moet worden gevuld met vloeistof en alle lucht verwijderd voordat verbinding met de patiënt., Het circuit wordt gevuld met een kristalloïde oplossing en soms worden ook bloedproducten toegevoegd. De patiënt moet volledig worden anticoaguleerd met een anticoagulans zoals heparine om massieve bloedstolling in het circuit te voorkomen.
CPB wordt alleen gebruikt gedurende de uren die een hartoperatie kan duren. De meeste oxygenatoren worden geleverd met de aanbeveling van de fabrikant dat ze alleen worden gebruikt voor een maximum van 6 uur, hoewel ze soms worden gebruikt voor maximaal 10 uur, met zorg wordt genomen om ervoor te zorgen dat ze niet stollen en stoppen met werken., De rolpomp heeft twee rollen gepositioneerd op een roterende arm, die een lengte van de buis comprimeren om voorwaartse stroom te produceren. Deze actie kan hemolyse en slangresten veroorzaken, waarvan de incidentie met de tijd toeneemt. Daarom wordt het gebruik van rolpompen voor langere procedures afgeraden. Centrifugaalpomp bestaat uit waaiers/gestapelde kegels binnen de behuizing. Wanneer snel geroteerd, wordt negatieve druk gecreëerd bij de ene inlaat en positieve druk bij de andere, waardoor het bloed naar voren wordt gestuwd., Ze zijn afterload afhankelijk, dus als de systemische vasculaire weerstand (SVR) van de patiënt toeneemt, zal de gegenereerde cardiale output dalen tenzij de stroom door de pomp wordt verhoogd. Centrifugaalpompen kunnen het behoud van bloedplaatjes, de nierfunctie en neurologische resultaten in langere gevallen verbeteren. Voor langere perioden dan deze, wordt een ECMO (extra-corporeal membraan oxygenation) of VAD (ventricular assist device) circuit gebruikt, die in werking kan zijn voor maximaal 31 dagen.
bronnen: