Cardiopulmonary bypass kan definieras som en teknik där en maskin tillfälligt tar över funktionen av hjärtat och lungorna under operationen, upprätthålla blodcirkulationen och syrehalten i patientens kropp.
kardiopulmonala bypass-maskiner drivs av perfusionister för att kringgå hjärtat och lungorna under öppen hjärtkirurgi. Blod som återvänder till hjärtat avleds genom en hjärt-lungmaskin (en pump-oxygenator) innan den återgår till artärcirkulationen., Maskinen gör arbetet både av hjärtat (pumpa blod) och lungorna (leverera syre till röda blodkroppar).
oxygenatorn konceptualiserades först på 1700-talet av Robert Hooke och utvecklades till praktiska extrakorporeala oxygenatorer av franska och tyska experimentella fysiologer på 1800-talet. Bubbla oxygenatorer har ingen mellanliggande barriär mellan blod och syre; dessa kallas ”direkt kontakt” oxygenatorer. Dr., Clarence Dennis ledde laget som genomförde den första kända operationen med öppen kardiotomi med tillfälligt mekaniskt övertagande av både hjärt-och lungfunktioner den 5 April 1951 vid University of Minnesota Hospital. Patienten överlevde inte på grund av en oväntad komplex medfödd hjärtfel. Den första framgångsrika open heart-proceduren på en människa som använder hjärtlungmaskinen utfördes av John Gibbon den 6 maj 1953 vid Thomas Jefferson University Hospital i Philadelphia. Han reparerade en förmaksseptumdefekt hos en 18-årig kvinna., Framsteg inom hjärtkirurgi har varit möjliga på grund av utvecklingen av kardiopulmonell bypass (CPB).
citat från Dr Christiaan N. Barnard, den första kirurgen som utför en lyckad hjärttransplantation.
för en döende person är en transplantation inte ett svårt beslut. Om ett lejon jagar dig till en flod fylld med krokodiler, kommer du att hoppa i vattnet övertygad om att du har en chans att simma till andra sidan. Men du skulle aldrig acceptera sådana odds om det inte fanns något lejon.,
vänster: en Hjärtlungmaskin för koronar bypass-kirurgi.
CPB är en form av extrakorporeal cirkulation vars funktion är cirkulations-och andningsstöd tillsammans med temperaturhantering för att underlätta operation på hjärtat och stora kärl. CPB-pumpen i sig kallas ofta en hjärtlungmaskin eller”pumpen”. Kardiopulmonala bypass-pumpar drivs av perfusionister i samband med kirurger som ansluter pumpen till patientens kropp. CPB är en form av extrakorporeal cirkulation., Kardiopulmonell bypass används ofta i hjärtkirurgi på grund av svårigheten att arbeta på det slående hjärtat. Operationer som kräver öppning av hjärtkamrarna kräver användning av CPB för att stödja cirkulationen under den perioden. CPB: s säkra beteende kräver en laginsats mellan kirurgen, perfusionisten och anestesiologen.
CPB kan användas för induktion av total kroppshypotermi, ett tillstånd där kroppen kan bibehållas i upp till 45 minuter utan perfusion (blodflöde)., Om blodflödet stoppas vid normal kroppstemperatur uppträder permanent hjärnskada normalt om tre till fyra minuter-döden kan följa strax efteråt.
extrakorporeal membran oxygenation (ECMO)är en förenklad form av CPB, ibland används som livsuppehållande för nyfödda med allvarliga fosterskador, eller att syresätta och upprätthålla mottagare för organtransplantation tills nya organ kan hittas.
CPB cirkulerar mekaniskt och syresätter blod för kroppen samtidigt som hjärtat och lungorna kringgås., Den använder en hjärt-lungmaskin för att upprätthålla perfusion till andra organ och vävnader medan kirurgen arbetar i ett blodlöst kirurgiskt fält. Kirurgen placerar en kanyl i höger atrium, vena cava eller femoralven för att dra tillbaka blod från kroppen. Kanylen är ansluten till slangen fylld med isotonisk kristalloidlösning. Venöst blod som avlägsnas från kroppen genom kanylen filtreras, kyls eller värms, oxygeneras och returneras sedan till kroppen. Kanylen som används för att återställa syresatt blod sätts vanligtvis in i den stigande aortan, men den kan sättas in i lårbensartären., Patienten administreras heparin för att förhindra koagulering,och protaminsulfat ges efter att de omvända effekterna av heparin. Under proceduren upprätthålls hypotermi; kroppstemperaturen hålls vanligtvis vid 28ºC till 32ºC (82,4-89,6 ºF). Blodet kyls under CPB och returneras till kroppen. Det kylda blodet saktar kroppens basala metaboliska hastighet, vilket minskar efterfrågan på syre. Kylt blod har vanligtvis en högre viskositet, men kristalloidlösningen som används för att prime bypass-slangen spädar blodet.,
huvudkomponenter
kardiopulmonell bypass består av två huvudkomponenter, pumpen och oxygenatorn som tar bort syrebrist blod från en patients kropp och ersätter den med syrerikt blod genom en serie slangar. Komponenterna i CPB-kretsen är sammankopplade med en serie rör av silikongummi eller PVC. Pumpkonsolen består vanligtvis av flera roterande motordrivna pumpar som peristaltiskt ”massage” slang . Denna åtgärd Driver försiktigt blodet genom slangen. Detta kallas vanligen en rullpump eller peristaltisk pump., Många CPB-kretsar använder nu en centrifugalpump för underhåll och kontroll av blodflödet under CPB. Genom att ändra hastigheten på revolutionen (RPM) hos pumphuvudet produceras blodflödet genom centrifugalkraft. Denna typ av pumpning anses vara överlägsen verkan av rullpumpen av många eftersom det antas producera mindre blodskador (hemolys, etc.).
Oxygenator: oxygenatorn är utformad för att överföra syre till infunderat blod och avlägsna koldioxid från venöst blod., Hjärtkirurgi möjliggjordes av CPB med hjälp av bubbla oxygenatorer, men membranoxygenatorer har ersatt bubbla oxygenatorer sedan 1980-talet. Membranoxygenatorer består av ihåliga mikroporösa polypropenfibrer (100-200 µm inre diameter). Blodet flyter utanför fibern medan gaser passerar inuti fibern, vilket separerar blod-och gasfaserna. De har mindre benägenhet för luftemboli och ger större noggrannhet i blodgaskontrollen. Nyare mönster har ett integrerat filter för att hantera emboli, vilket gör ytterligare arteriella filter onödiga., En annan typ av oxygenator vinner fördel nyligen är heparin-belagd blodoxygenator som tros producera mindre systemisk inflammation och minska benägenheten för blod att koagulera i CPB-kretsen. En värmeväxlare är integrerad med oxygenatorn och placerad proximal till den för att minska frisättningen av gasformiga emboli på grund av förändringar i temperaturen hos mättat blod.
under CPB dräneras venöst blod genom gravitation i en behållare. Pumpen flyttar blod från behållaren till oxygenatorn genom en värmeväxlare innan den återgår till artärcirkulationen., Ytterligare komponenter inkluderar sugkoppar (för att avlägsna blod från kirurgiskt fält), ventiler (för att dekomprimera hjärtat), hemofilter (för ultrafiltrering) och kardioplegisystem. Se ”Cardiopulmonary Bypass Machine” nedan.
flera kanyler sys in i patientens kropp på olika platser, beroende på typ av operation. En venös kanyl tar bort syre berövat blod från en patients kropp. En arteriell kanyl sys i en patients kropp och används för att infusera syrerikt blod., En kardioplegikanyl sys i hjärtat för att leverera en kardioplegilösning för att få hjärtat att sluta slå.
en CPB-krets består av en systemisk krets för att syresätta blod och åter infusera blod i en patients kropp (kringgå hjärtat); och en separat krets för att infusera en lösning i hjärtat själv för att producera kardioplegi (dvs för att stoppa hjärtat från att slå) och för att ge myokardskydd (dvs för att förhindra hjärtvävnadens död). En CPB-krets måste primeras med vätska och all luft exponeras före anslutning till patienten., Kretsen är primerad med en kristalloidlösning och ibland tillsätts blodprodukter också. Patienten måste vara helt antikoagulerad med ett antikoagulant som heparin för att förhindra massiv koagulering av blod i kretsen.
CPB används endast under de flera timmar som en hjärtkirurgi kan ta. De flesta oxygenatorer kommer med tillverkarens rekommendation att de endast används i högst 6 timmar, även om de ibland används i upp till 10 timmar, med försiktighet för att säkerställa att de inte koagulerar och slutar fungera., Rullpumpen har två rullar placerade på en roterande arm, som komprimerar en längd av slangar för att producera framåt flöde. Denna åtgärd kan producera hemolys och rörskräp, vars förekomst ökar med tiden. Därför avskräcks användningen av rullpumpar för längre förfaranden. Centrifugalpump består av impellrar/staplade koner inom höljet. När det roteras snabbt skapas negativt tryck vid ett inlopp och positivt tryck vid det andra, vilket driver blodet framåt., De är afterload beroende, så om patientens systemiska kärlmotstånd (SVR) ökar, kommer den genererade hjärtproduktionen att sjunka om inte flödet genom pumpen ökar. Centrifugalpumpar kan förbättra bevarandet av blodplättar, njurfunktionen och neurologiska resultat i längre fall. Under längre perioder än detta används en ECMO (extra-corporeal membran oxygenation) eller VAD (ventrikulär assistansanordning) krets, som kan vara i drift i upp till 31 dagar.
källor: