Abstract

Depp hypothermic total circulatory arrest firstly introduced by Griepp for aortic surgeryin 1975.With this improvement surgical treatment o some complex cases become possible. After clinical application of circulatory arrest and open repair technique, deep hypothermic total circulatory arrest has found a great place in the treatment of acute aortic dissections. During January 1990-june 1992,10 cases have been operated with depp hyothermic total circulatory arrest for aortic dissection in Cardiovascular Surgery Deparment of Ege University Medical Faculty. Dissectionc were acute in 8 cases and chronic in 2 cases. Three patients were lost, 7were discharged from the hospital without any problems.

Slow cooling and rewarming, topical cooling, alpha-stat principle for blood gas magement, avoidance of hypoglycemia and hyperglycemia, hemodilution and pharmacologic protection are basic principles of total circulatory arrest application.

Even with optimal management we have to know that arrest period more than 45 ninutes may be hazardousk for the patients.

Aort cerrahisinde derin hiporermik total sikrulatuvar arrest uygulaması ilk olarak 1975 yılında Griepp ve arkadaşları tarafından ortaya atılmış ve arcus aorta replasmanı sırasında kullanılmıştır[1]. Arkus cerrahisi sırasında daha önceleri denenmiş olan karotis arterlerin selektif perfüzyonu gibi metodlar sık nörolojik komplikasyonlara yol açmıştır [2]. Griepp ve arkadaşlarının başarılı uygulamaları bu konuda bir çığır açmıştır. Hipotermik sirkulatuvar arrest uygulaması ile cerrahi başarı oranı artmıştır.Bunun yanında cerrahisi mümkün gibi görünmeyen bazı olguların cerrahisi yapılabilir hale gelmiştir [3,4]. Cerraha kanamayan bir sahada kompleks bir girişimi gecikmeden ve konfor içinde gerçekleştirmek olanağı doğmuştur.

Daha sonraları Cooley’in akut aortik diseksiyonların cerrahi tedavisinde açık tamir prensiplerini ortaya atması ile her assendan ve arkus aorta diseksiyonunun cerrahi tedavisinde total sirkulatuvar arrest uygulanması rutin bir işlem haline gelmiştir [5,6].

Methods

Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Göğüs,Kalp Damar Cerrahisi Anabilim Dalı’nda Ocak 1990 Haziran 1992 tarihleri arasında aort diseksiyonu nedeniyle 10 hastaya operasyon sırasında derin hipotermik total sirkulatuvar arrest uygulanmıştır.

Hastaların 5’i erkek, 5’i kadındır. Yaşları 37 ile 60 arasında değişmekte olup, ortalama yaş 51’dir.

Hastaların 2’si elektif, 8’i acil şartlarda operasyona alınmıştır. Elektif operasyon uygulanan hastalardan birinde kronik Tip I diseksiyona bağlı assendan aort ve arkus aort anevrizması, diğerinde ise kronik Tip II diseksiyona bağlı assendan aort anevrizması saptanmıştır.acil şartlarda opere edilen 8 hastanın hepsi akut Tip I diseksiyon nedeniyle operasyona alınmışlardır.

Hastalar operasyona alındıktan sonra ameliyat masası üzerine konan blanket ile yüzeyel soğutmaya başlanmıştır. Bu sırada femoral arter ve venyolu ile pompaya girilmiş ve 1.t/dk debi ile hastalar 10ºC’den fazla olmayan bir ısı gradienti ile yavaş olarak soğutulmuşlardır. Isı timpanik, nazofaringeal ve rektal problar ile monitörize edilmiştir. Serebral fonksiyonları değerlendirmek için kontünü EEG monitörizasyonu uygulanmıştır.

Rektal ısı 28ºC’ye inince sternotomi yapılmış ve kalbe vent konulmuştur. Pompa debisi 2.lt/ dk düzeyine çıkılmıştır. Venöz dönüşün yetersiz kaldığı hastalarda sağ atriuma bir venöz kanül yerleştirilmiştir.

Hastalarda soğutma yavaş yapıldığı takdirde genel olarak rektal 22-24ºC’ye kadar kalbin fibrilasyona girmediği görülmüştür. Kalp 22-24ºC yakınlarında fibrilasyona girince yüksek debili bypassa çıkılmış ve hızlısoğutmaya başlanmıştır. Bu sırada beyinde iyi bir soğutma sağlamak için karotis arterlerinin üzerine buzlu torbalar konmuş ve kranium buzlu torbalara sarılmıştır. Arrast periyodunda çevreden olabilecek ısınmayı önlemek için buzlu torbalar beyin etrafında bırakılmıştır.

Tüm operasyon süresince kan gazları alpha-stat prensibi ile düzenlenmiştir. Isı rektal 20ºC civarına inince hematokrit değeri de yaklaşık %20’ye indirilmiştir. Ponpanın prime solüsyonu glukoz içermeyen sıvılardan hazırlanmış ve operasyon sırasında hipoglisemiden ve %300 mg’ın üzerendeki hiperglisemiden kaçınılmıştır.

Isı nazofaringeal 18ºC’ ye inince EEG’nin düz bir trase çizdiği ve pupillerin fiks dilate olduğu izlenmiştir. Beyin korunması için soğutma ve ısıtma dönemlerinde 0.5- 1.5 gr Tiyopental kullanılmıştır. Ayrıca 0.5 gr/kg mannitol, 1mg/kg dekzametazon, 200mg fenobarbital, 20-40 mg furosemid ve ek doz 4-8 ng pankronyum hastaya verilmiştir.

Hasta Trendelenburg pozizyonuna alınarak derin hipotermik total sirkulatuvar arrest başlatılmıştır. Karotis arterlere hava girmesini önlemek için mümkün olan ohgularda brakiosefalik trunkusa ve sol karotis arterine arrest sırasında klemp konmuştur.

Sirkulatuvar arrest sırasında distal aortik anastomaz bitirilip greft bu bölgeye anastomoz edilince düşük debi ile pompaya girilmiş, karotis arterlerin ağzında hava kalmamasına özen gösterilmiştir. Arkus aorta ve greft içindeki hava boşaltıldıktan sonra grefte klemp konmuş varsa karotislerdeki klempler kaldırılmıştır. Tam debi ile pompaya girilerek proksimal anastomoz yapılırken hasta 10ºC’den az bir gradient ile ısıtılmaya başlanmıştır.

Rektal ısı 37ºC olmadan pompadan çıkılmamıştır. Isıtma sırasında blanket ile yüzeyel ısıtmada uygulanmıştır.

Sirkulatuvar arrest sonlandırılıp,dolaşım tekrar başlatılırken pompaya 100cc %20 manitol scavenger olarak ilave edilmiştir.

Myokardın korunmasında antegrad+retrograd soğuk kan kardiyoplejisi ve terminal sıcak kan kardi-yoplejisi kullanılmıştır. Total sirkulatuvar arrest sırasında tek doz kardiyopleji verilmiştir. Isınma peri-yodunda ese kross klemp varken 20 dakikada bir kardiyopleji tekrarlanmıştır. Ayrıca buz ve soğuk serumla kardiyak topikal soğutmada uygulanmıştır.

Kronik diseksiyonlu iki hastadan birine hemiarkus replasmanı ve modifiye Bentall prosedürü, diğerine ise sadece modifiye Bental Operasyonu uygulanmıştır.

Akut Tip I diseksiyonlu 8 hastadan 5’inde assendan aortaya greft interpozisyonu yapılmış, 1’inde assendan aortaya greft enterpoze edilmiş ve arkustaki yırtığa aortoplasti uygulanmıştır. Arkus diseksiyonu saptanan 2 hastada ise aortoplasti operasyonu gerçleştirilmiştir.

Results

10 hastaya 2 ile 54 dakika arasında değişen sürelerde total sirkulatuvar arrest uygulanmıştır. Ortalama arrest süresi 29.4 dakikadır.

Isı 18ºC rektal düzeye indirilince EEG trasesi düz bir çizgi çizmeye başlamıştır. Kan pH’ının alfa-stat prensibi ile ayarlanması ve hemotokritin %20’ye indirilmesi yeterli doku perüzyonu sağlamıştır. Hastalarda doku hipoperfüzonu ve metabolitik asidoz rastlanmamıştır.

Arkus yırtığı nedeniyle aortoplasti yapılan iki olgu ile assendan aortaya greft interpozisyonu yapılan bir olgu kaybedilmiştir. Lüm nedenleri bir olguda akut böbrek yetmezliği, iki olguda multipl organ yetmezliğidir. Bu hastalarda arrest süreleri 10 dk, 34 dk ve 39 dk’dır. Diğer 7 hastada bir sorun ile karşılaşılmamıştır. Olgular 12-24 sat içinde respiratörden ayrılmıştır.

3 hastada görülen postperfüzyon sendromuna bağlı ajitasyon ve dezoryantasyon kısa süre içinde sekelsiz düzelmiştir.

Discussion

Aort cerrahisinde derin hipotermik total sirkulatuvar arresti ilk olarak Griepp kullanmıştır [1,3]. Böylece cerrahisi zor oolan bazo aort lezyonları rutin klinik olaylar haline gelebilmiştir. Cerrahlar kansız ve sakin bir operasyon sahasında ameliyat yapma olanağına kavuşmuşlardır. Bundan daha da önemlisi selektif serebral perfüzyon gibi yöntemlerin kullanılması ile meydana gelen santral sinir sistemi komlikasyonları önemli derecede azalmıştır[2].

Arkus aorta cerrahisinde serebropleji gibi yöntemler günümüzde yeni yeni denenmeye başlanmış olsa da kullanılması geniş klinik kabul gören en güvenli yöntem derin hipotermik total sirkulatuvar arresttir.

Akut aortik diseksiyonların cerrahi tedavisinde Cooley’in ortaya attığı açık tamir prensipleri günümüzde geniş bir kitle tarafından kabul edilip uygulanmaktadır [5,6]. Hastalıklı aorta klemp konmadan distal anastomozun yapılabilmesi ve sadece grafte klemp konması ancak sirkulatuvar arrest ile mümkündür. Bu nedenle total sirkulatuar arrest uygulaması klinikte en yaygın kullanılım alanını akut aortik diseksiyonların cerrahisinde bulmaktadır. Diseke aorta klemp koymak yeni intimal yırtıklara yol açmakta ve yeni deseksiyonlar başlatmaktadır.

Soğutma sırasında vücut ısısının monitörizasyonu ve soğutmanın süresi ile şekli işlemin başarısı açısından büyük bir öneme sahiptir. Soğutma süresi uzadıkça vücut ve beyin daha homojen bir şekilde soğumaktadır. Isı monitörizasyonunda en değerli bilgiyi nazofaringeal ve timpanik problar vermektedir. Özofgus kalple olan yakın komşuluğu ve teması nedeniyle çabuk ısınmakta ve çabuk soğumaktadır. Bu nedenle sadece özofagus ısının monitörizasyonu ile yetinmek beyin korunmasında yetersizliklere neden olabilir [7,8,9]. Soğutmanın 10ºC’den daha düşük bir gradientle yapılması homojen bir soğutma sağlamaktadır. Bunun yanında özellikle arrest sırasında beyin ısısı kısa sürede oda ısısına dönme eğilimi gösterdiği için mutlaka buz dolu torbalarla kranyum sarılmalıdır.

Tüm perfüzyon süresince kan gazları alpha stat prensibi ile düzenlenmelidir. Vücut ısısı düştükçe kan karbondioksit basıncı (Pa CO2) düşme ve kan pH’ı yükselme eğilimi gösterdiği için 18ºC civarında kan pH’ı 7.6’da ve Pa CO2’si 18-20 mm Hg düzeyinde tutulmalıdır. 18ºC’de pH’ın 7.4, Pa CO2’nin 40 mmHg düzeyinde tutulması (pH stat) beyinde ciddi asidoza ve geri dönemeyen hasara yol açabilir [10,11,12,13,14,15]. Yapılan deneysel ve klinik çalışmalar alfa stat uygulanan hallerde 28ºC’de beynin otoregülasyonunun korunduğunu göstermiştir. pH stat uygulanan hallerde ise 28ºC’de beynin otoregülasyonu kaybolmakta ve beyin kan akımı basınca bağlı olmaksızın kaybolmakta ve beyin kan akımı kan basıncı değişikliklerinden direkt olarak etkilenir hale gelmektedir [11,12,13,14]. Bunların yanında beyni asidozdan korumak için kan glukoz düzeyin %200-300 mg düzeyinde tutul-malıdır. %500 mg’nın üzerindeki kan glukoz düzeyleri, beyinde glukozun Embden-Meyerhoff yolu ile laktata dönüşmesine ve ağır bir asidoza neden olabilmektedir [16,17].

Beyinde no-roeflow,fenomeni gelişmesini önlemek ve yeterli bir periferal dolaşım sağlamak için kan hematokriti 18-20ºC’de %20 düzeyinde olmalıdır.

Uzun ve kısa etkili barbitüratlar gibi anestezik ajanların kullanılması beyin metabolizmasını yavaşlatarak beynin iskemiye olan toleransını arttırmaktadır [18]. Kalsiyum kanal blokörleri ve mannitol göbi oksijen free radikal scavengerleri ise iskemi sonrası reperfüzyon hasarının önlenmesinde rol oynamaktadır [19].

Yapılan çalışmalar ve klinik deneyim 45 dakikalık bir sürenin güvenli bir arrest süresi olduğunu göstermektedir [1,3]. Bizim 54 dakika süre ile sirkulatuvar arrest uyguladığımız hastamızda nörolojik bir komplikasyon gelişmemesi bu görüşü desteklemektedir.

Bizim klinik deneyimimiz aort cerrahisinde derin hipotemik total sirkulatuvar arrestin güvenilir bir tiknik olduğunu göstermektedir. Teknik ayrıntılara dikkat, iyi bir metabololik yönlendirme ve homojen bir soğutma ve ısıtmanın sağlanması beynin korunmasında ana öğelerdir. Tüm bu olumlu yönlere rağmen yapılan diğer çalışmaların ışığında arrest süresinin 45 dakikanın üzerine çıktığı ve özellikle 1 saati geçtiği hastalarda nörolojik sekellerin olabileceği hatırda tutul-malıdır.

References

1) Griepp RB, Stinson EB, Hollinswort J, et al: Prosthetic replacement of the aortic arch. J Thorac Cardiovasc Surg, 70:1051,1975.

2) Matsuda H, Nakano S Shirakura R, et al: Surgery for aortic arch aneurysm with selective cerebral perfusion and hypothermic cardiopulmonary bypass. Circulation, 80 (suppl):243,1989.

3) Ergin MA, Griepp RB: Progress in the treatment of aneurysms of the aortic arch. World J Surg, 4:535, 1980.

4) Ergin MA, O’Connor J, Guinto R, et al: Experience with profound hypothermia and circulatuvar arrest in the treatment of aneurysms of aortic arch. Aortic arch replacement for acute aortic dissections. J Thorac Cardiovasc Surg, 84:649,1982.

5) Livesay JJ, Cooley DA, Duncan JM, et al: Open aortic anastomosis: Improved results in the treatment aneurysms of the aortic arch. Circulation, 66(suppl):122,1982.

6) Cooley DA: Experience with hypothermic circulatuvar arrest and the treatment of the ascending aorta. Seminars in Thorac and Cardiovasc Surg, 3:166, 1991.

7) Griepp RB, Ansan ME, Lansman L, et al: The physiology of hypothermic circulatory arrest. Seminars in Thorac and Cardiovasc Surg 3:188,1991.

8) Coselli JS, Crawford ES, Beall AC, et al: Determination of brain temparatures for safe circulatory arrest during cardiovascular operations. Ann Thorac Surg, 45:638,1988.

9) Crawford ES, Coselli JS: Replacement of the aortic arch. Seminars in Thorac and Cardiovasc Surg, 3:194,1991.

10) Swan H: The importance of acid base management for cardiac and cerebral presenvation during open heart operations. Surg Gynecol Obstet, 158:391,1984.

11) Prough DS, Stump DA, Roy RC, et al: Response of cerebral blood flow to changes in carbon dioxide tension durin hypothermic cardiopulmonary bypas. Anesthesiology, 64:576,1986.

12) Govier AV, Reves JG, Me Kay RD, et al: Factors and their influence on regional cerebral blood flow during nonpulsatile cardiopulmonary bypass. Ann Thorac Surg, 38:592,1984.

13) Rogers AT, Stup DA, Gravlee GP, et al: Response of cerebral blood flow to phenylephrine infusion during hypothermic cardiopulmonary bypass: Influence of pa CO₂ managemer t. Anesthesiology, 66:825, 1988.

14) Murkin JM, Farrer JR, Tweed WA, et al: Cerebral autoregulation and flow/metabolism coupling during cardiopulmonary bypass: The influence of pa CO₂. Anesth Analg, 66:832,1987.

15) Greely WJ, Ungerleider RM, Smith R, Reus JG: The effects of deep hypothermic cardiopulmonary bypass and total circulatory arrest on cerebral blood flow in infants and children. J Thorac Cardiovasc Surg, 97:737,1989.

16) Rencrone S, Rosen I, Siesjo BK: Brain lactic acidosis and ischemic cell damage. Biochemistry and neurophysiology. J Cereb Blood Flow Metab, 1:297,1989.

17) Young B, Ott L, Dempsoy R, et al: Relationship between admission hyperglycema and neurologic outcome of severely brain-injured patients. Ann Thorac Surg, 210:466,1989.

18) Shapiro HM: Barbiturates in brain ischemia. BR J Anaesth, 57:82,1985.

19) Baethmann A, Jansen M: Possible role of calcium entery blockers in brain protection. Eur Neurol, 25 (suppll):102,1986.