Akut akciğer hasarında yüksek PEEP düzeyi ödem, inflamasyon ve infiltrasyonun akciğerlerde oluşturduğu etkiyi dengelemesi, alveollerin döngüsel açılıp kapanmasına bağlı hasarı önlemesi, recruitment sağlaması, fonksiyonel rezidüel kapasiteyi (FRK) normal seviyede tutması açısından önemlidir.[4] Oksijenizasyonu iyileştirici etkisinin yanı sıra yüksek düzeydeki PEEP uygulamasının hemodinamik ve kardiyak açıdan etkilerinin bilinmesi önemlidir.
Uygun PEEP seviyeleri hem solunum mekaniklerini hem de hemodinamik parametreleri olumlu yönde etkilerken yetersiz veya aşırı uygulanan PEEP seviyeleri kardiyopulmoner sistem için zararlı olabilir. Pozitif ekspiryum sonu basınç toraks içi basıncı artırmakta ve ventrikül kompliyansını, venöz dönüşü, sağ ve sol ventrikül ön yükünü azaltarak kalp debisinde düşüşe yol açmaktadır.[5] Pozitif ekspiryum sonu basıncın sağ ventriküle olan etkisi ise normal FRK’ye bağlı olarak akciğer volümünü nasıl değiştirdiğine, hipoksik vazokonstrüktör yanıta ve pulmoner arteriyel basınç değişimine bağlıdır.[6]
Transözofageal ekokardiyografi (TÖE) ameliyathanede, özellikle kalp cerrahisi ameliyatlarında, ameliyat sırası süreçte ve yoğun bakımda kardiyak cerrahi geçiren ve geçirmeyen olgularda bölgesel ve global ventrikül fonksiyonunu izlemek amacıyla kullanılmaktadır. Benek takibi, ekokardiyografi ile kantitatif ve objektif olarak global ve bölgesel miyokardın değerlendirilmesini sağlayan yeni geliştirilmiş ultrason görüntüleme yöntemidir.[7] Ekokardiyografik olarak ölçülen gerilme (strain) ve gerilme hızı sistol ve diyastol süresince miyokard kasılması ile ilgili direkt bilgi sağlar.[8]
Koroner arter baypas greftleme cerrahisi sonrası kardiyak ve solunumsal komplikasyonların azaltılması açısından PEEP ve sağ ventrikül ilişkisini tanımlamak önemlidir. Akciğer mekanikleri ve kalp fonksiyonunu araştıran pek çok çalışma yapılmış olmasına rağmen ekokardiyografik olarak ventrikül fonksiyonları ile mekanik ventilasyon ilişkisini inceleyen sınırlı sayıda çalışma vardır. Bu çalışmada KABG cerrahisinde uygulanan PEEP’in benek takibi yöntemi ile sağ ventrikül fonksiyonlarına etkisinin araştırılması amaçlandı.
Ameliyat odasında rutin hasta monitörizasyonu (santral venöz kateterizasyon, invaziv arter monitörizasyonu, 5 derivasyon elektrokardiyografi, pulse oksimetre) yapıldıkdıktan sonra fentanil 5 mcg/kg’a ve midazolam 0.1 mg/kg’a tamamlandı ve veküronyum 0.1 mg/kg ile kas gevşemesi sağlandı. Entübasyon sonrası 5 cmH2O PEEP, 6-8 mL/kg tidal volüm, 10-15 soluk/dakika ve %50 oksijen ile mekanik ventilasyon uygulandı. Solunum sayısı end-tidal CO2 değeri 30-40 mmHg olacak şekilde ayarlandı. Hastaların ameliyat öncesinde demografik özellikleri (yaş, cinsiyet, kilo, ek sistemik hastalıklar), ameliyat öncesi laboratuvar değerleri (kan üre nitrojeni, kreatinin, alanin transaminaz, aspartat aminotransferaz, serum elektrolitleri, hemoglobin), ekokardiyografik verileri [sağ ventrikül fraksiyonel alan değişimi (right ventricle fractional area of change; RVFAC)], sağ ventrikül hızı (velosity), sağ ventrikül çapı ve sağ ventrikül gerilmesi], ameliyat sırasındaki hemodinamik değerleri (sistolik kan basıncı, diyastolik kan basıncı, ortalama kan basıncı, nabız), kan gazı ölçüm değerleri, anestezi süresi, cerrahi süresi, KPB süresi, aort klemp süresi ile hastanede ve yoğun bakımda kalış süreleri kaydedildi.
Anestezi indüksiyonu, endotrakeal entübasyon ve santral venöz kateterizasyon gerçekleştirildikten sonra GE Vivid 7’ye ait 6T; 2.9-7.0 MHz multiplane erişkin TÖE probu yerleştirildi. Analizleri gerçekleştirmek üzere sağ ventrikülün dört boşluk ve iki boşluk görüntüleri kaydedildi.
Entübasyon sonrası ayarlanan 5 cmH2O PEEP değerinde alınan ilk TÖE görüntülerinden sonra PEEP değeri sırasıyla 10 ve 20 cmH2O olacak şekilde ayarlandı. Her PEEP seviyesinde beş dakikalık stabilizasyon süresini takiben aynı görüntüler tekrar kaydedildi. Stabilizasyon süreleri içerisinde çalışma protokolünden bağımsız olarak hemodinamisi bozulan ve yüksek doz inotrop ihtiyacı olan veya hipoksemi gelişen hastalarda çalışma sonlandırıldı.
Transözofageal ekokardiyografi ile elde edilen görüntülerden daha sonra sağ ventrikül çapı ve RVFAC ölçümleri ile GE Echo PAC Clinical Workstation Software (GE Healthcare, Horten, Norway) programı ile sağ ventrikül, gerilme, gerilme hızı ile ventrikül hızı ölçüm ve hesaplamaları yapıldı.
Çalışmaya dahil edilecek hasta sayısının belirlenmesi için TÖE kayıt arşivimizden bu çalışma için uygun olan 10 hastanın görüntüleri kullanılarak GE-Echo PAC Clinical Workstation Software programı ile sağ ventrikül global gerilmeleri hesaplandı. Bu 10 hasta için hesaplanan sağ ventrikül global gerilme ortalaması %22.2±%3.4 idi. Bu ortalamaya göre a=0.05 ve 1- b=0.90 ve başlangıca göre global gerilmenin %20 azalması için çalışmaya 20 hastanın dahil edilmesi gerektiği hesaplandı (http://biostat.mc.vanderbilt.edu/ wiki/Main/PowerSampleSize). Verilerin istatistiksel analizinde PASW 17.0 versiyon (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) programı kullanıldı. Başlangıç değerlere göre farklı PEEP seviyelerindeki global gerilme değişiminin analizi için paired t-test ve repeated measures testleri kullanıldı.
Tablo 1: Hastaların demografik özellikleri
Tablo 2: Hastaların ameliyat sırası ve ameliyat sonrası verileri
Hastalara ait sistolik kan basıncı (p=0.918), diyastolik kan basıncı (p=0.765), ortalama kan basıncı (p=0.808) ve kalp hızı (p=0.116) ölçümlerinin PEEP düzeyindeki artış ile değişmediği saptandı (Tablo 3).
Tablo 3: Hastaların farklı pozitif ekspiryum sonu basınç seviyelerindeki hemodinamik parametreleri
Gerilme değerleri benek takibi yöntemi ile hesaplandı. Sağ ventrikül gerilme değerleri 5, 10 ve 20 cmH2O PEEP’te sırasıyla %22.9±3.1; %23.8±2.6 ve %18.9±2.7; p>0.05 olarak saptandı.
20 cmH2O P EEP’teki gerilme değerinin 5 ve 10 cmH2O PEEP’teki ölçümlerle karşılaştırıldığında anlamlı olarak düşük saptandı (her iki karşılaştırma için p<0.001) (Tablo 4).
Gerilme hızı benek takibi yöntemi ile 5, 10 ve 20 cmH2O PEEP için sırasıyla 1.2±0.2 saniye-1, 1.2±0.2 saniye-1 ve 1.0±0.3 saniye-1 olarak ölçüldü. Gerilme hızı ölçümleri 20 cmH2O PEEP düzeyinde, 5 cmH2O PEEP düzeyi ile karşılaştırıldığında anlamlı olarak düşük bulundu (5 cmH2O PEEP ile karşılaştırıldığında p=0.03).
Sağ ventrikül hızı benek takibi yöntemi ile 5, 10 ve 20 cmH2O PEEP’te 8.0±1.7 cm/saniye, 7.2±1.4 cm/saniye ve 5.8±1.6 cm/saniye ölçüldü. Sağ ventrikül hızının PEEP seviyesindeki artış ile azaldığı ve bu azalmanın istatistiksel olarak anlamlı olduğu saptandı (5 ve 10 cmH2O PEEP karşılaştırıldığında p=0.04; 5 ve 20 cmH2O PEEP karşılaştırıldığında p<0.001; 10 ve 20 cmH2O PEEP karşılaştırıldığında p=0.002).
Sağ ventrikül fraksiyonel alan değişimi 10 cmH2O PEEP’te 5 cmH2O PEEP’e kıyasla daha düşük hesaplandı; ancak bu fark istatistiksel olarak anlamlı bulunmadı (sırasıyla %44.3±5.4 ve %41.8±5.6; p=0.063). 20 cmH2O PEEP düzeyinde RVFAC (%35.9±4.9) 5 ve 10 cmH2O PEEP ile karşılaştırıldığında daha düşük hesaplandı. Bu azalma istatistiksel olarak anlamlı bulundu (5 cmH2O PEEP ile karşılaştırıldığında p=0001 ve 10 cmH2O PEEP ile karşılaştırıldığında p<0001).
Sağ ventrikül çapı 5 cmH2O PEEP’te 3.9±0.4 cm, 10 cmH2O PEEP’te 3.8±0.3 cm ve 20 cmH2O PEEP’te 3.7±0.4 cm ölçüldü. Pozitif ekspiryum sonu basınç düzeyindeki artış ile azaldığı, bu azalmanın 20 cmH2O PEEP’te 5 ve 10 cmH2O PEEP ile kıyaslandığında istatistiksel olarak anlamlı olduğu saptandı (sırasıyla 5 cmH2O PEEP ile karşılaştırıldığında p=0.001 ve 10 cmH2O PEEP ile karşılaştırıldığında p=0.004).
Koroner arter baypas greftleme cerrahisi ve yoğun bakım yönetimindeki gelişmelere rağmen ameliyat sonrası akciğer komplikasyonlarına bağlı mortalite ve morbidite sık gözlenmektedir. Koroner arter baypas greftleme cerrahisi sonrası akciğerlerde hasar oluşum mekanizması çok faktörlüdür. Kardiyopulmoner baypasa bağlı sistemik enflamatuvar yanıt sendromu (systemic inflammatory response syndrome; SIRS) en sık neden iken cerrahiye bağlı faktörler (sternotomi ve plevranın açılması gibi), genel anestezi ve yapılan transfüzyonlar akciğerlerde hasara yol açan diğer nedenlerdir.[9] Pozitif ekspiryum sonu basınç uygulaması ile ödem, inflamasyon ve infiltrasyon sonucu azalan akciğer volümü dengelenmekte ve FRK korunmakta, ameliyat sırası atelektazilerin önlenmesi ve alveoler arteriyel oksijen farkının azalması ile oksijenizasyonda iyileşme ve ameliyat sonrası akciğer komplikasyonlarında azalma sağlanmaktadır.
Oksijenizasyonu iyileştirici etkisinin yanı sıra yüksek düzeydeki PEEP uygulamasının hemodinamik ve kardiyak açıdan etkilerinin bilinmesi önemlidir. İlk kez Cournand ve Motley[5] pozitif basınçlı ventilasyon uygulanması ile kalp debisinin azaldığını göstermiştir.
Literatürdeki çalışmalarda PEEP uygulaması ile sağ ventrikül fonksiyonunda iyileşme,[10] azalma[11,12] veya etkilenmemesi[11] gibi farklı sonuçlar bildirilmiştir. Pozitif ekspiryum sonu basıncın sağ ventriküle olan etkisi normal FRK’ye bağlı olarak akciğer volümünü nasıl değiştirdiğine, hipoksik vazokonstrüktör yanıta ve pulmoner arteriyel basınç değişimine bağlıdır.[6] Luecke ve ark.[13] sağ ventrikül diyastol sonu volümünün ve sağ ventrikül atım fraksiyonunun 20 cmH2O PEEP ile korunduğunu göstermişlerdir. Cheatham ve ark.nın[14] akut respiratuar distress sendromlu (ARDS) hastalarda yaptıkları çalışmada da benzer sonuçlar saptanmıştır. Fellahi ve ark.nın[15] yoğun b akımda m ekanik ventilatördeki hastalarda TÖE ile kalp fonksiyonları ile PEEP düzeyi ilişkisini araştırdıkları çalışmada PEEP’in sol ventrikül önyükünü azalttığını, yüksek PEEP basıncında ise plevral basınç artışı nedeni ile sol ventrikül ardyükünü azalttığı saptanmıştır.
Kalp hızı PEEP düzeyinden genellikle etkilenmemekte, kalp debisindeki azalmanın temel nedeni olarak sol ventrikül atım volümündeki azalma gösterilmektedir.[6] Koroner arter baypas greftleme cerrahisi hastalarında anestezi indüksiyonunu takiben kaydedilen sistolik, diyastolik, ortalama kan basınçlarının ve kalp hızının 5, 10 ve 20 cmH2O PEEP’te sabit kaldığı saptandı. Çalışma hastalarında çalışma protokolüne bağlı komplikasyon gözlenmezken, 20 cmH2O düzeyinde PEEP hemodinamik instabiliteye neden olmadan güvenle uygulandı.
Mekanik ventilasyon stratejilerindeki olumlu etkilerinin yanı sıra uygunsuz PEEP’in kardiyopulmoner sistem üzerinde olumsuz etkileri de olabilmektedir. Bu nedenle uygun PEEP seviyesinin belirlenerek uygulanması önemlidir. Pozitif ekspiryum sonu basıncın kardiyak etkilerinin etkin bir şekilde izlenmesi, bu uygulamanın olumsuz etkilerinden kaçınırken olumlu etkilerinden yararlanma olanağı sağlayacaktır.
Kalp cerrahisi hastalarında transtorasik ekokardiyografiyle kıyaslandığında ameliyat sırası daha kolay uygulanabilmesi, daha net görüntü sağlaması ve cerrahiye engel olmaması gibi nedenlerle TÖE tercih edilmektedir. Transözofageal ekokardiyografi kalp cerrahisi anestezisinde ameliyat sırası ventrikül fonksiyonlarının değerlendirilerek kritik hastaların ameliyat sırasında daha etkin yönetimine olanak sağlamaktadır. Koroner arter baypas greft hastalarında ameliyat sırasında uygulanan TÖE ile erken dönemde ventrikül fonksiyonları ile ilgili bilgi edinmek ve oluşabilecek komplikasyonları en aza indirmek mümkün olmaktadır. Çalışmamızda sağ ventrikül fonksiyonunun değerlendirmesi, ameliyat sırasında TÖE ile dört boşluk ve iki boşluk görüntülerden elde ettiğimiz veriler doğrultusunda gerçekleştirildi.
Çalışmamızda sağ ventrikül gerilme, gerilme hızı, ventrikül hızı ve RVFAC hesaplamalarının 10 cmH2O PEEP seviyesinde 5 cmH2O PEEP ile aynı olduğu, 20 cmH2O PEEP düzeyine çıkıldığında ölçülen bu değerlerin azaldığı saptandı. Mekanik ventilatördeki hastalarda PEEP seviyesinin 15 cmH2O’ya çıkarılması ile sağ ventrikül gerilmesinin azaldığı bildirilmiştir.[14] Bizim KABG cerrahisi hastaları ile yaptığımız bu çalışmada benek takibi yöntemi ile hesaplanan sağ ventrikül gerilmesi 5 ve 10 cmH2O PEEP’te sabit iken 20 cmH2O PEEP’te düşük bulundu. Jardin ve ark.[16] akut solunum yetmezliği olan hastalarla yaptıkları bir çalışmada 10 ve 20 cmH2O PEEP’te RVFAC’de anlamlı azalma saptamışlardır. Çalışmamız bu sonuçları desteklemektedir. Koroner arter baypas greft cerrahisi hastalarında PEEP artışı ile RVFAC’de azalma olduğu saptandı. 5 cmH2O PEEP ile karşılaştırıldığında bu azalma 10 cmH2O PEEP’te istatistiksel olarak anlamlı bulunmazken, 20 cmH2O PEEP’te bu azalmanın anlamlı olduğu saptandı.
Sağ ventrikül çap ölçümünde 20 cmH2O PEEP seviyesinde 5 ve 10 cmH2O PEEP ile karşılaştırıldığında azalma saptandı. Sağ ventrikül fonksiyonunu değerlendirirken kullandığımız parametreler doğrultusunda sağ ventrikül fonksiyonunun PEEP seviyesindeki artış ile azaldığı bulundu. Ancak sağ ventrikül fonksiyonundaki azalma ile sağ ventrikül çap ölçümünde artış olması beklenmektedir. Çalışmamızdaki sağ ventrikül çap ölçümünde anlamlı azalma saptanmış olsa da ölçüm değerleri normal sınırlar içerisindedir. Yani sağ ventrikül çap ölçümündeki azalma sağ ventrikül fonksiyonundaki azalmayla ilişkili değildir.
Franchi ve ark.[7] ciddi solunum yetmezliği olan yoğun bakım hastalarında benek takibi analizi ile PEEP seviyesindeki artışın sağ atriyum, sol atriyum ve sağ ventrikül gerilmelerinde azalmaya neden olduğunu, sol ventrikül ön yükünü azaltarak sol ventrikül debisini azalttığını ancak sol ventrikül gerilme değerlerini etkilemediğini göstermişlerdir. Pozitif ekspiryum sonu basıncın sağ ventriküle olan etkisi bizim çalışmamızda da benzer saptandı. Biz çalışmamızda ileri kardiyovasküler kateterizasyon yöntemleriyle hemodinamik ölçümleri ve Doppler ekokardiyografiyi uygulamadık. Bu parametrelerin değerlendirilmesi benek takibi ile yapılan analizlerin güvenilirliğini artırabilirdi.
Benek takibi yönteminin uygulamasında sınırlılıklar da vardır. Tek miyokardiyal döngüde normal elektrokardiyografi ritmine bağlı analiz yapan bir program olması nedeniyle aritmisi olan hastalarda uygulanamamaktadır.[17] Endokard sınırının belirlenmesinde aynı görüntüden tekrarlanan değerlendirmelerde bile farklı sonuçlar elde edilebilmektedir. Bu nedenle bizim çalışmamızda tek uygulayıcı tarafından üç farklı görüntüden elde edilen ölçüm değerlerinin ortalamasını alınarak hata payı en aza indirilmeye çalışıldı.
Sonuç olarak, çalışmamızın sonuçları doğrultusunda koroner arter baypas greft cerrahisi geçiren normal ventrikül fonksiyonlu hastalarda pozitif ekspiryum sonu basınç düzeyinde 20 cmH2O’ya kadar olan artışın hemodinamiyi değiştirmeden sağ ventrikül fonksiyonlarında azalmaya neden olduğu saptandı. Çalışmamız sonuçları ve literatür doğrultusunda 20 cmH2O pozitif ekspiryum sonu basınç koroner arter baypas greft cerrahisi hastalarında dikkatle kullanılmalıdır.
Çıkar çakışması beyanı
Yazarlar bu yazının hazırlanması ve yayınlanması aşamasında
herhangi bir çıkar çakışması olmadığını beyan etmişlerdir.
Finansman
Yazarlar bu yazının araştırma ve yazarlık sürecinde herhangi
bir finansal destek almadıklarını beyan etmişlerdir.
1) Taylor GJ, Mikell FL, Moses HW, Dove JT, Katholi RE, Malik
SA, et al. Determinants of hospital charges for coronary artery
bypass surgery: the economic consequences of postoperative
complications. Am J Cardiol 1990;65:309-13.
2) Roshanali F, Yousefnia MA, Mandegar MH, Rayatzadeh H,
Alinejad S. Decreased right ventricular function after coronary
artery bypass grafting. Tex Heart Inst J 2008;35:250-5.
3) Tousignant C, Desmet M, Bowry R, Harrington AM, Cruz
JD, Mazer CD. Speckle tracking for the intraoperative
assessment of right ventricular function: a feasibility study.
J Cardiothorac Vasc Anesth 2010;24:275-9.
4) Maggiore SM, Jonson B, Richard JC, Jaber S, Lemaire
F, Brochard L. Alveolar derecruitment at decremental
positive end-expiratory pressure levels in acute lung injury:
comparison with the lower inflection point, oxygenation, and
compliance. Am J Respir Crit Care Med 2001;164:795-801.
5) Cournand A, Motley HL. Physiological studies of the effects
of intermittent positive pressure breathing on cardiac output
in man. Am J Physiol 1948;152:162-74.
6) Luecke T, Pelosi P. Clinical review: Positive end-expiratory
pressure and cardiac output. Crit Care 2005;9:607-21.
7) Franchi F, Faltoni A, Cameli M, Muzzi L, Lisi M,
Cubattoli L, et al. Influence of positive end-expiratory
pressure on myocardial strain assessed by speckle tracking
echocardiography in mechanically ventilated patients.
Biomed Res Int 2013;2013:918548.
8) Marshall BE, Marshall C, Frasch F, Hanson CW. Role
of hypoxic pulmonary vasoconstriction in pulmonary
gas exchange and blood flow distribution. 1. Physiologic
concepts. Intensive Care Med 1994;20:291-7.
9) Kilpatrick B, Slinger P. Lung protective strategies in
anaesthesia. Br J Anaesth 2010;105:108-16.
10) Scharf SM, Brown R. Influence of the right ventricle on
canine left ventricular function with PEEP. J Appl Physiol
Respir Environ Exerc Physiol 1982;52:254-9.
11) Santamore WP, Bove AA, Heckman JL. Right and left
ventricular pressure-volume response to positive endexpiratory
pressure. Am J Physiol 1984;246:114-9.
12) Tittley JG, Fremes SE, Weisel RD, Christakis GT, Evans
PJ, Madonik MM, et al. Hemodynamic and myocardial
metabolic consequences of PEEP. Chest 1985;88:496-502.
13) Luecke T, Roth H, Herrmann P, Joachim A, Weisser G, Pelosi
P, et al. Assessment of cardiac preload and left ventricular
function under increasing levels of positive end-expiratory
pressure. Intensive Care Med 2004;30:119-26.
14) Cheatham ML, Nelson LD, Chang MC, Safcsak K. Right
ventricular end-diastolic volume index as a predictor of
preload status in patients on positive end-expiratory pressure.
Crit Care Med 1998;26:1801-6.
15) Fellahi JL, Valtier B, Beauchet A, Bourdarias JP, Jardin
F. Does positive end-expiratory pressure ventilation
improve left ventricular function? A comparative study by
transesophageal echocardiography in cardiac and noncardiac
patients. Chest 1998;114:556-62.