Methods: Between August 1999 and March 2002, 33 patients underwent deep hypothermic circulatory arrest. Among these, jugular venous oxygen saturation was monitored during cardiopulmonary bypass in 18 patients. Indications for operations were ascending aortic aneurysm (n = 15) and acute aortic dissection (n = 3). Hypothermic cardiopulmonary bypass (mean 233 ± 60 min), cardioplegic arrest (mean 105 ± 37 min) and deep hypothermic circulatory arrest (mean 22 ± 7 min) were utilized. Cardiac procedures included coronary artery bypass graft surgery in 8 patients.
Results: Jugular venous oxygen saturation was inversely related to body temperature during hypothermic cardiopulmonary bypass. Mean values for jugular venous oxygen saturation at 32, 28, 24, 20, 11-14°C during cooling were 70% ± 11%, 80% ± 8%, 87% ± 5%, 95% ± 2%, 98% ± 1%, respectively, and were 87%, 89%, 80%, 76%, 69%, 54% at 16, 20, 24, 28, 32, 36°C during rewarming respectively. All patients were considered neurologically normal and discharged in good condition (mean 14 ± 7 days) from the hospital.
Conclusion: Jugular venous oxygen saturation is inversely related to the body temperature in patients undergoing hypothermic cardiopulmonary bypass. At 11 to 14°C, jugular venous oxygen saturation equal to or beyond 97% may be indicative of a uniform cerebral cooling and a safe period of circulatory arrest up to 30 minutes.
Juguler venöz satürasyonu izlemek amacıyla perkütan ve retrograd olarak yerleştirilen kanülün çizimi. |
Uygulanan ameliyatlar Tablo 1de gösterilmiştir. Ameliyatlarda 11 hastada asandan aort aort kökü ile birlikte kompozit greft kullanılarak replase edildi. Yedi hastada ise tubuler greft kullanılarak izole asandan aort replasmanı yapıldı. Ek olarak 8 hastada koroner arter bypass greftleme ameliyatı (KABG) uygulandı. Proksimal aort anastomozu veya aort kökü replasmanı (AKR) kardiyopulmoner bypass soğuma, distal anastomozlar ise sirkülatuvar arrest dönemlerinde yapıldı. Koroner bypass greftleme yapılan 8 hastada toplam 26 adet distal anastomoz KPB soğuma döneminde yapıldı. Proksimal anastomozlar grefte yan veya tam klemp konularak KPB ısınma döneminde gerçekleştirildi.
İstatistikİstatistiksel değerlendirmede SPSS 9.0 (SPSS Inc, Chicago, IL) yazılımı kullanıldı. Devamlı değişkenlerin ilişkisi Pearson korrelasyon analizi, devamlı değişkenlerin kategorik değişkenlerle ilişkisi student t testi veya Mann-Whitney U testi ile incelendi. Değişkenlerin homojenliği Levene testi ile değerlendirildi. Değerler ortalama ± standart sapma olarak verildi. 0.05ten küçük p değeri anlamlı olarak kabul edildi.
Kardiyopulmoner bypassın çeşitli sıcaklık aşamalarındaki juguler venöz satürasyon (SJVO2) ortalama değerleri ve bu değerlerin bir sonraki aşamaya ait değerler ile karşılaştırılması. |
Kardiyopulmoner bypass soğuma ve ısınma dönemlerine ait eş sıcaklık aşamalarında SJVS2 ortalama değerlerinin karşılaştırılması. |
Juguler venöz satürasyon değeri serebral kan akımı ve oksijen kullanımı arasındaki dengenin global bir göstergesi olarak kabul edilmektedir [15]. Bu anlayış doğrultusunda KPB sırasındaki SJVO2 düşüklüğü, serebral iskemi ve ameliyat sonrasında beynin bilişsel fonksiyonlarındaki bozulma ile ilişkilendirilmiştir [16]. Serebral perfüzyonun sorunsuz olarak devam ettiği varsayıldığında soğuma ile birlikte SJVO2 yükselmesi ise serebral metabolik aktivitenin supresyonu ile açıklanmıştır [5,17-19]. Diğer bir deyiş ile, hipotermi sonucunda normotermideki sınırın üstüne çıkan SJVO2 değeri, doku düzeyinde azalmış oksijen gereksinimi sonrasında venöz kanda oksijen içeriğinin artışı olarak algılanmıştır ve göreceli bir lüks serebral perfüzyonun göstergesi kabul edilmiştir. Fakat derin hipotermik ortamda, SJVO2 değerlerine bakışımızı değiştirebilecek çalışmalar da mevcuttur. du Plessis ve arkadaşları [20] derin hipotermik şartlarda yüksek SJVO2 değerlerine rağmen mitokondriyal oksijen düzeyinin (oksitlenmiş sitokrom aa3 konsantrasyonu) düşük olduğunu saptamıştır. Ayrıca, Dexter ve Hindman [21] oksijen tüketimi ve kan-beyin oksijen transferine yönelik teorik bir komputer modeli geliştirmişlerdir. Bu çalışmanın sonucunda, hipotermide SJVO2da gözlenen yükselmenin çoğunlukla hemoglobin P50 değerindeki azalma ve dolayısı ile serebral dokuya oksijen transferinin bozulması nedeniyle olduğu sonucuna ulaşmışlardır. Derin hipotermik KPB sırasında serebral perfüzyon yeterli olduğu sürece soğuma ile birlikte SJVO2 yükselmesi gözlenmektedir. Ancak bu yükselme serebral kan akımındaki lüks bir fazlalıktan değil, soğuma ile birlikte oksijenin serebral dokuya transferinin bozulması ile ilgilidir. Bu çalışmada, gereksinimin %90ı düzeyinde bir serebral oksijen tüketimi için 37°Cde %50 ve %60 arasında, 17°Cde ise %95 ve üzerinde bir SJVO2 değeri normal değerler olarak bulunmuştur. Bir anlamda bu çalışmada derin hipotermide yüksek bulunan SJVO2 değerlerinin aslında fizyolojik bir gereklilik olduğu ve derin hipotermik ortamda SJVO2 normotermideki sınırlarında bulunmasının serebral hipoksinin göstergesi olabileceği vurgulanmıştır. Başka bir çalışmada derin hipotermide yüksek SJVO2 değerlerinin doku düzeyinde artmış oksijenizasyon anlamına gelmeyeceği ve yanıltıcı olabileceği iddia edilmiştir [22].
Çalışmamızda KPB sırasında, SJVO2 değerlerinde soğuma ile yükselme ve ısınma ile düşme gözlendi. Bu değişimler ile ilgili olarak, değerlerin birbirine çok yakın olduğu iki aşama arasında anlamlı farklılık bulunamadı. Isınma sırasında 16 ve 20°C arasında ise beklenenin aksine yükselme gözlendi. Bu, kanatimizce DHSA hemen sonrasında 16°Cde serebral oksijen çekiminin aşırı artmış olması nedeniyle, SJVO2 değerinin 20°Cde olandan çok daha düşük bulunması ile ilgilidir. Bu görüş 16°Cde soğuma ve ısınma aşamalarına ait SJVO2 değerleri arasındaki ciddi fark ile de desteklenmektedir. Bize göre 16°Cden 20°Cye kadar olan perfüzyon sırasında serebral oksijen çekimi rölatif olarak düşmüş ve 20°Cdeki SJVO2 16°Cde bulunandan daha yüksek gözlenmiştir. Juguler venöz satürasyon, DHSA sonrası ısınma döneminde 28°Cye kadar, soğuma sırasındaki eş sıcaklık aşamalarındaki değerlerinden anlamlı olarak düşüktür. Bu düşüklükler teorik olarak, DHSA sonrasında artmış oksijen çekiminden kaynaklanıyor ve/veya serebral hipoksinin göstergesi olabilir. Ancak bütün hastalarda soğuma dönemlerinde olduğu gibi ısınma dönemlerinde de aynı düzeyde pompa akım hızı, ortalama kan basıncı ve asit-baz stratejisi kullanıldığı için, SJVO2 düşüklüğü muhtemelen DHSA sonrasında serebral oksijen çekiminin artmış olmasına bağlıdır.
Bizim hastalarımızın 16sında (%89) ameliyat sonrasında konfüzyon, davranış bozukluğu veya ajitasyon gözlenmedi. Ayrıca hiçbir hastada nörolojik sekel de saptanmadı. Akut aort disseksiyonu bulunan ve ameliyat öncesinde uyku halinde olan bir hastada ameliyat sonrasında uyanma yavaş oldu (48. saat) ve ameliyat sonrasında 6. güne kadar süren konfüzyon saptandı. Bu hastada saptanan konfüzyon ve uyku halinin sadece DHSA süreci ile ilgili olmadığını düşünmekteyiz.
Bu seride klinik sonuçlar ciddi nörolojik komplikasyon içermemektedir. Hastaların çoğunluğunda (15 aort anevrizması) aort patolojisi kısmen kısa süreli (ortalama 19 ± 4) DHSA kullanılarak tamir edilmiştir. Kısa süreli DHSA ise nörolojik komplikasyon olasılığını azaltmaktadır [6]. Ayrıca gene çoğunluk hastada aort disseksiyonu bulunmadığı için yalancı lumen perfüzyonu nedeniyle KPB sırasında serebral perfüzyonun bozulması veya serebral soğumanın tam olmaması nedeniyle DHSA sonrasında karşılaşılabilecek nörolojik komplikasyon olasılığı düşüktür. Ameliyat sonrası ajitasyon iki hastada (%11) gözlenmiştir ve herhangi bir risk faktörü bulunamamıştır. Serideki sayı düşüklüğü sirkülatuvar arrest süresi gibi bir faktörün belirlenememesine sebep olmuş olabilir.
Sirkülatuvar arrest öncesinde SUP kaybının gerçekleşmiş olması, DHSA süresini daha güvenli kılabilir görülmektedir. Stecker ve arkadaşlarının [12] yaptıkları çalışmada, 50 dakikanın üzerinde soğuma süresi veya 12.5°Clik özefagus sıcaklığı SUP kaybının kesin belirleyicileridir. Bizim çalışmamızda 16 hastada (%89) ya 50 dak üzerinde soğuma süresi, ya da 12°Cde nazofarenks sıcaklığı sağlanmıştır. Dolayısı ile hastalarımızda SUP takip edilmiş olsaydı, Stecker ve arkadaşlarının verdiği bilgi doğrultusunda hastaların büyük çoğunluğunda (%89) SUP kaybı gözlendikten sonra DHSA başlatılmış olacak idi. Bu nedenle, kanatimizce hastalarımızda uygulanan 11-14°Cde nazofaringeal soğuma yanında, soğuma sürelerinin uzun olmasının da serebral koruyucu etkisi olmuştur. Hastalar arasında derin hipotermi öncesi ve sonrasında SJVO2 değerlerinde önemli değişkenlik söz konusudur. Juguler venöz satürasyon kardiyopulmoner bypass soğuma döneminde 32°Cde %37 ve %84, ısınma döneminde 32°Cde %41 ve %93 arasında değişmiştir. Ancak derin hipotermi sırasında bu değişkenlik minimal düzeydedir (16°C altında bütün hastalarda %97 ve üstü). Kanatimizce bu bulgu 11 ve 14°C arasında, DHSA hemen öncesinde SJVO2 değerini serebral soğumanın göstergesi olarak çok güçlü ve güvenilir kılmaktadır.
Juguler venöz satürasyon internal juguler vene yerleştirilen oksimetrik kateterler ile sürekli olarak da takip edilebilmektedir [15]. Bu yöntemde sıklıkla monitörde artefakt gözlenmiş ve kan gazı tayini yöntemine başvurulmuşsa da, oksimetrik kateter ile sürekli SJVO2 takibi özellikle aort disseksiyonu bulunan hastalarda yalancı lümen perfüzyonu ve serebral malperfüzyon ile ilgili değerleri belirlemede öncelik ve devamlılık bakımından periyodik kan gazı tayininden daha faydalı olabilir.
Internal juguler venin retrograd kateterizasyonu invaziv bir girişimdir. Dolayısı ile fiberoptik veya standart kateter yöntemi ile yapılacak bir SJVO2 monitorizasyonu sırasında, internal juguler venin kateterizasyonu ile ilgili komplikasyonlar görülebilir [23].
Son yıllarda near infrared spektroskopi (NIRS), serebral hemoglobin oksijenizasyonunu gösterebilecek noninvaziv bir metod olarak klinisyenlerin kullanımındadır. Ancak SJVO2 ölçümünde olduğu gibi, kardiyopulmoner bypass sırasında hipotermi ve alkalozun hemoglobin disosiasyonunu değiştirdiği ve salt ölçümünün serebral doku oksijenizasyonu ile ilgili bilgi veremeyeceği indirekt bir parametre konumundadır. Serebral mitokondri içindeki oksijen transport zincirinin son halkası olarak sitokrom aa3 oksidasyonunu gösterebilecek bir NIRS teknolojisi, serebral dokuya oksijen tedariği ile ilgili dolaysız bilgi verebilecektir [24].
Sonuç olarak, aort cerrahisinde kullanılan DHSA öncesinde, soğumanın yeterliliğini saptamak amacıyla uygulanabilecek SJVO2 takibi kardiyopulmoner bypass fizyolojisi ve güvenliği ile ilgili bilgiler vermektedir. Bizim bulgularımıza göre 11-14°Clik nazofarenks sıcaklığının sağlandığı derin hipotermik KPB sırasında, SJVO2 değerinin %97 ve üstünde bulunması, sirkülatuvar arrestin 30 dakikaya kadar (çalışmamızdaki ortalama ve standart sapma toplamı) güvenle uygulanabileceğini göstermektedir.
1) Lillehei CW, Todd DB, Levy MJ, Ellis RJ. Partial
cardiopulmonary bypass, hypothermia and total
circulatory arrest: A lifesaving technique for ruptured
mycotic aneurysms, ruptured left ventricle, and other
complicated cardiac pathology. J Thorac Cardiovasc Surg
1969;58:530-44.
2) Griepp RB, Stinson EB, Hollingsworth JF, Buehler D.
Prosthetic replacement of the aortic arch. J Thorac
Cardiovasc Surg 1975;70:1051-63.
3) Crawford ES, Svensson LG, Coselli JS, Safi HJ, Hess KR.
Surgical treatment of aneurysm and/or dissection of the
ascending aorta, transverse aortic arch, and ascending aorta
and transverse aortic arch. Factors influencing survival in
717 patients. J Thorac Cardiovasc Surg 1989;98:659-74.
4) Ferry PC. Neurologic sequelae of open heart surgery in
children. An irritating question. Am J Dis Child
1990;144:369-73.
5) Greeley WJ, Kern FH, Ungerleider RM, et al. The effect of
hypothermic cardiopulmonary bypass and total circulatory
arrest on cerebral metabolism in neonates, infants and
children. J Thorac Cardiovasc Surg 1991;101:783-94.
6) Griep RB, Ergin MA. Aneurysms of the aortic arch.
In: Edmunds LH, ed. Cardiac Surgery in the Adult.
New York: Mc Graw-Hill, 1997:1197-226.
7) McCullough JN, Galla JD, Ergin MA, Griepp RB.
Central nervous system monitoring during operations on
the thoracic aorta. Operative Techniques Thorac
Cardiovasc Surg 1999;4:87-96.
8) Guerit JM, Verhelest R, Rubay J, et al. The use of
somatosensory evoked potentials to determine the optimal
degree of hypothermia during circulatory arrest. J Thorac
Cardiac Surg 1994;9:596-603.
9) Galla JD, Ergin MA, Lansman SL, et al. Use of
somatonsensory evoked potentials for thoracic and
thoracoabdominal aortic resections. Ann Thorac Surg
1999;67:1947-52
10) Ghariani S, Liard L, Spaey J, et al. Retrospective study of
somatosensory evoked potential monitoring in deep
hypotermic circulatory arrest. Ann Thorac Surg
1999;67:1915-8.
11) Ergin MA, Uysal S, Reich DL, et al. Temporary
neurological dysfunction after deep hypotermic circulatory
arrest: A clinical marker of long-term functional deficit.
Ann Thorac Surg 1999;67:1887-90.
12) Stecker MM, Cheung AT, Pochettiono A, et al. Deep
hypotermic circulatory arrest: I. Effects of cooling on
electroencephalogram and evoked potentials. Ann Thorac
Surg 2001;71:14-21.
13) Bellinger DC, Wernovsky G, Rapaport LA, et al. Cognitive
development of children following early repair of
transposition of the great arteries using deep hypothermic
circulatory arrest. Pediatrics 1991;87:701-7.
14) Jonas RA, Bellinger DC, Rappaport LA, et al. Relationship
of pH strategy and developmental outcome after
hypothermic circulatory arrest. J Thorac Cardiovasc Surg
1993;106:362-8.
15) Cook DJ, Oliver WC, Orszulak TA, et al. A prospective,
randomized comparison of cerebral venous oxygen
saturation during normothermic and hypothermic
cardiopulmonary bypass. J Thorac Cardiovasc Surg
1994;107:1020-9.
16) Croughwell ND, Newman MF, Blumenthal JA, et al.
Jugular bulb saturation and cognitive dysfunction after
cardiopulmonary bypass. Ann Thorac Surg 1994;58:1702-8.
17) Ünlü Y, Ceviz M, Doğan N, Becit N, Kürşad H, Koçak H.
Hipotermik kardiyopulmoner bypassta juguler venöz
satürasyonun değerlendirilmesi. Türk Göğüs Kalp Damar
Cer Derg 2001;9:133-6.
18) Croughwell ND, Smith LR, Quill T, et al. The effect of
temperature on cerebral metabolism and blood flow in
adults during cardiopulmonary bypass. J Thorac
Cardiovasc Surg 1992;103:549-54.
19) Kern FH, Ungerleider RM, Reves JG, et al. Effect of
altering pump flow rate on cerebral blood flow and
metabolism in infants and children. Ann Thorac Surg
1993;56:1366-72.
20) du Plessis AJ, Newburger J, Jonas RA, et al. Cerebral
oxygen supply and utilization during infant cardiac surgery.
Ann Neurol 1995;37:488-97.
21) Dexter F, Hindman BJ. Theoretical analysis of cerebral
venous blood hemoglobin oxygen saturation as an index of
cerebral oxygenation during hypothermic cardiopulmonary
bypass. A counterproposal to the "luxury perfusion
hypothesis. Anesthesiology 1995;83:405-12.
22) du Plessis AJ, Newburger J, Hickey P, et al. Cerebral
oxygenation during hypothermic cardiopulmonary bypass:
Clinical findings support mathematical model.
Anesthesiology 1996;84:1008-9.