Kardiyopulmoner Bypass ve Optimal Koşulları

Transkript

1 BÖLÜM Kardiyopulmoner Bypass ve Optimal Koşulları 8 Dr. Koray AK Kardiyopulmoner bypass (KPB) yaklaşık olarak 70 yıldır kullanılan ve birçok kalp operasyonlarının güvenle yapılabilmesine olarak sağlayan özel bir perfüzyon sistemidir. Son 20 yılda ortaya çıkan teknolojik gelişmeler, KPB nin güvenilir bir şekilde uygulanabilirliğini arttırmıştır. Temel olarak KPB sırasında endotelize olmayan yüzeylerle sürekli olarak temas eden kan, sistemik enflamatuvar bir reaksiyonunun oluşmasına sebep olmaktadır. Enflamatuvar yanıt bir taraftan güçlü bir trombotik uyarı meydana getirirken diğer taraftan da bir takım vazoaktif ve sitotoksik maddelerin üretilmesine ve kan içerisine salıverilmesine sebep olmaktadır. KPB ye bağlı enflamasyon ve enflamasyona bağlı gelişen organ yetersizliği, kalp cerrahisi yapılan hastalarda görülen peroperatif morbidite ve mortalitenin en önemli sebepleridir. Şekil 1: Kardiyopulmoner bypass sisteminin basitçe şematize edilmesi Temel olarak KPB sırasında kullanılan perfüzyon sistemi ile tam ya da kısmi dolaşımsal ve respitaruvar destek sağlanabilmektedir. Standart bir KPB düzeneği Şekil 1 de görülmektedir. KPB sistemi temel olarak kanüller ve hatlar (tubing), rezervuar, oksijenatör, ısı değiştirici, pompa, filtreler ve bubble tuzakları, ara bağlantılar, kardiyopleji setleri ve sistemi ile hemofiltrasyon cihazından oluş-

2 122 Kardiyopulmoner Bypass ve Optimal Koşulları maktadır. Günümüzde, KPB ye bağlı morbidite ve mortalitenin azaltılması amacıyla KPB sisteminde bir takım değişiklikler yapılmış (mini ve kaplamalı devreler) ve bu değişikliklerin bir çoğu klinik kullanıma girmiştir. Bu bölümde hem pediyatrik yaş grubu hem de yetişkin hastalara KPB uygulamaları anlatılmış ve optimal koşulları tartışılmıştır. Tarihçe Kalp cerrahisi tarihçesinde hatırlanması gereken en önemli olay, 1916 yılında Tıp Fakültesi öğrencisi Jay Mclean tarafından antikoagülan bir madde olan heparin molekülünün bulunmasıdır. Heparinin keşfi, ekstrakorporeal dolaşımın kullanılmasına olanak sağlamış ve modern kalp cerrahisinin kapılarını açmıştır. John Gibbon 1930 yılında henüz genç bir doktorken masif pulmoner emboli nedeniyle kaybedilen bir hastadan esinlenerek ekstrakorporeal dolaşım konusuna ilgi duymuş ve uzun yıllar bu konu ile ilgili çalışmalarına devam etmiştir. II. Dünya savaşının araya girmesi ile bu çalışmalarına zorunlu olarak ara vermesine rağmen 6 Mayıs 1953 de IBM ile beraber tasarladıkları kalp akciğer makinesi yardımıyla genç bir bayan hastada atrial septal defekt onarımını başarılı bir şekilde gerçekleştirmiştir 1. Aynı tarihlerde C.Walton Lillehei kontrollü çapraz dolaşım adıyla yeni bir teknik geliştirmiş ve aynı kan grubuna sahip bir aile bireyi ile hastanın arteriyel ve venöz sistemleri birbirlerine bağlayarak hastaya gerekli dolaşım desteğini sağlamış ve ameliyatı gerçekleştirmiştir. Lillehei, yılları arasında bu teknikle total koreksiyon yapılan VSD ve Fallot Tetralojili 45 hastalık bir seri yayınlamıştır 2,3. Aynı tarihlerde, Amerika Birleşik Devletleri Mayo klinikte John W. Kirklin ve arkadaşları, Gibbon-IBM kalp akciğer makinesini modifiye ederek açık kalp operasyonlarına başlamıştır. Kirklin ve ark dünyada ilk defa kalp akciğer makinesi kullanarak VSD ve Fallot tetralojisinde total korreksiyon ameliyatlarını başarı ile gerçekleştirmiş ve açık kalp ameliyatlarının tüm dünyada yaygın olarak kullanımının önünü açmıştır 4. İlk membran yapay akciğer Willem Kolff tarafından 1955 yılında geliştirilmiş ve kısmen geçirgen olmayan homojen polietilen veya teflon membranlar kullanılmıştır lı yıllarda silikon lastik ve 1970 li yıllarda hollow fiber membranlar piyasaya çıkmıştır. Daha sonraki yıllarda, düşük kitle dirençli mikroporlu hollow fiber membranların geliştirilmesi oksijenatör tasarımlarının kökten değişmesine neden olmuştur 4. KPB Ekipmanları 5,6 Kanüller Venöz kanüller ve drenaj Venöz kanül hastanın venöz kanının ekstrakorporeal sistemde yer alan venöz rezervuara uygun bir şekilde taşınması için gereklidir. Venöz direnajda temel prensip kanın, yerçekimi etkisini kullanarak, hasta seviyesinden 40 ile 70 cm daha aşağıya yerleştirilen rezervuara direne edilmesidir. Venöz kanülasyon için kullanılan kanüllerin boyutu hastanın vücut yüzey alanına göre hesaplanır ve bu hesaplama sırasında KPB sırasında hedeflenen akım esas olarak kabul edilmelidir. Venöz kanülasyon, santral ve periferik olmak üzere iki farklı şekilde yapılabilir. Santral venöz kanülasyon, sağ atrium veya vena kavalardan yapılabilir. Kanülasyon için iki aşamalı tek venöz kanül kullanılarak (atriyokaval kanülasyon) ya da selektif olarak tek aşamalı venöz kanüller kullanılarak superior ve inferior vena kavalardan (bikaval kanülasyon) yapılabilmektedir. Atriyokaval kanülasyon genellikle koroner arter bypass cerrahisi ve aort kapak replasmanı gibi operasyonlarda tercih edilirken pediyatrik kalp cerrahisinde, kapak cerrahisinde ve diğer intrakardiyak girişimlerde genellikle selektif venöz kanülasyon tercih edilmektedir. Periferik venöz kanülasyon ise genellikle minimal invazif uygulamalarda ve reoperasyonlarda tercih edilmekte ve en sık femoral ve internal jugüler venler kullanılmaktadır. Periferik kanülasyon yapılan hastalarda, venöz drenajı kolaylaştırmak için rezervuar sistemine 40 cmh 2 O negatif basınç uygulanmaktadır 7. Arteriyel kanüller Arteriyel kanülasyon santral olarak çıkan-arkus aortadan ya da femoral, aksiller veya karotis arter gibi

3 Kalp ve Anestezi 123 periferik arterlerden yapılabilmektedir. Kullanılacak aort kanülünün çapı, hastanın vücut yüzey alanına ve KPB sırasında hedeflenen akıma göre belirlenmelidir. Aort kanülünün en dar olan bölümü uç kısmı olup bu bölgede oluşan yüksek hızdaki jet akımlar ateroemboli, diseksiyon, kavitasyon ve hemolize sebep olabilir. Aort kanülasyonu sırasında görülebilecek en önemli komplikasyonlardan birisi de aort diseksiyonudur. Bu komplikasyon nadir görülmekle birlikte (%0.001 ile %0.009 sıklıkta) özellikle aort kökünde ve çıkan aortada ateroskleroza bağlı dejenerasyon veya dilatasyon olan hastalar risk altındadır. Aort kanülasyonundan hemen sonra kanülasyon yerine yakın yerlerde subadventisyal renk değişikliği, arter hattı basıncında artış, venöz dönüşte ani azalma ile kendini gösterir. Transözofageal ekokardiyografi önemli bir tanı aracıdır. Aort kanülasyonuna bağlı diseksiyonlarda aort kanülü periferik bir artere alınmalı, hasta C kadar soğutulmalı ve kan basıncı farmakolojik olarak kontrol edilmelidir. Diseke olan aort segmentinin replasmanı temel tedavi yöntemidir. Aort kanülasyonuna bağlı aort diseksiyonunda erken mortalite yaklaşık olarak %50 civarındadır 8. Venöz Rezervuar Kardiyopulmoner bypass sistemine yerleştirilen venöz rezervuarın temel amacı bu sistemde volümün Kan Girişi Gaz Girişi Fiber Membran toplanacağı bir odacık bulundurmasıdır. Arteriyel pompanın hemen öncesinde yer alır. En önemli fonksiyonları; venöz direnajın kolaylaştırılması, venöz hatlardaki havaların tahliyesi, sisteme kolay sıvı ve ilaç eklemelerinin yapılabilmesidir. Ayrıca venöz direnajın aniden bozulduğu durumlarda burada bulunan volüm belli bir süre arteriyel akımın devamını sağlayabilir. Rezervuarlar, açık veya kapalı sistem olabilmektedir. Oksijenatör Çalışma prensiplerine göre bubble ve membran oksijenatör olmak üzere iki gruba ayrılır. Bubble oksijenatörler gaz embolisi, gaz-kan temas alanının yüksek olması ve buna bağlı gelişen enflamatuvar yanıttan dolayı günümüzde KPB uygulamalarının dışında kalmıştır. Membran oksijenatörlerde kan ile gaz arasında ince silikon veya mikroporlu ( μm) poliprolen membranların yerleştirilmesi ile oksijenasyon sağlanmaktadır (Şekil 2). Plazmanın porlu yapı üzerini kaplaması O 2 ve CO 2 değişimini kolaylaştırmaktadır. Oksijenin difüzyon kapasitesi karbondioksite kıyasla düşük olduğundan yeterli düzeyde oksijenasyonun sağlanabilmesi amacıyla, gaz değişimi için oksijenatörde uygun yüzey alanı sağlanmalı ve oksijen parsiyel basıncı yüksek tutulmalıdır. KPB sistemindeki oksijen parsiyel basıncını, gaz-kan karıştırıcısındaki fraksiyone O 2 miktarı (F i O 2 ) belirlerken, CO 2 miktarı gaz akım hızı ile kontrol edilmektedir. Son yıllarda venöz rezervuar, oksijenatör ve ısı değiştirici birleştirilerek entegre sistemler kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca, anestezik ajan uygulamak amacıyla oksijenatöre vaporizatör eklenebilmektedir 9. Gaz Çıkışı Şekil 2: Membran oksijenatörlerin yapısı Kan Çıkışı Isı değiştirici KPB sistemi içerisinde dolaşan kanın ısıtılması veya soğutulması amacı ile kullanılır. Kalp akciğer pompası ile yapılan internal soğutma kalp cerrahisinde oksijen tüketimini ve son organ hasarını azaltmak amacı ile sıklıkla kullanılmaktadır. Isınma sırasında kanın

4 124 Kardiyopulmoner Bypass ve Optimal Koşulları A B Kan girişi Bypass devresi Çıkış Şekil 3: A; Roller ve B; sentrifugal pompalar Tablo 1: Roller ve sentrifugal pompaların karşılaştırılması Avantaj Dezavantaj sıcaklığı genelde 37 C ye kadar ısıtılmakta ve 40 C geçilmemektedir. Hasta ile pompa sıcaklığı arasındaki farkın 5-10 C arasında tutulması gaz embolisinin engellenmesi için önemlidir. Pompalar Roller pompalar Oklüzif pompa Afterload bağımsız akım Düşük prime hacmi gereksinimi Ekonomik Arteriyel akımda geri kaçak riski yok Sistem içerisinde aşırı pozitif ve negatif basınç oluşma riski Yakın takip gerektirmesi Kavitasyon Kan hücrelerinde mekanik hasa ve hemoliz Sentrifugal pompalar Oklüzif olmayan pompa Afterload bağımlı akım Akım hastanın pozisyonundan bağımsız Güvenli aralıkta pozitif ve negatif basınç Masif hava emboli riski az Uzun süreli kardiyak destek için ideal Yüksek prime hacmi gereksinimi Yüksek maliyet Arteriyel akımda geri kaçak riski KPB için iki tip pompa kullanılır. Roller pompalar sentrifugal pompalara oranla daha fazla tercih edilmektedir. Sentrifugal pompalarda, yeldeğirmeni şeklinde kanatları olan bir pervane yapısı vardır. Bu yapının rotasyonu ile merkez kaç kuvveti oluşturulur ve bu güç kanı iterek pompa fonksiyonu gerçekleştirilir. Bu pompanın sağlamış olduğu arteriyel akım miktarı pompaya gelen venöz akım ile yakından ilişkilidir. Arteriyel akımı engelleyen unsurlar (arteriyel hatlarda katlanma ve tıkanıklık gibi) pompa akımının sıfırlanmasına sebep olur. KPB sistemlerinde arter hattından hastaya gönderilen akım mutlaka monitörize edilmelidir. Senrifugal pompalar kalp ameliyatlarında KPB için kullanılabildikleri gibi daha çok bir mekanik dolaşım desteği olan ekstrakorporeal membran oksijenasyon (ECMO) sistemi ile torakoabdominal anevrizma ve kompleks koarktasyon operasyonlarında ise parsiyel dolaşım desteği amacı ile kullanılmaktadır. Konvansiyonel KPB sisteminde kullanılan roller pompalarda ise devre içindeki kan birbirinden 180 derece açı ile yerleştirilmiş iki silindirik başlığın sürekli rotasyonu ile itilir. Sentrifugal pompaların aksine bu pompalar belli bir miktardaki kanı basınçla sürekli ileri doğru iter (Şekil 3). Sentrifugal ve roller pompaların karşılaştırılması Tablo 1 de verilmiştir 10,11. Filtreler ve bubble tuzakları KPB sırasında gaz ya da partiküllere bağlı mikroemboli sıklıkla görülmekte ve operasyon sonrası morbidite ve mortaliteye sebep olabilmektedir. Gaz emboli kaynakları intravenöz yollarda kullanılan üç-yollu musluk, mayi hatları içerisindeki hava, kanülasyon amacıyla kullanılan torba ağzı (purse) dikişinin gevşek geçilmesi, pompada soğuk kanın hızlı ısıtılması, pompa sisteminde oluşan kavitasyon, venöz rezer-

5 Kalp ve Anestezi 125 vuar seviyesinin düşük olması ve oksijenatör olarak sıralanabilir. Partikül embolisinin sebepleri ise KPB de trombüs oluşumu, vasküler yatağı tutan aterotrombotik yapılar, hemoliz, denature proteinler ve yağ partikülleridir. Ayrıca, operasyon sırasında kullanılan yapıştırıcı materyaller, dikişler, kardiyak ve vasküler yapıların manipülasyonu da diğer mikroemboli oluşturabilecek etkenlerdir. Mikroemboliye en duyarlı olan organlardan biri beyindir. KPB sırasında mikroemboliyi azaltmak amacıyla kullanılan yöntemler membran oksijenatör ve santrifugal pompaların kullanılması, yeterli antikoagülasyon yapılması, kan CO 2 basıncının azaltılması, kan-perfüzat sıcaklık farkının 8-10 o C geçmemesi, cerrahi alandan aspire edilen kanın yıkandıktan sonra KPB sistemine verilmesi, hipotermi, aterosklerotik ana vasküler yapıların aşırı manipülasyonundan kaçınılması ve bypass devresinde filtrelerin ve bubble tuzakları olarak sıralanabilir. Konnektörler ve devre (tubing) sistemi KPB devrelerinde kullanılan devreler toksik olmayan, kan ile uyumlu, esnek, transparan, sterilize edilebilen, katlanma ve ezilmeye karşı dirençli olan materyallerden yapılmalıdır. Bu amaçla, KPB devrelerinde en yaygın olarak kullanılan madde polivinilklorid iken konnektörlerde polikarbonat tercih edilir. Kullanılan prime solüsyonunun miktarının azaltmak için devrelerin uzunluğu mümkün olduğunca kısa olmalı ve kanın akış yolunda daralma ve genişlemeler olmamalıdır. Devrelerin heparin ile kaplanması son yıllarda sıklıkla kullanılan bir yöntemdir. Bu uygulamanın klinik olarak sistemik heparin dozunun azaltılması, kanama veya trombotik komplikasyonların azaltılması gibi bazı avantajları çeşitli çalışmalarda gösterilse de henüz bir fikir birliği oluşturulamamıştır 12. Heparin kaplı devreler, KPB de artan ve trombotik-enflamatuvar komplikasyonların önemli nedeni olan kompleman faktörlerinin (C3a ve C5b) konsantrasyonunu azaltırken, KPB nin sebep olduğu enflamatuvar yanıt üzerinde herhangi bir koruyucu etkisi gösterilememiştir 13,14. Devre sisteminin kaplanmasında kullanılan diğer maddeler ise fosforilkolin, trillium, albumin ve diğer sentetik proteinler olarak sıralanabilir. Kardiyotomi rezervuarı ve cerrahi alan aspirasyonu Cerrahi alandan aspire edilen kan, köpükten arındırılmak (defoaming), filtre edilmek ve depolanabilmek amacıyla kardiyotomi rezervuarında toplanır. Direnajı hızlandırmak amacıyla rezervuara negatif basınç uygulanabilir. Kardiyotomi rezervuarı ve cerrahi saha aspirasyonun kullanılması, KPB sırasında ortaya çıkan hemoliz, partikül, yağ ve gaz embolisi, hücresel agregatların oluşumu, trombosit hasarı, trombin üretimi ve fibrinoliz gibi komplikasyonların en önemli sebebidir. Cerrahi saha aspirasyonu sırasında aspire edilen hava, kanın aktive olmasına ve hasar görmesine sebep olur. Son yıllarda, kardiyotomi rezervuarı ve cerrahi saha aspirasyonunun sebep olduğu yukarıda belirtilen problemlerin azaltılması amacıyla cerrahi alandan aspire edilen kanı yıkayan ve sonrasında eritrositleri ayrıştıran hücre koruyucu aspirasyon sistemleri kullanılmaktadır. Kardiyotomi rezervuarı ve cerrahi saha aspirasyonunun sebep olduğu komplikasyonları ortadan kaldırmanın bir diğer yolu ise cerrahi alandan aspire edilen kanın kullanılmamasıdır. Ancak bu yöntem allojenik kan transfüzyon miktarlarında arttırdığından pek tercih edilmemektedir. Sol kalp odacıklarının boşaltılması (venting) Cerrahi sırasında kalp kasılmasının olmadığı dönemlerde ya da ventrikül fibrilasyonu sırasında en önemli problem, özellikle sol ventrikül distansiyonuna bağlı olarak gelişebilen subendokardiyal miyokard iskemisidir. Bu nedenle, cerrahi sırasında kalp boşlukları (özellikle sol ventrikülün) boşaltılmalıdır. Bypass sırasında sağ atriumdan, koroner sinüs ve tebaşiyan venlerden pulmoner arteriyel sisteme antegrad akım devam eder. Bunlara ek olarak bronşiyal arter ve venlerden gelen kan akımı, sol persistan vena kava, patent duktus arteriozus ve patent foramen

6 126 Kardiyopulmoner Bypass ve Optimal Koşulları ovale gibi yapıların varlığı da sol ventrikül distansiyonunun nedenlerindendir. Konjenital kalp cerrahisinde ise pulmoner sisteme açılan aortapulmoner kollateraller sol ventrükülün distansiyonuna sebep olabilecek temel unsurlardır. Cerrahi sırasında sol kalbin boşaltılması amacıyla aort kökü, ventriküler apeks ve sağ superior pulmoner ven en sık kullanılan yerlerdir. İntrakardiyak cerrahi yapılan hastalarda sıklıkla fossa ovalisten yapılan küçük bir insizyon ya da mevcut bir patent foremen ovaleden sol kalp boşaltma işlemi yapılır. Bunların dışında, alternatif olarak sol ventrikül apeksine dışardan yerleştirilen bir kateter ile sol kalp boşaltılabilir. Kardiyopleji Yüksek potasyum içerikli kardiyopleji solüsyonları diyastolik arest sağlamak amacıyla kulanılmaktadır. Kullanılan potasyum konsantrasyonu klinik protokollere göre farklılık göstermekle beraber genellikle 8-20 meq/l arasında değişmektedir. Aort kros klemp sonrasında kardiyopleji solüsyonunun aort kökünden verilmesi ile diastolik arest sağlanır. Bu yolla kardiyopleji verilmesi antegrad kardiyopleji uygulaması olarak isimlendirilirken koroner sinus yoluyla kardiyopleji verilmesi retrograd uygulama olarak tanımlanır. Antegrad uygulama nonselektif olarak aort kökünden ya da selektif olarak koroner ostiumlardan yapılabilmektedir. Kardiyoplejik solüsyonlar kan ve kristalloid olmak üzere iki gruba ayrılır. Ayrıca kardiyopleji soğuk (4 C), izotermik (hasta sıcaklığı ile aynı sıcaklıkta) ve normotermik (35-37 C) olabilir. Soğuk kardiyoplejik solüsyonlar genellikle aralıklı olarak verilirken normotermik solüsyonlar sürekli infüzyon şeklinde verilebilmektedir 15. Kalp cerrahisi sırasında optimal miyokard koruması amacıyla standart bir yöntemin tüm hastalarda kullanılmasından daha çok hasta bazlı kardiyoplejik yöntemin seçilmesine ve mevcut yöntemlerin kombinasyon politikası benimsenmelidir. Kardiyopleji uygulamaları başka bir bölümde detaylı olarak anlatılmaktadır. Hemofiltrasyon / Ultrafiltrasyon Yarı geçirgen membranlardan oluşan hemokonsantratör sistemleri suyun ve elektrolitlerin KPB sisteminden uzaklaştırılması amacıyla kullanılmaktadır. Hemokonsantratör, arteriyel ya da venöz hatlara veya bu sistemdeki bir rezervuara bağlanabilmektedir. Arteriyel hat dışındaki yerlere bağlandığında yeterli basıncı sağlamak için roller bir pompanın kullanılması gerekebilir. Kardiyopulmoner dolaşımda hemokonsantratör kullanılması plazma proteinlerinin korunması, serum potasyum konsantrasyonunun kontrolü ve KPB ye bağlı enflamatuvar mediyatörlerin azaltılması amacıyla rutin uygulamalarda sıkça kullanılmaktadır. Yetişkin hastalarda hemofiltrasyon ya tüm KPB süresince ya da ısınma döneminde (28 C in üzerinde) yapılmaktadır. KPB ile kardiyak cerrahi yapılan yenidoğan hastalarda hemodilüsyon, masif kapiller kaçak sendromuna sebep olmakta ve fatal olarak seyreden postoperatif organ yetmezliklerine yol açabilmektedir. Elliot ve arkadaşları tarafından geliştirilen modifiye ultrafiltrasyon tekniği KPB sonlandırıldıktan sonra aort kanülü ile venoz kanül arasına yerleştirilen bir köprü hat ve bu hat üzerindeki hemokonsantratör membran ile yapılmaktadır 16. Genellikle aort kanülünden alınan kan roller pompa yardımı ile ml/ dakika hızda hemokonsantratör içerisine gönderilmekte ve buradan da dakika boyunca ultrafiltrasyon yapılarak sağ atriuma verilmektedir. Modifiye hemofiltrasyona istenilen hematokrit değerine ulaşana kadar devam edilmelidir. Modifiye ultrafiltrasyonun postoperatif kan kaybında ve transfüzyon ihtiyacında azalma, ventilasyon ve hastanede kalım süresinde kısalmaya sebep olduğu gösterilmiştir. Ayrıca modifiye ultrafiltrasyon sonrası erken dönemde kardiyak indekste %40 artış ve pulmoner vasküler rezistansta %40 azalma görülürken, sistemik vasküler rezistans üzerinde herhangi bir etkisi tespit edilememiştir 17. KPB sırasında kullanılan güvenlik kitleri KPB sırasında en sık kullanılan güvenlik aparatları venöz rezervuar seviye sensörü, arter basınç hattı manometresi, makrobubble dedektör, arteriyel hat filtresi ve arter ve venöz hatlardan saturasyon tayini yapabilen sensörler olarak sınıflandırılabilir.

7 Kalp ve Anestezi 127 KPB Sisteminin Hazırlanması KPB sisteminin kalp cerrahisi için hazır hale getirilmesinden perfüzyonist ekibi sorumludur. Bu sistemde kullanılan tubing seti, oksijenatör ve diğer ekipmanlar steril, tek kullanımlık paketler halinde bulundurulur. Genellikle KPB sistemimin kurulması dakikalık bir zaman alır ve kapalı sistem prime yapılmazsa yaklaşık 7 gün muhafaza edilebilir. Sistemin tamamının sıvı ile doldurulması ve hava partikülllerinden tamamen temizlenmesi işlemlerine sırasıyla priming ve deairing denir ve yaklaşık olarak 15 dakikada yapılabilir. Sistem prime edildikten sonra 8 saat içerinde mutlaka kullanılmalıdır. Yetişkin hastalarda prime için yaklaşık olarak litre dengeli elektrolit solüsyonuna ihtiyaç vardır (laktatlı ringer ya da plasmalyte). Prime solüsyonu hastanın total kan volümünün yaklaşık olarak 1/3 ü kadardır. Kullanılan prime solüsyonu nedeniyle KPB sonrası hastanın hematokrit değeri bypass öncesine göre 1/3 oranında azalır. Dolayısıyla, preoperatif hematokrit değeri düşük olan hastalarda prime solüsyonuna kan eklenmesi KPB sırasında yaşanabilecek ciddi hematokrit düşüklüğünün engellenmesinde önemlidir. Yetişkin hastalarda hemodilüsyonunun kan volümü üzerindeki etkisi %30 iken pediyatrik hastalarda bu etki % düzeylerindedir. KPB sırasında hedeflenen hematokrit değerine göre aşağıda belirtilen formül ile prime solüsyonundaki kristalloid solüsyon ve kan miktarı belirlenmelidir. S = (VA x KV) x (Hastanın Hematokriti / İstenen Hematokrit) - (VA x KV) (S: Prime solüsyonunda kullanılacak dengeli elektrolit miktarı, VA: Vücut ağırlığı (kg), KV: Total vücut kan volümü (ml)) Pediyatrik hastalarda vücut ağırlığı ile total kan volümü arasındaki ilişki Tablo 2 de gösterilmiştir. Genellikle sisteme verilen her bir ünite eritrosit süspansiyonu için ünite heparin eklenerek KPB sistemi içerisindeki kana bağlı gelişebiledek trombotik komplikasyonlar engellenmeye çalışılır. KPB sırasında ideal hematokrit konusunda ortak bir konsensus oluşturulamamış olup genellikle %18-25 olarak belirtilmektedir ve %18 gibi düşük değerler ancak orta ya da derin hipotermi durumlarında kabul edilebilmektedir. Hemodilüsyonla kan viskositesinin azalması mikrosirkülasyondaki akımın düzelmesini sağlar. KPB sırasındaki hemodilüsyonal anemi derinliğinin klinik sonuçları çeşitli çalışmalarda sorgulanmış ve çoğunda yetişkin hastalarda aneminin derinliği ile peroperatif istenmeyen sonuçlar arasında pozitif bir ilişki tespit edilmiştir 18. DeFoe ve ark 19, KPB sırasındaki hematokrit seviyeleri ile intraaortik balon pompası ihtiyacı ve hastane mortalitesinin ilişkili olduğunu göstermiştir. Yine, Habib ve ark 20, KPB sırasında hematokrit seviyesi azaldıkça operasyona bağlı erken ve geç mortalite ile beraber kaynak kullanımının arttığını göstermiştir. Her iki çalışmada da KPB sırasında hematokrit değerinin özellikle %22 nin altına düşmesinin artmış peroperatif mortalite ve morbidite açısından önemli olduğu vurgulanmıştır. Mathew ve ark 21, KPB sırasında hematokrit değeri %15-18 e düşen yaşlı hastalarda daha sık postoperatif nörokognitif değişiklikler bildirmiştir. Benzer çalışmalarda da KPB sırasında düşük hematokrit ile postoperatif inme, renal disfonksiyon ve artmış transfüzyon ihtiyacı arasında bağlantı gösterilmiştir Hemodilüsyonun bahsedilen zararlı etkilerini engellemek amacıyla kan ve kan ürünlerinin transfüzyonu transfüzyona bağlı bilinen risklerin dışında peroperatif enflamasyon şiddetinin artması, artmış postoperatif pnömoni ve hastane kalış süresine sebep olmaktadır. Ayrıca allojenik kan transfüzyonu kalp cerrahisi sonrası erken ve geç mortaliteyi de arttırmaktadır Tablo 2: Pediyatrik hastalarda vücut ağırlığı ile total kan hacmi arasındaki ilişki Ağırlık (kg) < >41 Total kan hacmi (ml/kg)

8 128 Kardiyopulmoner Bypass ve Optimal Koşulları Prime solüsyonu, hemodilüsyonal anemiye sebep olarak kanın oksijen taşıma kapasitesini azaltır. Bu nedenle, KPB sırasında periferik dokularda oksijen sunumunu optimize etmek için hasta hematokrit değeri yakından izlenmelidir. Priming için alternatif olarak allojenik banka kanı ya da otolog kan kullanılabilir. Allojenik kan kullanımı genellikle transfüzyona bağlı bilinen risklerden dolayı pek tercih edilmemektedir. Otolog kan kullanımı, KPB sisteminin hastanın kendi kanı ile prime edilmesi ile yapılır. Bu işlem, KPB için arteriyel ve venöz kanülasyon yapıldıktan ve uygun antikoagülasyon sağlandıktan hemen sonra ya venöz kanülden (retrograd otolog prime) ya da arteriyal kanülden (antegrad otolog prime) yapılabilmektedir. Ancak bu işlem esnasında yeterli oranda kanın hastadan alınabilmesi ve hipotansiyondan kaçınılması için operasyon masasına uygun pozisyonun verilmesi ve vazokonstriktör ajanların kullanılması gerekebilir. Otolog prime uygulamasının peroperatif kan ve kan ürünleri kullanımını azaltmakla beraber klinik sonuçları etkilemediği gösterilmiştir 28. Prime solüsyonunda albumin ve hetastarch gibi kolloidlerin kullanılması konusunda ortak bir fikir birliği oluşturulamamıştır. Teorik olarak, kolloidler plazma onkotik basıncın hemodilüsyona bağlı azalmasını engellemekte ve böylece KPB ye bağlı gelişen kapiller kaçak sendromunu engellemektedir. Özellikle yenidoğan ve süt çocuğu döneminde prime solüsyonuna eklenen albumin ve nişasta gibi kolloidlerin KPB ye bağlı enflamatuvar yanıt, renal ve miyokard hasarını azalttığı bildirilmiştir 29. Ayrıca kullanılan kolloid solüsyonlarına bağlı ortaya çıkabilecek kanama komplikasyonu da göz ardı edilmemelidir. Rutin bir uygulama olmamakla beraber KPB sistemine değişik oranlarda (25-50 gr) mannitol eklenerek operasyon sırasında yeterli diürez sağlanması hedeflenir. Prime solüsyonu içerisinde glukoz mevcudiyeti ve bununla ilişkili olarak KPB sırasında gelişebilecek hipergliseminin, yetişkin ve pediyatrik hastalarda postoperatif nörolojik hasara sebep olduğu ve mortaliteyi arttırdığı çeşitli çalışmalarda gösterilse de bu konu tam olarak netlik kazanmamıştır 30,31. Antikoagülasyon 32,33 Kalp cerrahisi yapılan hastalarda sistemik antikoagülasyon kanülasyondan önce yapılmalıdır. Sistemik heparinizasyon genellikle santral venöz kateterden uygulanmakla birlikte alternatif olarak cerrah tarafından sağ atriyuma direkt olarak da uygulanabilir. KPB öncesi standart heparin dozu U/kg dır. Heparin uygulamasından 3 dakika sonra ACT (activated clotting time) kontrolü yapılmalı ve ACT değeri saniye civarında ise KPB başlatılmalıdır. İdeal ACT değeri konusunda fikir birliği olmamakla beraber ACT değeri en az 480 saniye olduğunda KPB ye geçilmesi önerilmektedir. Sistemik heparin uygulaması sonrasında ACT nin yükselmemesi durumunda doz tekrarlanmalı, toplam heparin dozu 500 U/kg olduğunda hale ACT ideal değerlere ulaşmıyorsa antitrombin III eksikliğine bağlı heparin direnci düşünülmelidir. Heparin direnci için taze donmuş plazma veya rekombine antitrombin III konsantresi verilmelidir. KPB sırasında ACT değeri her dakikada bir kontrol edilmeli, uygun ACT düzeyini korumak için saatte bir heparin dozunun 1/3 ü tekrarlanmalıdır. Heparin uygulanan hastalarda antükoagülasyonu takip amacıyla kan heparin konsantrasyonu titrasyonu (Hepcon testi) yapılmakla birlikte pratik ve ekonomik olmaması nedeniyle kullanılmamaktadır. Operasyon sonrasında antikoagülasyonun nötralizasyonu protamin ile yapılır. Yapılan her 100 ünite heparin için 1 mg protamin yapılmalıdır. Toplam protamin dozu genelde 3 mg/kg ı geçmemelidir. Protamin dozu tamamlandıktan 3-4 dakika sonra kontrol ACT bakılmalı ve hedeflenen ACT değerleri elde edilemediyse ya da cerrahi alanda kanama devam ediyorsa mg protamin ek doz yapılmalıdır. Protamin uygulamasına bağlı gelişebilecek yan etkiler akılda tutulmalıdır. Dolaşımdaki heparin-protamin kompleksleri kompleman sisteminin aktivasyonuna sebep olarak ani hipotansiyon yapabilir. Bu yüzden protamin yavaş uygulanmalıdır. Protamin uygulamasına bağlı hipotansiyunun engellenmesinde protamin ile beraber ya da hemen sonra intravenöz kalsiyum uygulaması pratik olarak birçok merkezde

9 Kalp ve Anestezi 129 sık kullanılan bir yöntem olmasına karşın eşlik eden hipokalsemi olmadan kalsiyum uygulamasını destekleyen çalışma bulunmamaktadır. Protamin uygulaması sonrasında nadir görülen bir komplikasyon da anafilaktik reaksiyon gelişmesidir. Uygulanan protaminin dolaşımdan temizlendikten sonra dokulardaki heparinin tekrar dolaşıma katılması ve antikoagülasyona sebep olmasına heparin rebound u denir. Heparin rebound u klinik olarak hastada kanamaya sebep olduğunda ek doz protamin uygulanması gerekebilir. Heparine karşı gelişen reaksiyonlar Heparine maruz kalan hastalarda gelişen en selim reaksiyon heparinle ilişkili trombositopenidir (Heparine associated trombocytopenia, HAT). Heparin uygulamasından birkaç saat sonra veya 3 gün içinde başlayan, trombosit sayısında %10-15 lik bir azalmaya sebep olan ancak trombositopeni sebebinin heparine bağlı immünolojik reaksiyon olmadığı bir tablodur. Tedavi genellikle semptomatiktir. Heparine karşı gelişen ve klinik olarak daha önemli olarak kabul edilen durumlar ise heparinin indüklediği trombositopeni (HIT) ve heparinin indüklediği trombositopeni ve tromboz (HITT) gibi immünolojik reaksiyonlardır. Heparin, trombositlere bağlanarak trombositlerden PF-4 molekülünün salıverilmesine sebep olur. Dolaşımda heparin ile birleşen PF-4, heparin-pf-4 kompleksinin oluşumuna sebep olur. Bazı insanlarda bu kompleksler antijenik olup bu komplekse karşı IgG antikorları oluşur. Bu antikorların oluşumu için en az 5 günlük bir süreye ihtiyaç vardır. Dolaşımda yaklaşık olarak 3 ile 6 ay kaldıktan sonra hasta heparine tekrar maruz kalmaz ise bu antikorlar kaybolur. Bu süre içerisinde hastanın heparin ile tekrar karşılaşması HIT e sebep olur. IgG-heparin-PF-4 kompleksleri trombositlere bağlanır ve trombositlerin degranüle olmasına sebep olur. Böylece trombositopeni meydana gelirken bazı hastalarda trombositlerden salıverilen prokoagülan maddelere bağlı klinik olarak bulgu veren tromboz da görülebilir. HIT in görülme sıklığı %0.5 iken HITT sıklığı %0.25 dir. KPB sonrası görülen trombositopenilerde mutlaka HIT ayırıcı tanısı akılda tutulmalıdır. Özellikle, hastanın son 3-6 ay içinde heparin kullanma öyküsünün olması, ikinci kez heparin ile karşılaştıktan 5 gün ve daha sonra trombositopeni gelişmesi HIT tanısını desteklemektedir. HIT ve HITT tanıları klinik tanılardır. Serumda Anti-heparin PF-4 IgG antikorların gösterilmesi tanıyı desteklemektedir. Tedavide genellikle heparinin kesilmesi yeterlidir. Antikoagülasyon heparin alternatifleri ile yapılmalıdır. Heparin alternatifleri HIT gelişen hastalarda ve dolaşımda bulunan heparin-pf4 kompleksine karşı IgG antikor varlığında KPB için düşük molekül ağırlıklı heparinler, danaparoid, rekombinan hirudin, bivalirudin ve argatroban alternatif olarak kullanılabilir. Düşük molekül ağırlıklı heparinler faktör Xa yı inhibe ederek antikoagülan etki gösteren ve uzun yarı ömürlü ajanlardır. Standart heparine göre daha az antijenik olmalarına rağmen heparin-pf4 kompleklerine karşı IgG oluşumunu tetikleyebilir ve HIT ye sebep olabilirler. Danaparoid, antitrombin III ü katalize ederek trombin ve faktör Xa inhibe eder. Yarı ömrü düşük moleküler heparinler gibi uzundur ve antidotları yoktur. Rekombine hirudin direkt trombin inhibitörüdür. Yarılanma ömrü yaklaşık 40 dakika olup antidotu yoktur. Antikoagülan aktivitesi parsiyel tromboplastin zamanı ile takip edilebilir. Sentetik direkt trombin inhibitörü olan bivalirudinin yarılanma ömrü hirudinden daha kısadır. Argatroban hızlı etkili ve kısa yarı ömürlü (yaklaşık 40 dakika) bir direkt trombin inhibitörüdür. Antidotu yoktur ve antikoagülan aktivite ACT ile takip edilebilir. KPB sırasında heparin alternatiflerinin güvenli olarak kullanılması konusunda bilgi oldukça sırırlı olup mevcut literatür vaka sunumları ile sınırlıdır. KPB nin Başlatılması KPB nin başlatılması anesteziyolog, cerrah ve perfüzyonistin ortak kararı ve fikir birliği ile olur. Bypass başladıktan hemen sonra venöz direnaj ve arteriyel basıncın yeterliliği kontrol edilmeli, uygun oksijen saturasyonu sağlanmalıdır. Bu parametreler uy-

10 130 Kardiyopulmoner Bypass ve Optimal Koşulları gunsa KPB başladıktan 2-3 dakika sonra akciğerler ventilatörden ayrılmalı ve sistemik soğutma işlemi başlatılmalıdır. Aortaya kros klemp uygulamasından hemen sonra kardiyopleji verilerek diyastolik arest sağlanmalıdır. Kardiyopleji solüsyonları içeriklerine göre kan, kan + kristalloid (3:1 ya da 4:1 oranında karışım) ve kristalloid olmak üzere üç gruba ayrılır. Rutin uygulamada kalbin durdurulması amacıyla (kardiyopleji indüksiyonu) ml/kg antegrad kardiyopleji verilir 6. İndüksiyon solüsyonu içerisindeki potasyum konsantrasyonu meq/l olarak ayarlanmalıdır. Antegrad kardiyopleji idamesi 10 ml/kg olarak sürekli ya da aralıklı infüzyon şeklinde yapılır. İdame kardiyopleji solüsyonu içerisindeki potasyum içeriği genelde düşük tutulur (10 meq/l). Antegrad kardiyopleji basıncı genelde mmhg arasında olmalıdır. Özelikle ciddi proksimal koroner arter lezyonu olan hastalarda kardiyoplejinin yüksek basınçta verilmesi önemlidir. Kalp genellikle saniye içerisinde durmalıdır. Kalbin geç durması ya da durmaması durumlarında; yetersiz kardiyopleji basıncı, kardiyopleji içerisinde yetersiz potasyum miktarı, kros klempin tam tutmamasına bağlı koroner sisteme kan kaçışı, aort kapak yetersizliği ve koroner arterlerin sistemik dolaşımdan kaynaklanan kollateral dallar ile beslenmesi gibi sebepler akla gelmelidir. Kardiyopleji uyglaması sırasında miyokardın oksijen tüketimini azaltmak amacıyla birçok merkezde topikal soğuk uygulanmakla beraber standart olarak kabül görmüş bir yöntem değildir. Aort kökünden ya da koroner ostiumlardan sürekli olarak ya da her 20 dakikada bir aralıklı olarak kardiyopleji verilebilir. Retrograd kardiyopleji uygulaması koroner sinüse yerleştirilen balonlu bir kateter ile yapılır. Yerleştirilen kateterin pozisyonunu belirlemede transözofageal ekokardiyografi önemli bir tetkiktir. Birçok merkezde kros kemp uygulamasını takiben kardiyak arrest antegrad kardiyopleji ile sağlanırken, kardiyak arestin devamı sürekli ya da aralıklı olarak verilen retrograd kardiyopleji ile sağlanmaktadır. Retrograd kardiyopleji verilmesi özellikle hipertrofik kalplerde önemlidir. Verilme hızı ml/dakika olup koroner sinus basıncı mmhg arasında tutulmalıdır. Kardiyak arrest retrograd kardiyopleji verilmesi ile sağlanacaksa kalbin durma süresi antegrad kardiyoplejiye göre daha uzundur (2-4 dakika). Retrograd kardiyoplejinin en önemli dezavantajı sağ ventrikülün iyi korunamamasıdır. Sol ventrikül hipertrofisi olan hastalar, miyokardın iş yükü ve oksijen gereksiniminin artması nedeniyle kros klemp sonrası oluşan miyokard iskemisine ve kros klemp açıldıktan sonra görülen reperfüzyon olaylarına LV hipertrofisi olmayan hastalardan daha duyarlıdır. Bu hastalara kros klemp kaldırılmadan hemen önce sıcak kan kardiyolejisi verilmesinin (terminal hotshot kardiyopleji) iskemi-reperfüzyon hasarını azalttığı bildirilmektedir 5,6,32,34. KPB Sırasında Akım KPB sırasında, tüm organlarda optimal perfüzyonun sağlanması esastır. Genel olarak normotermik şartlarda istenen KPB akımı yenidoğanda ml/ kg/dakika, infantta (10 kg a kadar) ml/kg/ dakika, çocuklarda ml/kg/dakika ve yetişkin hastalarda ortalama 2.4 L/m 2 /dakika olmalıdır. KPB sırasında başta beyin olmak üzere organ perfüzyonu için yeterli olan akım miktarının belirlenmesinde dikkate alınması gereken noktalar; 1. Vücut yüzey alanı 2. Hipotermi derinliği 3. Asit-baz dengesi 3. Tüm vücut oksijen tüketimi 4. Nöromusküler blokajın derecesi 5. Kandaki oksijen miktarı 6. Anestezi derinliği 7. Organların iskemiye karşı toleransı olarak sıralanabilir. KPB sırasındaki organ perfüzyonunun optimal olduğunu gösteren en önemli parametrelerden biri oksijen sunumudur (DO 2 ). DO 2 aşağıda verilen formül ile hesaplanır.

11 Kalp ve Anestezi 131 DO 2 = pompa akımı X (hemoglobin konsantrasyonu X hemoglobin saturasyonu X 1.36) X (0.003 X arteriyel oksijen basıncı) Formülden de anlaşıldığı gibi dokulara oksijen sunumunu etkileyen en önemli faktörler pompa akımı, hematokrit düzeyi ve oksijen satürasyonudur. DO 2 nin normal değeri ml/dak/m 2 dir. KPB ye bağlı gelişen hemodilüsyon kan viskositesini azaltmakta ve kanın oksijen miktarı yaklaşık olarak 20 ml/dl den 12 ml/dl ye düşmektedir. Dolayısıyla KPB sırasında DO 2 değerleri ml/dak/m 2 ye düşmektedir. Bu nedenle, uygun doku oksijen sunumunu dengeleyebilmek için ya oksijen tüketimi (VO 2 ) azaltılmalı ya da oksijen ekstraksiyonu arttırılmalıdır. KPB sırasında minimal güvenli DO 2 değeri kritik DO 2 olarak ifade edilir. KPB sırasında kritik DO 2 değeri tam olarak bilinmemektedir. KPB sırasında DO 2 de azalması (akımın (Q) azalması) oksijen ekstraksiyonunda artış ile kompanse edilir ve bu azalma VO 2 yi etkilemez (Şekil 4 de görülen plato fazı). Bu aşamaya kadar olan dönem akımdan bağımsız oksijen tüketimi olarak isimlendirilir. Maksimum oksijen ekstraksiyonuna ulaşıldıktan sonra akımda meydana gelen azalma VO 2 nin azalmasına sebep olur ve laktik asidoz başlar. Bu dönem ise akıma bağımlı oksijen tüketimi olarak isimlendirilir 35. KPB sırasında kritik DO 2 değeri ile ilgili çalışmaların sonuçları yeterince kabul görmemiştir. KPB sırasında DO 2 değerini optimize etmek için inspire edilen oksijen düzeyinin (F i O 2 ) %100 yapılması ve allojenik eritrosit süspansiyonu verilmesi rakamsal olarak DO 2 değerini arttırsa da doku seviyesindeki etkisi gösterilememiştir 35,36. Boston ve ark 37, değişen pompa akımının organlardaki DO 2 değerlerine etkisini araştırdıkları çalışmada, normotermik perfüzyon sırasında akımın 2.3 den 1.4 lt/dak/ m2 ye düşmesinin beyin DO 2 değerini etkilemediğini ancak böbrek, pankreas ve iskelet kası DO 2 değerlerinde önemli azalmalara sebep olduğunu göstermiştir. Bu bulgu, DO 2 için hiyerarşik sıralamada beyin dokusunun birinci sırada olduğunu göstermektedir. Hipotermi, KPB sırasında sık kullanılan bir uygulamadır. Genellikle sistemik sıcaklıkta her 10 C lik azalma oksijen tüketiminde %50 oranında bir azalmaya sebep olur 38. KPB sırasındaki sistemik hipotermi böylece oksijen tüketimini (VO 2 ) azaltmakta ve perfüzyon güvenliğini arttırmaktadır. Kent ve Peirce in 39 köpeklerde yaptığı çalışmada yüzey ve internal soğutma yöntemleri ile sağlanan hipoterminin VO 2 üzerindeki etkisi Şekil 5 de görülmektedir. Sistemik sıcaklığın 37 C den 17 C ye düşmesi ile VO 2 değeri %80-85 azalmaktadır. Sistemik sıcaklık 30 C iken güvenli akım 1.8 L/dak/m 2 iken 18 C de 1.0 L/dak/m 2 olarak belirtilmektedir. KPB sırasında hafif (30-35 C), orta (25-30 C) veya derin hipotermi (12-25 C) uygulana- VO 2 Maximum oksijen ekstraksiyonu Q Şekil 4: Akım (Q) ve oksijen tüketimi (VO 2 ) arasındaki ilişki 35 Şekil 5: Hipotermi ile tüm vücut oksijen tüketimi (VO 2 ) arasındaki ilişki 39

12 132 Kardiyopulmoner Bypass ve Optimal Koşulları bilir. Klinik perfüzyon uygulamasında kullanılan KPB akım, sistemik sıcaklık ve hematokrit değerleri Tablo 3 de verilmiştir. KPB sırasındaki yetersiz akım en erken beyin dokusunu etkiler. Joshi ve ark 34, hipotermik KPB nin serebral akım-basınç otoregülasyonunu bozduğunu ve ısınma (rewarming) işleminin bu bozulmayı arttırdığını göstermiştir. Aynı çalışmada, soğuma ve ısınma sırasında otoregülasyondaki bozulma ile postoperatif nörolojik olay arasında ilişki olduğu belirtilmiştir. Serebral perfüzyon ortalama arter basıncı (OAB) mmhg nın üzerinde tutulduğu sürece KPB sırasındaki akım değişikliklerinden etkilenmez. Bununla beraber, serebrovasküler hastalık varlığında, hipertansif ve yaşlı hastalarda serebral otoregülasyon bozulmakta ve bu grup hastalarda KPB sırasında optimal beyin perfüzyonu için en az 70 mmhg OAB sağlanmalıdır 40. KPB sırasında hipotansiyon (OAB < mmhg) gelişmesi istenmeyen bir durumdur. Yenidoğan ve süt çocuğu için istenilen KPB perfüzyon basıncı mmhg iken yetişkin hastalarda bu değer mmhg arasındadır. KPB sırasında ortalama arteriyel basıncın tutturulamaması uygunsuz basınç ölçümü, pompa akımının az olmasına, KPB ye bağlı gelişebilecek sistemik vazodilatasyona ve aort kanülasyonunun bir komplikasyonu olan aort diseksiyonuna sekonder gelişebilir. Tablo 3: KPB sırasında olması gereken akım, sistemik sıcaklık ve hematokrit (Htc) Hipotermi ( C) İstenen Htc (%) Akım (L/dak/m 2 ) KPB sırasındaki ideal hematokrit ve sıcaklık konusunda kesin bir görüş bulunmamaktadır. KPB sırasında hematokritin düşük tutulması (%18-22) kan viskositesinin ve kanın oksijen taşıma kapasitesinin azalmasına sebep olduğundan düşük hematokritin olumsuz etkilerini azaltmak için genellikle değişik derecelerde hipotermi uygulanması gereklidir. KPB sırasında yüksek hematokrit (%26-28) özellikle sistemik hipotermi uygulanmayan hastalarda ve konjenital kalp cerrahisinde nörolojik hasarı engellemede önemlidir. KPB sırasında olması gereken ideal sıcaklık hala tartışmalıdır. Sistemik hipotermi beyin başta olmak üzere tüm organların iskemiye toleransını arttırmakta, bypass sırasındaki düşük akım ve hematokrit değerlerinin tolere edilmesini sağlamaktadır. Buna karşın sistemik hipotermi enzimatik fonksiyonları olumsuz etkilemekte, trombosit fonksiyon bozukluğuna ve kanamaya sebep olmakta ve sistemik vasküler rezistansı arttırmaktadır. Bunlara ek olarak hipotermiye bağlı gelişen nörokognitif bozukluklar ve ısınma sırasında gelişebilecek serebral hipertermi operasyona bağlı morbidite ve mortalitenin artmasına sebep olmaktadır 41,42. Güvenli perfüzyon ve miyokard koruması için pediyatrik ve yetişkin hastalar arasında kardiyak ve sistemik dolaşımla ilgili anatomik ve fizyolojik farklılıkların bilinmesi gereklidir 43. Bu farklılıklar: 1. Pediyatrik hastalarda vücut ağırlığı/yüzey alanı (BSA) oranı daha yüksek olduğundan hemodilüsyonun hematokrit üzerindeki etkisi yetişkin hastalara oranla daha önemlidir. 2. Yenidoğanlarda ve infantlarda serebral vasküler otoregülasyon gelişmemiştir. KPB sırasında hızlı soğuma veya ısınmaya bağlı serebral hasar riski daha fazla olduğundan soğuma ve ısınma sürelerinin hızlı olmaması, en az dakikada yapılması önemlidir. 3. Çocuklarda yetişkin hastalara kıyasla kardiyak indeks yaklaşık %25 oranında daha yüksektir. 4. Siyanotik konjenital kalp hastalığı olan çocuklarda aortopulmoner ve bronşiyal kolleterallerin varlığı bu hastalarda hem aortik kros klemp sırasında miyokard korumasını olumsuz yönde etkileyebilir hem de sistemik akımdan çalarak hipoperfüzyon yapabilir. 5. Yapısal olarak yenidoğan kalbinde miyofibriller düzensiz ve daha az kontraktil eleman içermek-

13 Kalp ve Anestezi 133 tedir. Organeller ve kontraksiyon için gerekli enzim sistemleri de tam olarak gelişmemiştir. Miyositler yuvarlaktır. Organeller ortada toplanmıştır. Gelişimle beraber organeller perifere kayar ve kontraktil elemanlar daha aktif hale gelir. 6. Yenidoğan döneminde her iki ventrikülün boyutları birbirine eşit ve kompliansları düşüktür. Bir ventrikülün fonksiyonlarının bozulması süratle diğer ventrikülü de etkiler. Atım hacminin göreceli olarak sabit oluşu ve ventrikül kompliansının düşük olması nedeniyle yeterli kalp debisi için kalp hızı ve sinüs ritmi önemlidir. Afterload veya preload değişikliklerinden çabuk etkilenir. Özelikle yenidoğan ve erken süt çocukluğu döneminde miyokard kontraktilitesi sınırlıdır ve katekolaminlere yanıtı azalmıştır. Frank starling cevabı sınırlıdır. T tubülleri iyi gelişmemiştir ve kontraksiyon için gerekli olan kalsiyum, sınırlı miktarda depolanabilir. 7. Kalbin otonomi inervasyonu tamamlanmamıştır. Sempatik sistem tam olarak gelişmemişken parasempatik sistem yetişkindeki gibidir. 8. Doğumdan hemen sonra pulmoner vasküler rezistans yüksektir. 4-6 hafta içerisinde hızla düşer. Yetişkin değerlere ulaşması 4 yılı bulur. Pulmoner kan akımını arttıran hastalıklar pulmoner sistemin gelişimini engeller. Sağlıklı çocuklarda bile doğumdan sonra ilk 1-2 ay pulmoner yatak çok labildir. Doğumsal kalp hastalıklarında özellikle soldan sağa şant yapan ve pulmoner basıncı arttıran patolojilerde pulmoner hipertansif kriz riski yüksektir. 9. Erişkinlerde miyokard metabolizması için esas enerji kaynağı serbest yağ asitleri ve palmitattır ve 129 mol adenozin trifosfat (ATP) açığa çıkar. Yenidoğan kalbinde ise glukoz kullanılır ve 1 mol ATP açığa çıkar. Yağların kullanılamamasının sebebi mitokondri içerisinde yeteri miktarda asetil CoA enziminin olmamasıdır. 10. Yenidoğanlarda kalp glikojen depoları yüksektir. Yağ metabolizması artıkça glikojen depoları azalır. Dolayısıyla iskemi sırasında süratle aerobik metabolizmadan anaerobik metabolizmaya geçiş sağlanır. Bu da yenidoğan kalbinin iskemiye karşı olan direncini artırır. Pulsatil ve pulsatil olmayan KPB KPB sırasındaki tartışmalı konulardan biri de pulsatil perfüzyondur. Çeşitli çalışmalarda, hem erişkin hem de pediyatrik hastalarda pulsatile perfüzyonunun beyin başta olmak üzere vital organlara kan akımını arttırdığı, KPB ye bağlı gelişen sistemik enflamatuvar yanıtı ve buna bağlı mortaliteyi azalttığı iddia edilse de rutin klinik uygulamaya girmemiştir. Özellikle, pediyatrik hastalarda arteriyel kanül boyutlarının küçülmesi ve pompanın oluşturduğu pulsatil akımın önemli bir oranının kanül ucunda kaybolup arteriyollere ulaşmaması, enflamatuvar yanıt ve perfüzyon üzerinde iddia edilen olumlu etkilerinin olmaması, bu yöntemin eleştirildiği noktalardır 44. ph Yönetimi Hipotermik KPB sırasında ph/pco 2 yönetimi için iki farklı politika vardır: ph-stat ve alfa-stat. Derin hipotermi ve total sirkülatuvar arrestin sık uygulandığı neonatal ve infant kalp cerrahisi vakalarında ph-stat yönetimi daha iyi bir nörolojik koruma sağlarken yetişkin kalp cerrahisinde genellikle alfa-stat tercih edilmektedir. ph-stat yönetiminde tüm vücut sıcaklıklarında kan ph değeri 7.40 civarında tutulmaya çalışılır ve bu değeri sağlamak için sisteme sürekli CO 2 eklenir. Parsiyel CO 2 basıncının artması serebral vasküler yapılarda vazodilatasyon yaparak serebral perfüzyonu arttırır. Alfa-stat yönetiminde sistemik soğuma ile beraber CO 2 in kandaki çözünürlüğü artmaya başlar ve respiratuvar alkaloz gelişir. Hipotermi derecesine göre ortaya çıkan alkaloz normal kabul edilir. ph-stat yönetiminde hasta soğutuldukça sisteme CO 2 eklenmesi ile kan CO 2 düzeyi artar ve artmış CO 2 serebral vazodilatayon yaparak serebral kan akımını arttırır. Alfa-stat yönetiminde ise serebral kan akımı sistemik soğutma sonucunda azalan serebral metabolizma ile beraber azalma gösterir. Pediyatrik hastalarda KPB ilişkili minör ve majör nörolojik olaylarda en önemli etken hipoperfüzyon olduğundan hipotermik KPB sırasında serebral kan akımını arttıran ph-stat yönetimi izlenir. Yetişkin

14 134 Kardiyopulmoner Bypass ve Optimal Koşulları kalp cerrahisinde ise peroperatif nörolojik sorunlardan daha çok embolik olaylar sorumlu tutulduğundan alfa-stat yönetimi tercih edilir 45. Düşük Akımlı KPB ve Derin Hipotermik Sirkülatuvar Arrest Günümüzde derin hipotermi ve sirkülatuvar arrest (DHSA) uygulamasının yetişkin ve pediyatrik kalp cerrahisindeki kullanımı giderek azalsa da özellikle neonatal kompleks konjenital kalp cerrahisi ve arkus aorta cerrahisi yapılan hastalarda hala kısa süreli total sirkülatuvar arest tercih edilebilmektedir. DHSA planlanan hastalarda vücut soğumasının homojen olması önemlidir. DHSA için gerekli ideal vücut sıcaklığı C olarak kabul edilmektedir. Soğutma sırasında DHSA için hedeflenen sıcaklığa ulaşıldıktan sonra KPB nin aynı sıcaklıkta dakika daha devam ettirilmesi özellikle serebral soğuma açısından önemlidir. Konjenital kalp cerrahisi yapılan siyanotik ve büyük aortopulmoner kollateralleri olan hastalarda DHSA sonrası nörolojik hasar gelişme riski yüksektir. Maksimum güvenli DHSA süresi bilinmemekle beraber nörolojik hasar riski süre ile doğru orantılıdır 6. Yenidoğan ve süt çocuklarında DHSA uygulamasına alternatif olarak kullanılan bir diğer yöntem de düşük akım-düşük sıcaklıktır. Yenidoğan döneminde kalp cerrahisi yapılan ve düşük akım-düşük sıcaklık uygulanan hastalarda DHSA uygulanan hastalara kıyasla erken dönemde daha az nöbet, uzun dönemde de daha iyi motor beceriler tespit edilmiştir 46. DHSA sırasındaki diğer bir alternatif uygulama da antegrad serebral perfüzyondur. Yetişkin hastalarda arkus aorta cerrahisi sırasında serebral perfüzyonun aksiller ya da karotis arterlerden antegrad olarak devam ettirilmesinin etkinliği birçok çalışmada gösterilmiştir 47. Antegrad serebral perfüzyonun en önemli avantajları, beyin dokusunun DHSA yı daha uzun süre tolere edebilmesi ve orta ya da hafif hipotermide operasyonun yapılabilmesine olanak sağlamasıdır. Pediyatrik kalp cerrahisinde antegrad serebral perfüzyonun kullanılması son yıllarda artmakla beraber bu yöntemin diğer yöntemlere karşı etkinliği konusunda az sayıda randomize çalışma bulunmaktadır 6. Kompleks arkus aorta rekonstrüksiyonu yapılan yenidoğanlarda, postoperatif serebral hasar açısından DHSA ve antegrad serebral perfüzyon arasında fark tespit edilememiştir 48,49. KPB İlişkili Enflamatuvar Yanıt 6,7,49 KPB sırasında kanın yabancı yüzey ile teması, öncelikle kandaki proteinlerin bu yüzey tarafından absorbe edilmesine ve yüzeyin üstünde bir protein katmanının oluşmasına yol açar. Kullanılan biyomateryalin cinsine göre, oluşan bu protein tabakasının yapısı da değişir. Bu kavram, özellikle kaplamalı sistemler olarak tanımladığımız sistemler arasındaki farklılıkların temel noktasını oluşturur. Kanın hastadan oksijenatöre gelmesi ve oksijenatörün negatif yüklü yüzeyi ile temas etmesiyle ilk olarak kandaki fibrin parçacıkları, daha sonra da aktive olan trombositler bu yüzeye yapışır. Bu sırada ortamdaki kininojen etkisi ile prekallikrein kallikreine dönüşür ve faktör XII aktive olur. Bu süreç koagülasyon yolaklarını tetikler (Şekil 6). Ortaya çıkan kallikrein ile nötrofillerden, trombositlerdeki GPIIb-IIIa proteininin aktivasyonuna yol açan protein elastaz salıverilir. Bu aktivasyon, daha çok trombositin aktive olmasına, yabancı yüzeye yani biyomateryale yapışmasına (Şekil 7) ve trombositlerin yüzeylerinde deformasyon yaparak Şekil 6: Kardiyopulmoner bypass sırasında oluşan temas aktivasyonu ve kaogülasyon yolakların aktive olması (TFPI: doku faktörü yolak inhibitörü)

15 Kalp ve Anestezi 135 (eliptik yapıdan sferik yapıya dönüşürler) adezyon ve agregasyon yeteneklerini kaybetmesine yol açar. Kallikrein, plazmini aktive eder ve fibrinolizis artar. İskemi Reperfüzyon KPB Endotoksin Kompleman aktivasyon Proinflamatuvar sitokinler Hücresel aktivasyon (lökosit, trombosit, endotel hücreleri, vs) NO Serbest oksijen radikalleri Endotelin PAF Proteazlar Araşidonik asit metabolitleri Doku ve Organ Hasarı Şekil 8: Kardiyopulmoner bypass sırasında enflamatuvar yanıtın ortaya çıkmasına neden olan sebepler ve buna bağlı doku-organ hasarının gelişimi Şekil 7: Aktive olmuş trombositler yüzey fibrinojenine GpIIb/IIIa reseptörleri ile bağlanır ve plazma fibrinojenleri ile beraber trombosit agregatları oluşturur Plazmin trombosit yüzeyinde bulunan ve trombosit adezyonunda görev alan GPIb reseptörüne de bağlanır, GPIb reseptörleri şekil değiştirir veya deforme olarak ortamdan yok olur. Böylece trombositler adezyon açısından inaktif hale gelir. Şekil değiştiren ve fonksiyonlarını kaybeden trombositler ortamdaki vonwillebrand faktöre (vwf) bağlanamaz ve vasküler sistemde fibrin tıkaçlarının oluşumu engellenir. KPB aynı zamanda endotel hücrelerini de aktive eder. Endotel hücreleri kanın diğer şekilli elemanları olan monositler, makrofajlar ve trombositler ile aktive olarak ortama sitokin adı verilen maddelerin salıverilmesine yol açar. Sitokinler, aktive olmuş lenfositler ve makrofajlar başta olmak üzere birçok hücreden sentezlenen ve diğer hücrelerin fonksiyonlarının düzenlenmesinde mesaj alıp-verici olarak rol oynayan peptid yapısındaki maddelerdir. Sitokinler çeşitli hücrelerin yüzeyindeki reseptörlere etki ederek etki ettiği hücrenin büyüme ve matürasyon gibi birçok faaliyetini düzenler. Sitokin salıverilmesi kompleman aktivasyonu, iskemi-reperfüzyon veya başka sitokinlerin salıverilmesi gibi faktörlere bağlı olabilir (Şekil 8). KPB ye bağlı artan interlökin IL-1, IL-6, IL-8, tümör nekroz faktörü (TNF)-alfa ve beta ve interferon (IF- N)-gama gibi sitokinler enflamatuvar yanıt oluşumunda etkilidir. Her bir sitokinin organlar üzerindeki etkileri farklı olup postoperatif dönemde meydana gelen organ yetmezliğinin en önemli sebebi salıverilen serbest oksijen radikalleriyle beraber artmış sitokinlerdir. Sitokinler hedef hücrede kendi reseptörlerine bağlanarak etkili olur. Yarı ömürleri kısa olduğundan etkileri sınırlı bir zaman dilimindedir. Plazmin aynı zamanda kompleman sisteminin aktive olmasına yol açar. KPB ve kalp cerrahisi sırasında kompleman sisteminin aktivasyonu üç aşamada olur; 1) kanın endotel dışı yüzey ile teması sırasında, 2) protamin sonrası heparin-protamin kompleksinin oluşumu ile ve 3) reperfüzyon sonrası. Kompleman aktivasyonuna bağlı artan C5a KPB nin erken safhasında üretilir. Nötrofillerin degranülasyonunu tetikler, kemotaksisi aktive eder ve bir serbest oksijen radikali olan süper oksit üretimini uyarır. KPB sonrası gelişen sistemik enflamatuvar yanıt, postoperatif morbidite ve mortalitenin en önemli nedenlerindendir. Enflamatuvar yanıt açık kalp operasyonları sonrasında gelişen kardiyak, pulmoner, renal, hepatik, nörolojik ve hemostatik komplikasyonların patogenezinde birincil rol üstlenir. KPB sırasında ve sonrasında gelişen enflamatuvar yanıtın şiddeti ekstrakorporeal sistemlerin biyolojik uyum-