Buffl

Kardiotechnik

AS
by Annika S.

Entzündungsreaktion des Organismus


Aktivierung des Gerinnungssystems durch Thorakotomie

—> systemische Blutdrucksenkung, verstärkte Kapillarmembranpermeabilität, vermehrte Ödembildung

Kontakt mit Fremdoberfläche aktiviert Komplementsystem


Manche Patienten: systemsche Entzündungsreaktionen (SIRS)

- Ursachen: Große Operationen (HLM, große Wundflächen), Traumata, Schock, Verbrennungen, immunologisch, erkrankungen, ..

- Diagnose (mind 2): Körpertemperatur >38 oder <36; Herzfrequenz >90/min (Tachykardie); Hyperventilation pCO2<32mmHg; Leukozytose>12000µl, Leukopenie<38000µl, Linksverschiebung>mehr als 10% unreife Leukozyten

- meist kein Erreger vorhanden, multifaktoriell bedingt, Komplementaktivierung durch cardiopulmonalen Bypass spielt vermutlich größte Rolle bei SIRS Entwicklung

- Folgen: Enzephalopathie, Thrombozytopenie, Hypotension, Hypoxie, Akutes Nierenversagen, Metabolische Azidose, Multiples Organversagen


Vasoaktive Mediatoren/Gefäßmediatoren: Histamin, Prostaglandin, Kinine, Serotonin


Aktivierung der Kaskadensysteme durch ausgedehnten Kontakt des Patientenbluts mit synthetischem Material der HLM —> Plasma-Proteinasen-Systeme

Kinin-Kallikrein-System:

- schlecht abgrenzbares System von Blut-Proteinen (—> Entzündung, Blutdruckkontrolle, Gerinnung, Schmerz)

- wichtigste Mediatoren: Bradykinin, Kallidin (Vasodilatoren)

- Autoaktivierung GErinnungsfaktor XII

- Begünstigung inflamatorische Reaktion durch Aktivierung neutrophiler Granulozyten

—> Freisetzung von Bradokinin

Fibrinolytisches System:

- Gesteigerte Fibrinolyse durch vermehrte Plasminproduktion

- gesteigerter Fibrinverbrauch

- Bildung von Fibrin-Spaltprodukten

Komplementsystem:

- Kaskadenförmige Proteinbildung —> Ziel: Membran des Erregers durchbrechen


Neutrophile Granulozyten

- mit 50-65% Anteil häufigste Leukozyten (weuße Blutkörperchen)

- Phagozyten

—> Zellschäden durch polymorphkernige Leukozyten

- Entzündungsmarker



Flüßigkeitsgleichgewicht


Grundlagen

- Extrazelluläre Flüßigkeit (intravasal, interstitiell, lymphe und zerebrospinaler Liquor)

- Intrazelluläre Flüßigkeit

- Kristalloide Lösungen —> Akute initiale Behandlung einer Hypovolämie

- Kolloidale Lösungen —> “Plasmaexpender”, Verlängerung der Verweildauer von kristalloiden Lösungen im Intravasalraum, Anheben des kolloid osmotischen Drucks


- Kristalline Lösungen, Elektrolytlösungen

- Hauptbestandteil Natrium

- Haupteinsatz Vollelektrolytlösungen

- Elektrolyte in plasmagleicher oder ähnlicher . Konzentration

- 25% substituierter Lösung verbleibt in Intravasalraum

- nur begrenzte Volumensubstitution

- Verlängerung Wirkdauer durch Kolloidzusatz

- Kolloidale Lösungen, Blutersatzmittel

- Grundlagen

- Kolloide —> hochmolekulare Flüßigkeiten

- Plasmaexpander —> Volumeneffekte über infundierte . Lösung

- Bestandteile —> Hydroxyethylstärke, Gelatine, Dextran

- Hydroxyethylstärke-HES —> langkettige Glukosebausteine

- Einsatz: Volumenersaz, präoperative Hämodilution, . HLM Priming

- Nebenwirkungen: Unverträglichkeitsreaktion, . Gerinnungshemmung

- Abbau enzymatisch und Niere

- Gelatine —> Vernetzung von abgebauten . Kollagenbruchstücken

- Einsatz: Volumenersaz, präoperative Hämodilution, . HLM Priming

- Nebenwirkungen: Unverträglichkeitserscheinungen

- Abbau überwiegend renal

- Albumin (Humanalbumin)

- Aufrechterhaltung/Anheben kolloidosmotischer Druck

- Transport wasserlösliche Substanzen im Blut

- Beitrag Pufferkapazität Blut

- Einsatz: Priming, Volumensubstitution

- Hämoglobin-Lösungen (EKs)

- freies modifiziertes Hämoglobin mit hoher O2 Affinität

- Anheben Hämokrit bzw Hb-wert bei großem . Blutverlust oder Hämodilution

- Problem: Veruneinigung, Verweildauer, . Nierenschädigung, Gefäßverengung


Auswirkungen EKZ

auf Lungenfunktion



- Passagere respiratorische Insuffizienz bei 40-70% —> laut Klemm: 70-100% in verschieden ausgeprägten Graden

- i.d.R. Beeinträchtigungen nicht betrohlich und bilden sich zurück


Ursachen

- Risikofaktoren —> Alter, COPD, Adipositas, pulmonale Hypertonie

- Operation

—> Dauer EKZ & Ausmaß chirurgisches Trauma Auswirkungen auf postoperative Lungenfunktion

—> Eröffnung Pleura kann postoperative Schmerzen verursachen und Atemtechnik verändern

—> Läsionen des Nervus phrenicus —> Zwerchfelldysfunktionen

- Hämodilution und Aktivierung Komplementsystem bewirken

—> erhöhte Membranpermeabilität, Aktivierung neutrophiler Granulozyten

-> Schädigung Endothel und Leukozytensequestration in das Lungengewebe


Beatmung

- Durch zeitweises einstellen der Beatmung wird lunge nur miniml perfundiert und nicht/minimal ventiliert

- Pumpleistung des Herzens erheblichen Einfluss auf Lungenfunktion ezüglich Sauerstoffangebot und Perfusion

- 70% aller Patienten bilden Atelektasen (kollabierter Lungenabschnitt mit wenig/keiner Luft gefüllt, Alveolarwände aneinander anliegend) aus, i.d.R. Rückbildung nach wenigen Tagen

-

- Fakoren, die Atelektasenbildung begünstigen

- Sekretretention

- Lungenkollaps während EKZ

- Postoperative Sedierung

- Störung des Surfactant

- Phrenikusläsionen

- gestörte Atemtechnik


—> Postperfusionssyndrom —> Interstitielles Ödem “Lungenwasser”, perivaskuläre Blutungen, Atelektasen


Postperfusionslunge —> Ausdruck multifaktorieller Fehlfunktionen

—> beeinflussbar durch:

- Menge und Qualität Bluttransfusionen

- Dauer EKZ

- Exzessive Sauerstoffkonzentration

- Immobilisation von Patienten



Hypothermie


Stadien

- Ultramilde —> 35 Grad —> immer laut Herr Klemm, Sicherheit (2min Zeitpuffer)

- Milde —> 32-35 Grad

- Moderate —> 26-31

- Tiefe —> 20-25

- Profunde —> <20

- 18 ist CutOff, weil Sauerstoff sonst nicht mehr in Gewebe ankommt, da Hämoglobin ihn dann nicht mehr abgibt


Physiologishe und Pathophysiologische Auswirkungen

- Verlängerung Ischämietoleranz

—> 30 Grad —> 50% O2-Verbrauch des Körpers

—> 25 —> 25% O2-Verbrauch

—> 15 —> 10% O2-Verbrauch —> sehr große Vorsicht!!!! Wie viel O2 in Körper vor Kreislaufstillstand

- ATP Produktion durch glykolytischen Verbrauch von Glykose

- Zunahme der Blut-Viskosität

- Steigerung des peripheren Gefäßwiderstands

- Hemmende Wirkung auf das Gerinnungssystem

- Unterdrückung der Immunabwehr


pH-Management

Anstieg des pH-Werts

—> durch Alkalisierung kommt es zu Verschiebung der Sauerstoffbindungskurve nach links


-> alpa-stat vs pH-stat


Säure-Basen-Haushalt

Blutgasanalysen zu Überwachung und Sicherstellung ausreichende Versorgung

Zwei Verfahren

- pH-stat

—> die bei 37 grad im Gerät gemessenen Werte auf aktuelle Körpertemperatur korrigiert mittels Umrechnungstabelle

—> Normalwerte werden bei jeder Temperatur angestrebt

—> Temperaturkorrektur führt zu höheren pCO2-Werten und erhöhtem zerebralen Blutfluss

—> oft muss gezielt CO2 zugegeben werden um während Hypothermie pCO2=40mmHg aufrecht zu erhalten


- alpha-stat

—> keine Korrektur der Temperaturdifferemzen

—> Annahme: ph=7,4, arterieller pCO2=40mmHg nur für 37 grad normal, für andere Temperaturen andere Werte erforderlich


O2-Bindungskurve

O2-Kapazität

- erhöht: geht höher

- erniedrigt: nicht so hoch


O2-Sättigung

- Linksverschiebung: CO2<, Temp<, BPG<, pH> (abkühlen)

- Rechtsverschiebung: CO2>, Temp>, BPG>, pH< (aufwärmen)


Temperaturdifferenz beim Aufwärmen

Aufpassen!!! —> langsam erwärmen

Ist die Temperaturdifferenz beim Aufwärmen zu groß kommt es zur Gasblasenbildung mit der Gefahr der Gasembolisation

—> Temperaturdifferenz zwischen Blut und Körperkerntemperatur bzw. Wassertemperatur des Hypothermiegerätes nicht größer als 10 Grad (Buch), Klemm: in echt 6(-8) Grad

—> am Ende kleinere Differenz, da man nicht auch 40 Grad aufheizen kann (=fieber, eiweiß zerstört)

—> bis 34 Grad schnell, dann bis 37 Grad sehr langsam

Bestandteile Gerinnungsprozess


An Gleichgewicht der Gerinnung mit Komponenten Gerinnungsförderung, Gerinnungshemmung, Gerinnungsauflösung sind folgende Systeme beteiligt

  • Vaskuläre Komponente —> Blutgefäße mit (Sub-)Endothel

    • Kontraktion der Gefäße für geringeren Blutverlust bei Verletzung und erleichterte Gerinnselbildung durch daraus resultierende geringere Blutflussgeschwindigkeit

    • Normal: nicht aktiviertes Endothel zeigt anti-koagulatorische Eigenschaften mit Vasidilatation, Gerinnungsinhibierung, Fibrinolyeaktivierung, Plättchenhämmung über NO

    • Verletzung: Endothel konvertiert in prokoagulatorischen Zustand mit Vasokonstriktion, Gerinnungsaktivierung, Fibrinolysehemmung, Plättchenaktivierung

  • Zelluläre Komponente —> Thrombo-, Leuko- und Monozyten

  • Plasmatische Komponente —> Gerinnungsfaktoren &Inhibatoren

    • Plasmatische Gerinnung

      • Nach Auflösung Gerinnungsreiz—>Serie von biochemischen Reaktionen —> Bildung eines festen Gerinnungsgewebes (Thrombus) aus Fibrin

      • beteiligte Eiweisstoffe = Gerinnungsfaktoren

        • Glykoproteine, größrenteils Familie der Serinproteasen

        • im Blut in aktiver Form, Zusatz “a” bezeichnet aktive Form

        • Unterscheidung prokoagulatorische und inhibitorische Faktoren

          • Prokoagulatorische Faktoren

            • Mehrzahl Faktoren in Leber synthetisiert, größtenteils Vitamin-K abhängig

          • Inhibatorische Faktoren

            • Wichtigster Inhibitor = Antithrombin (AT) —> starke Affinität und Hemmwirkung auf Thrombin und Faktor Xa; wird in Aktivität durch Heparansulfat oder Heparin vertausendfacht

  • Fibrinolytisches System —> Fibrinolyse & ihre Inhibatoren

    • Gerinnungsgleichgewicht

      • Gerinnungssystem in Gleichgewicht mit hemmenden Faktoren der Blutgerinnung —> Zusammenspiel bewirkt sinnvolle Aktivierung des Gerinnungssystem ohne Gefährdung

      • Fibrinolyse: Bildung von Gerinnseln in Gleichgewicht mit Thrombus-Auflösung

    • plasmatischem Gerinnungssystem steht neben Inhibitorsystem das Fibrinolysesystem (FS) als Antipode gegenüber

      • FS sorgt für sofortige Aufspaltung (Auflösung und Eliminierung) von Fibrinfäden

        Endprodukt der Fibrinolyse: Fibrinspaltprodukte (D-Dimere)

    • Auslösende Reize

      • keine Gerinnung innerhalb intakten Blutgefäßsystems

      • Altivierung durch Kontakt des Blutes mit körperfremden Oberflächen oder gerinnungsaktivierenden Substanzen aus Körpergewebe (tissue factor)

        • Aufteilung entsprechend Auslösungsart und chemischen Vorgängen

          • Fremdoberflächenkontakt —> Intrinsic System

            • Wenn unerwünschte Thrombenbildung: Gerinnungsfähigkeit durch Medikamente herabgesetzt (Antikoagulation)

          • Tissue Factor —> Extrinsic System

            • Bsp.: Blutstillung nach Verletzung

        • Einteilung = sehr grobe Annäherung an tatsächliche Vorgänge

  • zunehmende Thrombosierung eines Hämoddialyse- oder Hämofiltrations-Systems zwingt zu Auswechseln des Systems

    • Keine stärkere Antikoagulation, um Blutungskomplikationen zu vermeiden

  • Thrombosierung der HLM gefährdet Patient vital

    • Blut durch sehr hohe Heparindosen vollständig ungerinnbar


Manipulation am Gerinnungssystem

z.B. Antikoagulation


Antikoagulation

= Medikamentöse Hemmung der Blutgerinnung

Drei Wege:

  • Heparin

    • Hemmung der Bildung und/oder Aktivität mit unterschiedlichen Schwerpunkten

    • Voraussetzung Wirksamkeit = ausreichende Menge von ANtithrombin in Plasma

    • in verschiedenen Konzepten angewendet

      • “low dose” Heparinisierung

        • Prinzip: geringe Hemmung vermindert Neigung zur THrombosebildung

        • Anwendung: Verminderung Thromboserisiko bei gefährdeten Patienten, Überbrückung “Marcumar-Pause”wegen Verletzung/OP

      • Therapeutische Heparinisierung

        • Prinzip: weitgehende Unterdrückung der plasmatishcen Gerinnung angestrebt

        • Anwendung: bei besonderer Gefahr von THrombosebildung (Beinvenenthrombose, Herzinfarkt, Lungenembolie, …)

        • Laborkontrollen: PTT oder TZ, Antithrombin

      • Vollständige Antikoagulation

        • Prinzip und Anwendung: Zu Vermeidung der Gerinnungsaktivierug durch große Fremdoberflächen in HLM fast vollständige Unterdrückung Gerinnung während EKZ

        • Applikation: Anfangsdosis: ca 300-400 E/kg unfraktioniertes Heparin, Wiederholungsgaben: ca 100 E/kg

          Laborkontrolle: ACT

        • Gegenmittel: Protamin

    • Heparin-induzierte THrombozytopenie (HIT)

      • durch Heparin ausgelöste Aktivierung der Thrombozytenaktivität

      • Thrombenbildung mit Abfall Thrombozytenzahl

      • einzige Therapiemaßnahme: sofortige Beendigung der Heparinexposition

      • Weiterführung Antikoagulation: “Heparinoide”

      • HIT I

        • AKtivierung Thrombozyten durch Heparin

        • Abfall THrombozyten, spontane Rückbildung nach wenigen Tagen

      • HIT II

        • Antikörperbildung gegen Heparin/Protein-Komplexe

        • evtl. alternative Antikoagulation für HLM

  • Cumarine

    • Phenprocoumon (Marcumar) = gebräuchlichster Vertreter der Medikamentengruppe Cumarinderivate —> hemmt die Bildung von 4 Gerinnnungsfaktoren (Phrothrombinkomplex)

    • Cumarin ist ein Antagonist des Vitamin-K

    • nahezu vollständige Hemmung der plasmatischen Gerinnungsfähigkeit kann erreicht werden

    • Anwendung bei hoher Thrombosegefährdung, Langzeitbehandlung

    • Kontrolle: Quick-Test oder INR-Messgerät

  • Thrombozyten-Aggregationshemmer

    • ASS, ADP-Rezeptor-Antagonisten, Glykoprotein IIb/IIIa-Rezeptorantagonisten

    • Prinzip: Hemmung Plättchenfunktion

    • ASS Langzeit Gerinnungsminderung

    • Nebenwirkungen: Blutungsgefahr in Alltag nicht von Bedeutung, Bei OPs: Blutungsrisiko nach Einnahme ASS erhöht —> frühzeitig absetzen


Blutsparende Maßnahmen

möglichst ohne Transfusion operieren

—> funktioniert außer bei Säuglingen und ganz großen OPs gut

Methoden

  • Eigenblutspende

    • Vorteile

      • Blutgruppe passt immer

      • Kein Infektiosrisiko mit Autoimmuerkrankungen

      • Risiko von allergischen Reaktionen verringert

    • Konzept

      • Blutspende bis 10 Tage vor OP

      • Substitution mit kristalloiden oder kolloidalen Lösungen

      • Erythropoetin

    • Kontraindikationen

      • instabile Angine pectoris, höhergradige Hauptstammstenosen, dekompensierte Herzinsuffizienz, schwere Aorten und oder Mitralstenosen, Hb-Wert<11g/dl, Gerinnungsstörungen, Hämophilie, angeborene oder erworbene erythrozytäre Defekte

      • —> fast ausschließlich Indikatoren für HerzOP

      • —> nicht in Herzchirurgie verwendet

  • Isovolumetrische Hämodilution

  • Hämodilution am Beginn und währen der EKZ

  • Blutabnahme während der EKZ

    • ohne Hämodilution unter Kontrolle der Sauerstoffextrationsrate

  • Hämofiltration und Ultrafiltration

    • Hämofiltration

      • Elimination Harnpflichtiger Substanzen und Flüßigkeitsentzug durch Abscheidung von Ultrafiltrat über semipermeable Membran

      • Hämofiltrat besteht aus

        • Plasmawasser

        • Elektrolyten

        • Substanzen mit Molekulargewicht < 50000 Daltons

  • Maschinelle Autotransfusion

    • Prinzip

      • Blut beim Absaugen mit Antikoagulanz versehen

      • Erythrocyten durch Zentrifugation separiert

      • Können retransfundiert werden

    • Vorteile

      • Normotherm

      • PH nahezu physiologisch

      • Geringes Infektionsrisiko

      • Niedriger Kalium wert

      • Schnell verfügbar

      • Patient muss nicht antikoaguliert werden

    • Nachteile

      • Plasma und Gerinnungsfaktoren werden ausgewaschen

  • Reinfusion von Draignageblut

  • Pharmakologische Beeinflussung der Blutgerinnung

  • Verwendung von beschichteten Perfusionssystemen in der EKZ

  • Verwendung von Zentrifugalpumpen in der EKZ

  • Retrogrades autologes Priming (RAP)

    • Austausch des Primingvolumens der HLM durch autologes Patientenblut (nach Kanülierung)

    • Vorgehen

arterielle Linie

venöses Reservoir und Oxygenator

venöse Linie

Pharmakologie / Medikamente in der Herzchirurgie


Sypathoadreneges System

  • für Steigerung Herz-Kreislauf-System verantwortlich

  • Sympathisches Nervensystem medikamentös über Stimulstion verschiedener REzeptoren beeinflusst

    • alpha-1: Vasokonstriktion

    • alpha-2: peripher: Vasokonstriktion, zentral: Hemmung NA-Freisetzung

    • ß-1: Steigerung Inotropie und Herzfrequenz

    • ß-2: Vasodilation


Kreislaufregulation

  • Katecholamine —> wirken an SNS —> Adrenalin, Noradrenalin, Dopamin (körpereigene Substanzen)

    • Adrenalin (Suprarenin)

      • Einsatz

        • bei schlechter myokardialer Kontraktilität

      • Wirkung

        • ß-Rezeptor Stimulation

        • höhere Dosierung —> zunehmende alpha-Rezeptor Stimulation

        • Wirkung auf sympathoadrenerge System pH abhängig

      • Nebenwirkungen

        • Zunahme myokardialer Sauerstoffverbrauch

        • Arrhythmien

      • Wirkdauer und Elimination

        • Wirkadauer: ca 2-4 min

        • Enzymatishce Inaktivierung

    • Noradrenalin (Arterenol)

      • Einsatz

        • Anhebung peripherer Widerstand (Blutdruck)

      • Wirkung

        • alpha-Rezeptor Stimulation

        • höhere Dosierung —> zunehmende ß-Rezeptor Stimulation

      • Nebenwirkungen

        • Abnahme Gewebs- und Organperfusion

      • Wirkdauer und Elimination

        • Wirkadauer: ca 1-3 min

        • Enzymatishce Inaktivierung

    • Dopamin

      • Einsatz

        • leichte bis mäßig schwere Herzinsuffizienz

      • Wirkung

        • Stimulation dopaminerger und ß und alpha adrenerger Rezeptoren

        —> Heute Dobutamion statt Dopamin

  • andere Sympathomimetika —> stimulieren Erregungsübertragung von adregener Rezeptoren auf Sympathikus

    • Dobutamin

      • Einsatz

        • synthetisches Sympathomimetikum mit geringerer Wirkung auf peripheren Gefäßwiderstand und Herzfrequenz als andere Katecholamine

      • Wirkung

        • Stimuliert primär ß-Rezeptoren, aber setzt nicht Noradrenalin frei

    • Ephedrin

      • setzt Noradrenalin frei

  • Inoptrika ohne sympathomimetische Wirkung —> Einfluss auf Kontraktionsfähigkeit von (Herz-)Muskelgewebe

  • Vasodilatoren —> wirken gefäßerweiternd über Absenken des muskulären Tonus innerhalb Gefäßwand

  • Antiarrhythmika —> Behandlung von Herzrhythmusstörungen


Einsatz Vasopressoren im OP

Klassisch

  • Noradrenalin

Wenn mit NA kein adäquater MAD erreicht wird

  • Argipressin


Vasodilatoren

  • Einsatz

    • Behandlung eines erhöhten Blutdrucks und der akuten oder chronishcen Herzinsuffizienz

      • Substanzen mit raschem Wirkungseintritt und guter Steuerbarkeit bevorzugen

        • Urapidil, Nitroglyzerin

  • Gefahren

    • zu starker Abfall des arteriellen Blutdrucks

    • zu starke Beeinträchtigung des venösen Rückstroms mit Abfall Herzzeitvolum

    • REflextachykardie

    —> Vasodilatorentherapie nur unter invasivem Monitoring

  • Welcher bei Einsatz HLM

    • Urapidil



Author

Annika S.

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