Mechanické srdce
16. 3. 2012
Kardiovaskulární choroby jsou postrachem lidí starších padesáti let. U nás na ně umírá 49 procent mužů a 55 procent žen. Lékaři však před zhruba pěti lety zavedli novou metodu, která může zachránit naše životy. Dobře fungující krevní oběh je jednou z podmínek života. Pokud ale začne selhávat srdce, začne selhávat i zásobování tkání kyslíkem a živinami a odvádění oxidu uhličitého a zplodin metabolizmu. V krajním případě může být toto selhání fatální. Proto musí zasáhnout medicína. Jedním z jejích nástrojů se nedávno staly mechanické srdeční podpory. Seznámíme vás s několika systémy mechanických srdečních podpor a zároveň vás zavedeme na špičková pracoviště Fyziologického ústavu 1. LF UK a Nemocnice Na Homolce.
Tady jde o život. Šestnáctiletému chlapci selhávají
plíce. Má už jen jednu šanci. Šanci, která tu v této podobě před pěti lety
ještě nebyla. Lékaři do menší nemocnice přivezli speciální přístroj, který umí
nahradit srdce i plíce. Po napojení na mobilní přístroj pak chlapce odvážejí do
specializovaného centra.
Stejný přístroj dává naději i lidem s těžkým postižením srdce. Zachraňuje jejich životy a zlepšuje další vyhlídky. Kardiovaskulární choroby jsou hlavní příčinou úmrtí na celém světě i u nás. Jsou způsobeny převážně nevhodným životním stylem.
Pavel Triner (47), pacient: Dvacátého prvního prosince jsem přišel z práce. Manželka mi povídá, chceš namazat vdolky? Já povídám namaž, já si zatím zapálím. Zapálil jsem si. Při počátku už jsem cítil na plicích, na prsou bolest, všechno …
Infarkt. Srdce selhává, nepřečerpává dost krve a tkáním se tak nedostává živin.
Prof. MUDr. Otomar Kittnar, CSc., přednosta fyziologického ústavu 1. LF UK: Dobře fungující krevní oběh je jednou z podmínek života. Oběhový systém je velmi rafinovaně u savců uspořádán, protože je tvořen dvěma pumpami, které navíc ještě mají pomocné čerpadlo. Hlavní pumpy, to jsou pravá a levá komora, no a pak jsou tam předsíně, to jsou pomocná čerpadla, takže ty komory fungují jako přeplňované čerpadlo.
Každá tkáň si do jisté míry může říci, kolik v dané chvíli potřebuje živin a kyslíku, a kolik potřebuje odvést oxidu uhličitého a zplodin metabolizmu. To vše se zařizuje regulací průtoku krve. Pokud ale začne selhávat srdce, začne selhávat i možnost průtok zvyšovat. V krajním případě může být toto selhání fatální. Proto musí zasáhnout medicína.
Právě se nacházíme ve speciální výzkumné laboratoři Fyziologického ústavu. Je to něco mezi operačním sálem a dobře vybavenou jednotkou intenzivní péče. Lékaři tu na prasečím modelu napodobují kritické stavy, jak je vidí ve své běžné praxi. Pak tyto stavy překonávají pomocí mechanické srdeční podpory, umožňující mimotělní membránové okysličování. Je to systém, který se používá v těch nejtěžších situacích, tedy ve stavu, kdy jak srdce, tak plíce nejsou schopny zajistit přežití.
MUDr. Jan Bělohlávek, Ph.D., Vedoucí lékař koronární jednotky, II. interní klinika kardiologie a angiologie VFN a 1. LF UK: Modelování kritických stavů je klíčové pro naše hlubší poznání velmi složitých procesů, které během kritického stavu nastávají, a to z toho důvodu, že u takto nemocných pacientů je velmi obtížné v některých případech ověřit, že ty postupy, které v podstatě používáme běžně, tak jim opravdu pomáhají.
Kritické onemocnění je složitý proces, kdy postupně selhávají jednotlivé orgány. Lékaři se jejich funkce snaží nahradit podpůrnými systémy. Přežití pacienta závisí na tom, zda dojde k nevratnému postižení daného orgánu – především mozku, ale také srdce, ledvin či jater.
MUDr. Jan Bělohlávek, Ph.D., Vedoucí lékař koronární jednotky, II. interní klinika kardiologie a angiologie VFN a 1. LF UK: Jsme schopni dobře namodelovat tady v té laboratoři srdeční zástavu, namodelovat to poškození, a zároveň jsme schopni sledovat parametry obnovujících se orgánových funkcí.
Lékaři zjišťují, v jakých situacích je podpůrný systém nejvhodnější a kdy může pacientovi nejvíce prospět. Nejdříve ho však musí napojit.
Doc. MUDr. Petr Neužil, CSc., FESC, Primář Kardiologického oddělení Nemocnice Na Homolce: Teď budeme dávat tu arteriální kanylu, tak je větší tlak, takže to bude podtékat. Takže máme připravenou i tu druhou kanylu, a pozor … Petr to připravuje tak, aby vás to neohodilo … A jedem, teď. To bylo super. To je spolupráce! Podíváme se na rentgen. Tady vidíme hlavně na té levé straně toho srdíčka tu žilní kanylu, která jde nahoru až nad ten pól obrazovky, a vidíme tam i tu arteriální kanylu, která kříží tu žilní a směřuje jakoby do středu páteře.
Doc. MUDr. Petr Ošťádal, Ph.D., kardiolog, Nemocnice Na Homolce: V pravé síni srdeční získáváme neokysličenou krev a ta neokysličená krev potom, co se ta kanyla připojí na tuto linku, je přivedena k tomuto zařízení. Toto je centrifugální pumpa, kde lopatky velmi rychle pohání tu neokysličenou krev a tato pumpa v podstatě nahrazuje tu funkci srdce.
Doc. MUDr. Petr Neužil, CSc., FESC, Primář Kardiologického oddělení Nemocnice Na Homolce: Petr teď bude napojovat systém na kanyly, které jsou spojené s vlastní pumpou. Je hrozně důležité, aby se ty kanyly připojovaly bez vzduchu, to co se teďko děje. Od toho jsou perfuzionisté.
Mgr. Svatava Horáková, perfuzionistka, jednotka klinické perfuze, Nemocnice Na Homolce: Já jako perfuzionistka mám na starosti přípravu přístroje a naplnění setu pro mimotělní oxygenaci a v průběhu trvání podpory se starám o ten přístroj a o ten set.
Doc. MUDr. Petr Neužil, CSc., FESC, Primář Kardiologického oddělení Nemocnice Na Homolce: Zatím máme klemy, zatím svorky na těch systémech, kanylách. Teď Petr uvolnil jednu klemu …
Doc. MUDr. Petr Ošťádal, Ph.D., kardiolog, Nemocnice Na Homolce: … a spustí se mimotělní oběh. Neokysličená krev z pravé síně vede do krevní pumpy a dále do oxygenátoru krevní pumpy. Tady se okysličí. Okysličená krev, to je ta světlejší, zase putuje zpět. Ten rozdíl odkysličená tmavá a okysličená světlá. Okysličenou krev vracíme do oběhu.
Zkoumaný systém je velmi jednoduchý. Pacient ho může mít zapojený do dvaceti minut a není třeba operační sál, stačí lůžko kritické péče. Pacient na něj může být napojen dva až čtyři týdny. Po téměř deseti letech experimentů a využívání v praxi dnes lékaři získali více systémů, jejichž výhod mohou využít.
Například tento nový systém srdeční podpory, který se rovněž vyvíjí na Fyziologickém ústavu. Nejprve se do srdeční komory zavede pomocný katetr, který sleduje vlastní kanyla. Na ni se pak mimo tělo napojí disk, který je přepažen membránou. Disková komůrka je pomocí hadičky napojena na přístroj, který na základě elektrokardiografu podporuje pulzaci.
Na rozdíl od ostatních podpor vytváří pulzy. Tělo je vnímá příznivěji. Je to rovněž první přístroj, který se nemusí zavádět do třísel. Neobsahuje ani oxygenátor, protože odebírá již okysličenou krev. Dvě třetiny pacientů, kterým selhává srdce, totiž okysličování krve nepotřebují.
Pavel Triner (47), pacient: Bolesti měl jsem, občas slaboty, v ramenou, v kolenou, srdce – cítil jsem takové bušení srdce, jako tempem nevím – někdy to bylo rychlejší, někdy zase v pomalém …
Náš pacient se ocitnul v ohrožení života. Jako první proto měl možnost využít zcela nového typu pumpy. Operační sál Nemocnice Na Homolce. Tento zásah trvající až šest hodin by měl pacientovi zachránit život. Po těžkém infarktu mu na spodní stěně srdce zbyla velká jizva, srdce nyní pracuje na pouhých 45 %. To by však nebylo to nejhorší. Začaly se navíc objevovat i poruchy srdečního rytmu. Ty vedly k nepříjemným pocitům bušení srdce, spojenými s vrávoravými stavy až ztrátou vědomí. Hrozila náhlá srdeční smrt.
Doc. MUDr. Petr Neužil, CSc., FESC, Primář Kardiologického oddělení Nemocnice Na Homolce: Pokud bychom byli schopni odstranit všechny potenciální zdroje komorové arytmie, což v této chvíli není možné říci, protože nevíme, jak ta komora vůbec vypadá, tak bychom teoreticky mohli dosáhnout stavu, že nebude nutné tomu nemocnému implantovat defibrilátor.
Proto bude napojen na unikátní systém podpory srdce.
Doc. MUDr. Petr Neužil, CSc., FESC, Primář Kardiologického oddělení Nemocnice Na Homolce: Tak tohle je vyměnitelná jednotka celého systému. Ta obsahuje systém kanyl, systém mechanického pohybu a oxygenátor. Jiná věc je potom ta mechanická část systému a prakticky se dá říct, že je velmi jednoduchá, protože celá řídicí jednotka je tento černý knoflík, kterým ovládáme, stejně jako u všech dalších centrifugálních pump, jenom otáčky.
Tato pumpa však má ještě něco navíc. Skrývá v sobě další záložní pumpu, která odsává vzduchové bubliny, jakmile je systém detekuje.
Lékaři nyní chtějí přesně zjistit, odkud chaotické impulzy v srdci vycházejí. Proto je budou muset uměle vyvolat. Některé arytmie však mohou trvat velmi dlouho, třeba i půl hodiny. Srdce bude po tu dobu nefunkční, takže ho musí nahradit. Zvolili proto tuto unikátní pumpu se systémem okysličování krve. Ta jim poskytne čas ke zmapování veškerých poškozených míst. Tato místa pak odstraní pomocí ablace – tedy přerušení s využitím vysokofrekvenční energie.
Takový postup je však možný jen díky dosud nejvyspělejší technologii. Sál Nemocnice Na Homolce ji vlastní jako první na světě. Pacient se nejdřív musí napojit na příslušné přístroje, především na pumpu. Do žíly v levém třísle se zavede kanyla, která směřuje do pravé srdeční síně, kde nasává krev. Do levé tepny se zavede druhá kanyla, která je však kratší, zasahuje jen do pánevního řečiště. Tam pak poteče okysličená krev. Na druhé straně se žilou z pravého třísla zavede ultrazvukový katetr, který skončí v pravé síni. Toutéž žilou se zavede i katetr, který směřuje do pravé komory, kde bude navozovat arytmie. Odsud až do levé komory povede i katetr pro mapování. Tepnou z pravého třísla lékaři povedou katetr na měření tlaku. Ten bude umístěn v levé komoře. V jednotlivých částech srdce se nyní pohybuje pět katetrů. Je to žilní kanyla podpůrné pumpy, katetr pro ultrazvuk, katetr pro vyvolání arytmií, mapovací katetr a katetr pro tlak.
Pacient je nyní plný katetrů, které vedou k jednotlivým přístrojům tohoto špičkového sálu. Tyto obrovské válce jsou permanentní magnety. Pomocí nich lékaři řídí pohyb mapovacího katetru, který má koncovku opatřenou třemi magnetickými proužky. Změnou magnetického pole se katetr může otáčet do všech stran. Mapovací katetr pak slouží i k vypalování center původu arytmií.
Doc. MUDr. Petr Neužil, CSc., FESC, Primář Kardiologického oddělení Nemocnice Na Homolce: Teď se nalézáme uprostřed výkonu. Kolega prakticky na dálku řídí pohyb mapovacího katetru, který je umístěn zde v takovém speciálním pouzdru. To pouzdro umožňuje dokonce i pohyb toho katetru na dálku.
Robotické rameno je důležité pro vytvoření dostatečného přítlaku katetru ke stěně srdeční svaloviny. Napomáhá tak magnetickému ovládání. Nad pacientem se nachází hybridní dálkově řízený robot. Nechybí ani rentgen. Jeho mobilní rameno se může posouvat nad hrudník pacienta. Orientace všech katetrů je na něm dobře rozeznatelná. Lékaři ho však spouštějí jen minimálně. Ze sta minut za celou operaci snížili jeho použití na desetinu, omezí se tím množství záření. Rentgen slouží spíše jako zobrazení orientační a je součástí celé zobrazovací mozaiky. Dalším zobrazovacím prostředkem je ultrazvuk. Jak jsme ukázali, je pomocí katetru zaveden až do srdce. Lékařům prozradí, jak arytmie, které navodí, ovlivní výkon srdce. Podle toho pak mohou řídit i výkon pumpy.
Po zapojení přístrojů zůstává na sále pacient téměř sám. Vše se řídí odsud z ovladovny. Lékaři už pomocí mapovacího katetru zobrazili levou komoru. Fialová barva této trojrozměrné rekonstrukce představuje zdravé tkáně, ostatní barvy jsou tkáně postižené infarktem. V tuto chvíli lékaři v kritických zónách infarktové jizvy vypalují přesně určená místa.
Tím by se měly odstranit všechny zdroje arytmie. Pacient by už nadále neměl být ohrožen náhlou srdeční smrtí.
Pavel Triner (47), pacient: Arytmie, vlastně všechno, je odstraněné, a já mám akorát velké problémy, že mám po tom infarktu hodně postižený srdce.
Pan Triner tak pro jistotu defibrilátor ještě dostane.
Lékaři Nemocnice Na Homolce vyzkoušeli téměř všechny krátkodobé mimotělní mechanické srdeční podpory. Zajímá je, jak je pumpa výkonná, jestli je při jejím použití nutné ředit krev, ze kterého místa v těle krev nasává. Zvažují, zda může pacienta převést přes kritický stav až například k transplantaci srdce.
Šestnáctiletému chlapci přístroj pomohl ulevit plicím, které dostaly čas na to, aby se vzpamatovaly. Stačilo jen pár dní. Zanedlouho se vrátí k rodině.
Druhá interní klinika Všeobecné fakultní nemocnice spolu s Nemocnicí Na Homolce do současné doby použily mechanické srdeční podpory u více než sto padesáti pacientů. Pomohly více než polovině z nich. Bez této podpory by však už žádnou šanci neměli.
Autor: Šárka Speváková