The risk of respiratory failure for chronic thromboembolic pulmonary hypertension patients after pulmonary endarterectomy

Wstęp

Zakrzepowo-zatorowe nadciśnienie płucne (ZZNP) jest rzadką konsekwencją ostrej zatorowości płucnej o bardzo niepomyślnym rokowaniu [1]. U chorych z ZZNP leczonych objawowo, ze średnim ciśnieniem w tętnicy płucnej (ang. pulmonary artery pressure – PAP) większym od 50 mm Hg, 5-letnie przeżycie nie przekracza 20% [1, 2]. Dla pacjentów z proksymalną lokalizacją zmian zakrzepowo-zatorowych w tętnicach płucnych endarterektomia tętnic płucnych (ang. pulmonary endarterectomy – PEA) jest leczeniem z wyboru [3]. Od lat 90. w Polsce zabieg PEA jest z powodzeniem wykonywany w I Klinice Kardiochirurgii Instytutu Kardiologii w Warszawie i Śląskim Centrum Chorób Serca w Zabrzu.

Cel pracy

Celem pracy była ocena pooperacyjnych powikłań pacjentów z ZZNP poddanych PEA oraz czynników ryzyka ich występowania, ze szczególnym uwzględnieniem niewydolności oddechowej (NO) wymagającej leczenia respiratorem.

Materiał i metody

Od października 1995 r. do kwietnia 2010 r. w I Klinice Kardiochirurgii Instytutu Kardiologii w Warszawie wykonano PEA u 115 pacjentów z ZZNP, w tym 80 mężczyzn (67%), w średnim wieku 53 ±13 lat (25–77 lat).

Zabieg chirurgiczny polegający na usunięciu zorganizowanego materiału zatorowego wraz z częścią błony wewnętrznej wykonywano wg metody opisanej przez Jamiesona. Zabieg przeprowadzano w głębokiej hipotermii (18ºC) z okresowym całkowitym zatrzymaniem krążenia (na okresy 20-minutowe) z 10-minutową reperfuzją. Po wykonaniu PEA i przywróceniu ciągłości ścian naczyń krążenie pozaustrojowe było przywracane i rozpoczynano proces ogrzewania. W postępowaniu anestezjologicznym nie stosowano rutynowo premedykacji. Indukcja znieczulenia odbywała się po kaniulacji żyły obwodowej i zabezpieczeniu dostępu do tętnicy. Standard monitorowania śródoperacyjnego obejmował pulsoksymetrię, pięcioodprowadzeniowy elektrokardiogram, kapnometrię, pomiar ciśnienia systemowego, pomiar ciśnienia w tętnicy płucnej, pomiar ciśnienia w prawym przedsionku, pomiar temperatur centralnej i obwodowej. Kilkakrotnie w trakcie operacji i przynajmniej raz na dobę w okresie pooperacyjnym do momentu usunięcia cewnika Swana-Ganza wykonywano pomiary rzutu minutowego serca i wyliczonych parametrów hemodynamicznych. Od 2006 r. wykonywano śródoperacyjną kontrolę oksymetrii mózgowej rSO2 (aparatem Invos Somanetics Corporation, Troy MI).

Indukcja znieczulenia i podtrzymanie znieczulenia były typowe jak przy innych operacjach kardiochirurgicznych (fentanyl lub sufentanyl, relanium lub midazolam, etomidat, pankuronium, izofluran lub sewofluran wziewnie).

W celu protekcji ośrodkowego układu nerwowego (OUN) poza hipotermią (18ºC) i żelowymi kompresami chłodzącymi na głowę okołooperacyjnie stosowano tiopental w ciągłym wlewie lub bolusach przed zatrzymaniem krążenia oraz steryd (deksametazon lub metyloprednizolon) po indukcji znieczulenia. W pierwszej dobie pooperacyjnej pacjenci poddawani byli planowej sedacji.

Pacjenci rutynowo byli ekstubowani w 2. albo w 3. dobie po operacji. Ekstubowano pacjentów stabilnych hemodynamicznie, z pełnym logicznym kontaktem i dobrą siłą mięśniową. Chory nie mógł być wychłodzony. Rutynowo przynajmniej raz dziennie (rano) wykonywano radiogram klatki piersiowej w celu wykluczenia obrzęku reperfuzjnego. Przyjęte przez autorów badania kryteria ekstubacji to: saturacja w pulsoksymetrii SpO2 > 90%, prężność tlenu we krwi tętniczej PaO2 > 70 mm Hg przy stężeniu tlenu w mieszaninie oddechowej nie większym od 45% i dodatnim ciś-

nieniu końcowo-wydechowym PEEP ≤ 5 cm H₂O w trybie wentylacji spontanicznej ze wspomaganiem ciśnieniem nie większym niż 10 cm H₂O. Na podstawie dokumentacji medycznej dokonano retrospektywnej analizy przebiegu pooperacyjnego i powikłań u pacjentów poddanych PEA.

Za kryterium występowania NO przyjęto arbitralnie konieczność wspomagania oddechu w 4. i kolejnej dobie po operacji lub wcześniejszy zgon z powodu niewydolności oddechowo-krążeniowej.

Po przeanalizowaniu danych 115 pacjentów u 83 w średnim wieku 52 ±14 (25–76) lat nie stwierdzono cech pooperacyjnej NO. Byli to chorzy odłączeni od respiratora i ekstubowani bez powikłań do 3. doby pobytu na oddziale pooperacyjnym, także chorzy poddani planowej sedacji po 3. dobie bez objawów NO (4 pacjentów). Chorzy ci zostali zaliczeni do grupy I, a 32 chorych, w średnim wieku 57 ±12 (29–77) lat, spełniających kryteria występowania pooperacyjnej NO, zaliczono do grupy II.

W celu oceny czynników ryzyka wystąpienia pooperacyjnej NO porównano przebieg okołooperacyjny i parametry hemodynamiczne pacjentów w obu grupach.

Analizę statystyczną przeprowadzono za pomocą pakietu statystycznego SAS 9.2 (SAS Institute Inc, Cary, NC, USA).

Wyniki zmiennych ilościowych o rozkładach normalnych wyrażono za pomocą wartości średniej arytmetycznej i odchyleń standardowych lub wartości mediany i kwartyli (dolny – Q1 i górny – Q3) w przypadku istotnych odchyleń od normy, którą weryfikowano testem Kołmogorowa-Smirnowa. Zmienne jakościowe przedstawiono w postaci liczebności oraz procentów.

Porównania podgrup (definiowanych na podstawie wystąpienia powikłań lub zgonu) dokonano za pomocą testu chi2 lub dokładnego testu Fishera (częstość występowania danej cechy) oraz testu t-Studenta (zmienne ciągłe o rozkładzie normalnym) lub testu Manna-Whitneya (nieznane rozkłady zmiennych ilościowych: oporu płucnego, czasu wentylacji mechanicznej, czasu pobytu na oddziale intensywnej terapii).

Dwustronne hipotezy zerowe weryfikowano na poziomie istotności statystycznej p < 0,05.

Wyniki

Z grupy 115 chorych poddanych zabiegowi PEA u 100 (87%) uzyskano dobry wynik operacji i istotne obniżenie ciśnienia w tętnicy płucnej (ang. pulmonary artery pressure – PAP) oraz naczyniowego oporu płucnego (ang. pulmonary vascular resistance – PVR). U 15 (13%) chorych wczesny efekt operacji był niezadowalający i mimo obniżenia PAP i PVR ich wartości nadal były wysokie (PAP > 30 mm Hg;

PVR > 300 dyn × s × cm–5). Nie obserwowano uszkodzenia OUN. W całym badanym materiale śmiertelność szpitalna wyniosła 6,1% (7 chorych). Pięć zgonów było wynikiem niewydolności oddechowo-krążeniowej w przebiegu przetrwałego nadciśnienia płucnego (PNP) i prawokomorowej niewydolności serca. Jeden chory zmarł w wyniku ciężkiej niepoddającej się leczeniu NO wywołanej reperfuzyjnym obrzękiem płuc (ROP). Jedna chora zmarła w wyniku sekwencyjnie następujących powikłań związanych pośrednio lub bezpośrednio z wykonaną operacją mimo opanowania ROP, który u niej wystąpił.

W tabeli I przedstawiono porównanie danych operacyjnych w obu grupach. Chorzy z grupy II byli starsi, czas krążenia pozaustrojowego (ang. extracorporeal circulation – ECC) i czas zatrzymania krążenia (ang. cardiac arrest – CA) były istotnie dłuższe.

W tabeli II przedstawiono porównanie danych pooperacyjnych w obu grupach.

Odpowiednio do przyjętych założeń zarówno czas intubacji, jak i pobytu na oddziale intensywnej terapii był wielokrotnie dłuższy u pacjentów z grupy II. Obserwowano w niej powikłania w postaci ROP, PNP, krwawienia do oskrzeli. U 6 chorych w grupie II konieczne było wykonanie tracheotomii. W obu grupach znaleźli się chorzy, którzy wymagali reintubacji, jednak w grupie I byli to pacjenci wymagający wykonania krótkotrwałych zabiegów, takich jak opróżnienie krwiaka, odbarczenia tamponady czy wykonania toalety dróg oddechowych. Odma, retorakotamia z powodu krwawienia oraz tamponada występowały w obu grupach. U 17 pacjentów z grupy II stosowano antybiotykoterapię w celu leczenia infekcji bakteryjnej płuc.

Parametry z tabel I i II oraz parametry hemodynamiczne poddano analizie pod kątem wpływu na wystąpienie zgonu. Wysokie przedoperacyjne PAP (55,5 ±5,3 vs

48,4 ±11,6 mm Hg; p = 0,0204) i przetrwałe nadciśnienie płucne (PNP) z PAP (40,0 ±11,0 vs 26,1 ±10,6 mm Hg;

p = 0,013) były czynnikami ryzyka zgonu po PEA. Zauważalna była także tendencja wpływu czasu ECC (229 ±99 vs

166 ±37 min; p = 0,0521) i czasu CA (47 ±15 vs 35 ±17 min; p = 0,0572) na wystąpienie zgonu po PEA.

Porównując wyniki badań hemodynamicznych w obu grupach stwierdzono, że PVR przed operacją był istotnie większy u pacjentów w grupie II (p = 0,002; ryc. 1.). W obu grupach chorych odnotowano istotną redukcję średniego PVR we wczesnym okresie pooperacyjnym.

Podobnie, przed operacją średnie PAP było wyższe u pacjentów w grupie II (p = 0,0055; ryc. 2.), a po operacji obniżyło się istotnie w obu grupach.

Przed operacją minutowy rzut serca był istotnie wyższy u pacjentów z grupy I (3,9 ±1,2 vs 3,4 ±1,1 l/min; p = 0,0472).Po operacji obserwowano jego znaczący wzrost w obu grupach chorych.

Dyskusja

Pacjenci z ZZNP poddani PEA narażeni są na wystąpienie NO, wynikającej ze specyficznego charakteru choroby i rodzaju operacji.

Dominującą przyczyną przedłużonego pobytu na oddziale intensywnej terapii była NO związana z charakterystycznym w przebiegu pooperacyjnym u chorych po PEA niekardiogennym obrzękiem płuc zwanym rozprężeniowym obrzękiem płuc (ROP). Łącznie 26 (22,6%) chorych miało cechy ciężkiego ROP potwierdzone radiologicznie i klinicznie. Z tej grupy

3 pacjentów zmarło, choć tylko u 1 niewydolność oddechowa, wtórna do ROP, stała się bezpośrednią przyczyną zgonu. Drugi zgon był wynikiem sukcesywnie pojawiających się wtórnych komplikacji. U trzeciego chorego obrzęk współistniał z PNP.

U pozostałych chorych ROP, choć wystąpił, był mniej nasilony, powodował tylko nieznaczne upośledzenie wymiany gazowej i hipoksemię z koniecznością suplementacji tlenu. W całej grupie operowanych chorych nie stosowano membranowego natleniania pozaustrojowego (ang. extracorporeal membrane oxygenation – ECMO). Chirurgiczne usunięcie materiału zatorowego wraz z częścią błony wewnętrznej znacznie zwiększa możliwość przesączania przeznaczyniowego w udrożnionych segmentach i wystąpienie ROP. Mechanizm powstawania ROP nie jest do końca jasny. Wiadomo jednak, że zjawisko to nasilone jest przez redystrybucję przepływu (większy przepływ w świeżo udrożnionych tętniczkach) [4]. Śródoperacyjne uszkodzenie ciągłości ściany tętnic w czasie PEA, przechodzenie neutrofili i uwalnianie mediatorów zapalenia do tkanki śródmiąższowej płuc jest jednym z mechanizmów tworzenia się ROP. Problem ROP jest szczególnie nasilony u pacjentów z krytycznym nadciśnieniem PAP przed operacją i jest przyczyną przedłużonej hospitalizacji [4].

Szczególnie groźne w tym kontekście jest współistniejące PNP nasilające opisane zjawiska. W omawianym materiale u 15 pacjentów (13% chorych) nie udało się uzyskać optymalnego efektu operacji (PAP > 30 mm Hg; PVR > 300 dyn × s ×

× cm–5). Według Thistlethwaite i wsp., PNP jest najsilniejszym czynnikiem predykcyjnym ryzyka zgonu po operacji. Chorzy z pooperacyjnym PVR > 500 dyn × s × cm–5 są obarczeni wyższym ryzykiem zgonu niż chorzy z PVR < 500 dyn × s × cm–5 [6, 7]. Także obserwacje autorów wskazują PNP jako czynnik predykcyjny zgonu. W grupie 15 pacjentów z PNP 4 ekstubowano wcześnie, 6 w odległych dobach po operacji, a 5 chorych zmarło z powodu prawokomorowej niewydolności serca. Częstość PNP z prawokomorową niewydolnością serca u chorych po PEA występuje w ok. 10–15% przypadków [8, 10]. W omawianym materiale było to 8% (n = 9).

Kolejnym powikłaniem prowadzącym do niewydolności oddechowej było krwawienie z dróg oddechowych. Częstość występowania masywnego krwawienia w trakcie ECC w PEA wynosi 0,5–18% [8, 10–12] i zależy od doświadczenia operującego zespołu.

Krwista treść w drogach oddechowych obserwowana była wielokrotnie w przebiegu ROP, przedłużającego się leczenia respiratorem i niezbędną w tym przypadku częstą toaletą dróg oddechowych. Masywne krwawienie z dróg oddechowych wystąpiło w omawianym materiale u 3 chorych. U jednego z operowanych powikłanie spowodowane było przetoką tętniczo-oskrzelową w 26. dobie pobytu na oddziale intensywnej terapii i konieczne było wykonanie u niego lobektomii. Drugi z chorych wymagał podwiązania dużej gałęzi tętnicy płucnej z powodu masywnego krwotoku z dróg oddechowych w trakcie odłączania od krążenia pozaustrojowego. Chory przeżył. U kolejnego pacjenta wystąpiła ciężka niewydolność oddechowa z utrzymującym się krwawieniem z dróg oddechowych. Objawy sugerowały wystąpienie u niego krwawienia do pęcherzyków płucnych współistniejące z ROP. Chory przeżył, choć objawy krwawienia utrzymywały się u niego przez kilka dni.

Bakteryjne zapalenie dolnych dróg oddechowych obserwowano u 17 pacjentów (53% chorych z grupy II, 15% wszystkich poddanych PEA). Infekcja była skutkiem przedłużonej mechanicznej wentylacji. W materiale innych ośrodków podawana częstość zapalenia płuc wynosi ok. 9% [6, 8]. Większy odsetek infekcji w omawianym materiale wynika prawdopodobnie z uwzględnienia przez autorów incydentów bakteryjnego zapalenia tchawicy i oskrzeli. W prospektywnej wieloośrodkowej pracy [9] dotyczącej częstości występowania zapalenia płuc chorych ze sztuczną drogą oddechową (ang. ventilator-associated pneumonia – VAP) u pacjentów po zabiegach kardiochirurgicznych częstość występowania VAP określono na 7,87%, a ropnego zapalenia oskrzeli i tchawicy na 8,15%. Jako silne czynniki wpływające na częstość wystąpienia VAP autorzy tej pracy podają przedłużony powyżej 96 godz. czas wentylacji mechanicznej i ponowną intubację. W omawianym badaniu 15 chorych z grupy II wymagało reintubacji. Reintubacja w grupie I była niezbędna u 5 pacjentów w celu wykonania resternotomii lub innych krótkich zabiegów i nie miała wpływu na wystąpienie NO.

Powikłania infekcyjne utrzymywania sztucznej drogi oddechowej wpłynęły istotnie na przedłużenie konieczności prowadzenia wentylacji respiratorem i czas pobytu na oddziale intensywnej terapii. W ostatnich 2 latach autorzy z powodzeniem wprowadzali wentylację nieinwazyjną jako metodę wspomagania oddechu, by uniknąć reintubacji lub skrócić czas intubacji (3 pacjentów).

W porównaniu obu grup zwraca uwagę ponad 7-krotnie dłuższy średni czas wentylacji mechanicznej w grupie II (197 ±190 vs 27 ±18 godz.). Niewydolność oddechowa, niezależnie od mechanizmów jej powstania, powoduje dalsze powikłania i jest czynnikiem ryzyka zgonu (p < 0,00001).

W trakcie trwania programu leczenia operacyjnego pacjentów z ZZNP wdrożono szereg modyfikacji postępowania okołooperacyjnego. Skuteczne udrożnienie tętnic płucnych, zmodyfikowana opieka pooperacyjna pozwoliły u większości chorych uniknąć komplikacji, a szczególnie NO.

Istotnym elementem, wpływającym na poprawę wyników leczenia operacyjnego pacjentów z ZZNP, podkreślanym przez wielu autorów, jest doświadczenie zespołu operującego i kwalifikującego i skrupulatne postępowanie pooperacyjne [3, 6, 7, 10, 11, 13]. Niebagatelna jest rola anestezjologa i intensywisty (w omawianym przypadku – jeden zespół).

W omawianym badaniu wczesna śmiertelność u pierwszych 20 operowanych wyniosła 20% [13]. W 5 ostatnich latach z 68 operowanych zmarło 2 (3%).

Wnioski

1. Endarterektomia tętnic płucnych jest obarczona wysokim ryzykiem pooperacyjnej niewydolności oddechowej, a jej przyczyny – wg malejącej częstości występowania – to: reperfuzyjny obrzęk płuc, przetrwałe nadciśnienie płucne z niewydolnością oddechowo-krążeniową i krwawienie z dróg oddechowych.

2. Niewydolność oddechowa po PEA występuje częściej u chorych w starszym wieku i tych, u których dłuższy jest czas krążenia pozaustrojowego oraz całkowity czas zatrzymania krążenia.

3. Wysoki naczyniowy opór płucny i wysokie ciśnienie w tętnicy płucnej chorych z ZZNP poddanych PEA są czynnikami ryzyka wystąpienia NO i zgonu w okresie okołooperacyjnym.

Piśmiennictwo

1. Lewczuk J, Piszko P, Jagas J, Porada A, Wójciak S, Sobkowicz B, Wrabec K. Prognostic factors in medically treated patients with chronic pulmonary embolism. Chest 2001; 119: 818-823.

2. Riedel M, Stanek V, Widimsky J, Prerovsky I. Longterm follow-up of patients with pulmonary thromboembolism. Late prognosis and evolution of hemodynamic and respiratory data. Chest 1982; 81: 151-158.

3. Wytyczne dotyczące rozpoznawania i leczenia nadciśnienia płucnego. Grupa Robocza Europejskiego Towarzystwa Kardiologicznego (ESC) do spraw rozpoznawania i le-czenia nadciśnienia płucnego, Europejskie Towarzystwo Oddechowe (ERS), przy wsparciu Międzynarodowego Towarzystwa Przesz­czepiania Serca i Płuc (ISHLT). Kardiol Pol 2009, 67: 11 (supl. 7): S491-S544.

4. Thistlethwaite PA, Kemp A, Du L, Madani MM, Jamieson SW. Outcomes of pulmo-nary endarterectomy for treatment of extreme thromboembolic pulmonary hyperten-sion. J Thorac Cardiovasc Surg 2006; 131: 307-313.

5. Levinson RM, Shure D, Moser KM. Reperfusion pulmonary edema after pulmonary artery thromboendarterectomy. Am Rev Respir Dis 1986; 134: 1241-1245.

6. Thistlethwaite PA, Kaneko K, Madani MM, Jamieson SW. Technique and outcomes of pulmonary endarterectomy surgery. Ann Thorac Cardiovasc Surgery 2008; 14: 274-282.

7. Jamieson SW, Kapelanski DP, Sakakibara N, Manecke GR, Thistlethwaite PA,

Kerr KM, Channick RN, Fedullo PF, Auger WR. Pulmonary endarterectomy: experience and lessons learned in 1,500 cases. Ann Thorac Surg 2003; 76: 1457-1462.

8. Hartz RS, Byrne JG, Levitsky S, Park J, Rich S. Predictors of mortality in pulmonary thromboendarterectomy. Ann Thorac Surg 1996; 62: 1255-1259.

9. Bouza E, Pérez A, Muńoz P, Jesús Pérez M, Rincón C, Sánchez C, Martín--Rabadán P, Riesgo M; Cardiovascular Infection Study Group. Ventilator-associated pneumonia af-ter heart surgery: a prospective analysis and the value of surveillance. Crit Care Med 2003; 31: 1964-1970.

10. Ogino H, Ando M, Matsuda H, Minatoya K, Sasaki H, Nakanishi N, Kyotani S, Ima-naka H, Kitamura S. Japanese single-center experience of surgery for chronic throm-boembolic pulmonary hypertension. Ann Thorac Surg 2006; 82: 630-636.

11. Manecke GR Jr, Kotzur A, Atkins G, Fedullo PF, Auger WR, Kapelanski DP, Jamieson SW. Massive pulmonary hemorrhage after pulmonary thromboendarterectomy. Anesth Analg 2004; 99: 672-675.

12. Daily PO, Dembitzsky WP, Iversen S, Moser KM, Auger W. Current early results of pulmonary thromboendarterectomy for chronic pulmonary embolism. Eur J Cardiothorac Surg 1990; 4: 117-121.

13. Hoeper MM, Mayer E, Simonneau G, Rubin LJ. Chronic thromboembolic pulmonary hypertension. Circulation 2006; 113: 2011-2020.

14. Biederman A, Dyk W, Torbicki A, Wilczyński J, Gawałkiewicz T, Hajduk B, Kurzyna M, Śliwiński M. Trombendarterektomia tętnic płucnych w leczeniu chorych z nadciśnieniem płucnym w przebiegu przewlekłej zatorowości płucnej. Pol Arch Med Wewn 2000; 5: 747-752.