Endovaskulární řízená hypotermie u nemocných po srdeční zástavě

Úspěšná kardiopulmonální resuscitace po srdeční zástavě je prvním nezbytným krokem k záchraně života. Povšechná ischémie během zástavy však spouští celou řadu patofyziologických procesů, které mohou působit další poškození.

Souhrn

Z celé řady navrhovaných postupů zaměřených na ochranu proti tomuto ischemicko-reperfúznímu poškození byly klinicky potvrzené protektivní účinky pouze u mírné hypotermie, která prokazatelně zvyšuje pravděpodobnost na přežití s dobrým neurologickým výsledkem a proto se stala jedním z pilířů poresuscitační péče. K navození a udržování mírné hypotermie lze použít celou řadu technik s různou účinností a složitostí provedení.

Nedávno byl vyvinut systém pro endovaskulární řízenou hypotermii, který využívá speciální katétr zavedený do dolní duté žíly, ve kterém v uzavřeném okruhu cirkuluje chladný fyziologický roztok; jeho teplota a rychlost proudění jsou řízeny extrakorporální jednotkou na základě informací o teplotě tělesného jádra z teplotního čidla. Dosavadní literární údaje i naše vlastní zkušenosti ukazují, že endovaskulární řízená hypotermie je metoda rychlá, přesná, velmi jednoduchá pro obsluhu a přinejmenším stejně účinná jako konvenční ochlazovací techniky.

Summary

Ošťádal, P., Krüger, A., Janotka, M., Táborský, M., Endovascular controlled hypothermia in patients after cardiac arrest

Restoration of blood flow after cardiac arrest is an essential lifesaving step. During global ischemia, however, numerous pathogenic mechanisms are triggered that can cause further injury to the ischemic tissue. Number of protective methods was introduced to limit the ischemia-reperfusion injury but only therapeutic hypothermia has been proven to be clinically effective. Mild hypothermia became, therefore, a cornerstone of the current therapeutic strategy in cardiac arrest survivors. Several techniques can be used for induction and maintenance of hypothermia.

Recently, endovascular cooling system was developed, composed from special catheter inserted into the inferior vena cava and the remote console controlling temperature of the saline circulating through the catheter balloons and the heat exchanger of the console. Current literary data together with our personal experience have shown that endovascular cooling is a fast, accurate, and simply-to-use technique with at least comparable efficiency as the conventional cooling methods.

Úspěšná kardiopulmonální resuscitace a obnovení spontánní cirkulace po srdeční zástavě je zcela nezbytným krokem k záchraně života; povšechná ischémie během oběhové zástavy však vede k aktivaci celé řady patofyziologických procesů, které mohou způsobit další, často fatální poškození. Tento stav bývá označován jako „postresuscitační nemoc“(1) nebo jako „post-cardiac arrest syndrome (PCAS)“.(2, 3) Patofyziologické pochody podílející se na PCAS můžeme z hlediska klinické manifestace rozdělit na: 1. poškození mozku, 2. dysfunkci myokardu, 3. systémovou ischemicko-reperfúzní reakci, 4. perzistující základní onemocnění.(2, 3)

Klinická závažnost těchto projevů závisí na celé řadě faktorů, především na stavu organismu před oběhovou zástavou, přítomných komorbiditách a délce trvání povšechné ischémie. Pro další prognózu pacienta je klíčové ovlivnění základního onemocnění se snahou zabránit opakování oběhové zástavy, hemodynamická stabilizace, zajištění dostatečné oxygenace, normalizace vnitřního prostředí a – jak se v poslední době stále více ukazuje – neuroprotekce. Podle některých údajů je totiž poškození mozku zodpovědné až za 68 % úmrtí nemocných, přijatých na jednotku intenzívní péče po resuscitaci pro srdeční zástavu mimo nemocnici.(4)

Protektivní účinky hypotermie

V posledních letech bylo vynaloženo značné úsilí na výzkum ischemicko-reperfúzního poškození a možností jeho ovlivnění. Je však třeba zmínit, že většina postupů, které se v experimentu zdály být slibné, v klinice zcela selhala; sem patří například antioxidanty a scavengery volných radikálů, inhibitory Na-Ca výměníku nebo protilátky proti neutrofilům a složkám komplementu.(5) Jedním z možných vysvětlení neúspěchu těchto intervencí je, že ovlivňují vždy pouze jeden nebo úzké spektrum patogenetických mechanismů. Jak bylo popsáno výše, na patogenezi ischemicko-reperfúzního poškození se však podílí celá řada navzájem souvisejících pochodů.(5)

Z neúspěšných pokusů o ovlivnění ischemicko-reperfúzního poškození se vymyká jeden postup, který se ukázal být prospěšný nejenom v experimentálních, ale i v klinických studiích – mírná systémová hypotermie.(6) Dvě randomizované klinické studie a jejich metaanalýza ukázaly, že mírná hypotermie vedla ke zlepšení výsledků u dospělých, kteří zůstávali v bezvědomí po resuscitaci pro srdeční zástavu mimo nemocnici.(7-9) Zdá se, že výjimečnost hypotermie v ovlivnění ischemicko-reperfúzního poškození je v jejím příznivém působení na celou řadu souběžně probíhajících procesů.

Hypotermie a metabolismus. Hypotermie snižuje buněčný metabolismus, zmenšuje spotřebu energie a zvyšuje postischemickou utilizaci glukózy.(10) Pokles teploty o 1 °C snižuje úroveň metabolismu v mozku o 5-7 %.(11) Hypotermie redukuje přestup iontů vápníku z extracelulárního prostoru intracelulárně a zlepšuje také homeostázu draslíku.(12) Hypotermie a průtok krve mozkem. Za normálních okolností je průtok krve mozkem přibližně 50 ml/100 g/min; s poklesem tělesné teploty se tato hodnota snižuje. Podle experimentální studie Mori a spol.(13) na zvířecím modelu klesá průtok krve mozkem z 48 ml/100 g/min při normotermii na 21 ml/100 g/min při teplotě 33 °C a 11 ml/100 g/min při ochlazení na 29 °C.

Během ischémie a reperfúze je však vztah mezi tělesnou teplotou a průtokem krve mozkem mnohem méně jasný: po obnovení krevního oběhu dochází zpravidla k přechodnému vzestupu průtoku, hyperémii; následně se průtok mozkem postupně snižuje. Zdá se, že hypotermie zabraňuje přechodné hyperémii a naopak pomáhá udržet průtok v následném období.(12) Hypotermie a neurotransmitery. Neurotransmitery se během ischémie začínají ve zvýšené míře vyplavovat za 10-20 min, jejich hladina dosahuje vrcholu přibližně za 60 min a k normálu se navrací po cca 90-120 min.(14) Mírná hypotermie v průběhu ischémie snižuje uvolňování mediátorů, při teplotě 30-33 °C je zcela inhibováno vyplavení glutamátu.(15) Zmenšení vzestupu hladiny glutamátu je spojeno s poklesem intracelulární koncentrace vápníku, se zmenšením spotřeby ATP a představuje pravděpodobně jeden z klíčových neuroprotektivních účinků hypotermie.(12, 16)

Hypotermie, oxidativní stres a apoptóza. Hypotermie inhibuje tvorbu volných radikálů, snižuje peroxidaci lipidů a ochraňuje jadernou DNA před přímým poškozením reaktivními formami kyslíku a fragmentací.(17, 18) Bylo navíc ukázáno, že hypotermie stimuluje produkci anti-apoptotického proteinu Bcl-2, inhibuje uvolnění cytochromu c a aktivaci kaspáz.(12, 19) Hypotermie a zánět. Hypotermie působí protizánětlivě, zmenšuje počet neutrofilů v ischémií postižené tkáni a inhibuje aktivaci mikroglií.

Hypotermie také snižuje expresi ICAM-1, a tím ovlivňuje interakce mezi leukocyty a endotelem, snižuje produkci různých prozánětlivých mediátorů, jako jsou oxid dusnatý nebo interleukin 6, na čemž se možná podílí inhibice transkripce nukleárního faktoru kappa B (NFkB).(20-22) Protizánětlivé účinky hypotermie jsou vyjádřeny nejen v přítomnosti nekrózy, ale i tam, kde jsou buňky sice ischémií poškozeny, ale přežívají.(22) Hypotermie a hematoencefalická bariéra, cévní permeabilita a vznik edému. Hypotermie omezuje vznik disrupcí hematoencefalické bariéry a snižuje cévní permeabilitu po ischemickoreperfúzním poškození, čímž zmenšuje riziko vzniku edému.(23, 24) Bylo popsáno, že hypotermie snižuje tvorbu matrixových metaloproteináz, které se pravděpodobně významně podílejí na poškození hematoencefalické bariéry během ischémie a reperfúze.(25)

Nejčastější ochlazovací metody

V současné klinické praxi se používá řada metod, jejichž cílem je 1. snížit teplotu jádra na cílových 32-34 °C, 2. udržování této cílové teploty po dobu 12-24 hodin, 3. postupné ohřívání a zabránění následné reaktivní hypertermii.(26) Nejjednodušší a dlouho nejpoužívanější metodou je povrchové ochlazování ledovými obklady; rychlost ochlazování je však relativně nízká (0,3-0,8 °C/h) a také udržování teploty v cílovém intervalu může být obtížné a vyžaduje značné úsilí ošetřujícího personálu.

Modernější metodou, v dnešní době používanou v řadě center poresuscitační péče v České republice, jsou matracové termoregulační systémy, využívající cirkulaci vzduchu nebo vody; ochlazovací rychlost je přibližně 1,33 °C/h a automatická zpětná vazba umožňuje jednodušší udržování cílové teploty. Intravenózní aplikace chladného krystaloidu je bezpečná metoda, umožňující rychlé dosažení cílové teploty (1,1-2,5 °C/h), nicméně udržování hypotermie touto cestou je obtížné; proto se používá společně s jinými ochlazovacími technikami. Jinou běžně používanou doplňkovou metodou je ledový výplach žaludku nebo močového měchýře. Ve speciálních případech lze využít také ochlazování prostřednictvím mimotělní cirkulace krve a v různých fázích vývoje jsou některé další techniky, jako je například intranazální ochlazovací systém.(26)

Endovaskulární katétrové ochlazování

Řadu nedostatků výše zmíněných postupů překonává endovaskulární řízené ochlazování. Tato metoda využívá speciální katétr, zavedený do dolní duté žíly, ve kterém v uzavřeném okruhu cirkuluje chladný fyziologický roztok; jeho teplota a rychlost proudění jsou řízeny extrakorporální jednotkou na základě informací o teplotě tělesného jádra z teplotního čidla (Obr. 1).

Obr. 1 – Schéma endovaskulárního systému pro řízenou hypotermii (www.alsius.com)

Myšlenka ovlivnit tělesnou teplotu pomocí endovaskulárního katétru není nová, nicméně značného rozvoje dosáhla po publikaci výsledků studií, prokazujících příznivé působení hypotermie u nemocných po resuscitaci. Již v roce 2004 byly publikovány první práce, ukazující účinnost a bezpečnost systému COOLGARD s použitím speciálního katétru Icy (Obr. 2), vyvinutého pro endovaskulární řízenou hypotermii; autoři tento systém použili u 13 nemocných po resuscitaci, dosáhli průměrné ochlazovací rychlosti 0,8 °C/h a nepozorovali žádnou závažnější komplikaci. (27) Od té doby byla publikována řada prací, které prokázaly, že endovaskulární řízená hypotermie je přinejmenším stejně účinná jako běžně používané postupy povrchového ochlazování.(28-31)

Obr. 2 – Katétr pro endovaskulární hypotermii Icy k zavedení do dolní duté žíly. Trojcestný centrální žilní katétr je doplněn vstupem a výstupem pro uzavřený systém cirkulace chladícího média (fyziologický roztok).

Největší doposud publikovaná práce je analýza rozsáhlého registru ERC HACA-R (European Resuscitation Council Hypothermia After Cardiac Arrest Registry), která hodnotila 587 nemocných po resuscitaci z 19 západoevropských center: 347 léčených endovaskulární řízenou hypotermií, 115 ochlazovaných povrchovými metodami a 125 nemocných neléčených hypotermií.(32) Také tato analýza ukázala, že mezi endovaskulárním a konvenčním povrchovým postupem ochlazování není významný rozdíl v důležitých ukazatelích, přičemž obě metody zvyšovaly šanci na přežití s příznivým neurologickým výsledkem ve srovnání se skupinou bez hypotermické léčby.(32) Jak ukázali Kliegel a spol.(28), lze navíc endovaskulární řízenou hypotermii s výhodou kombinovat s intravenózním podáním ledových krystaloidů, a tím dosáhnout velmi rychle cílových teplot.

Na našem pracovišti, v Kardiocentru Nemocnice Na Homolce, máme systém pro endovaskulární řízenou hypotermii k dispozici od června 2008. Nejprve se jednalo o systém COOLGARD, od ledna 2009 disponujeme systémem THERMOGARD, který se od předchozího liší pouze vyšším výkonem (Obr. 3, 4). Doposud jsme touto metodou ošetřili 24 nemocných po resuscitaci, přičemž s příznivým neurologickým výsledkem bylo propuštěno 15 pacientů (62,5 %) a nezaznamenali jsme žádnou závažnější komplikaci metody.(33)

Obr. 3 – Extrakorporální jednotka systému THERMOGARD, schéma cirkulace chladícího média

Obr. 4 – Endovaskulární řízená hypotermie u nemocného po srdeční zástavě

Ochlazování zahajujeme (v poslední době většinou spíše pokračujeme v ochlazování, již zahájeném v rámci přednemocniční péče) bezprostředně po přijetí, a to infúzí ledových krystaloidů, k měření teploty jádra zavádíme močový katétr s teplotním čidlem a podle typu pacienta na lůžku koronární jednotky nebo na katetrizačním sále zavádíme chladící katétr cestou vena femoralis do dolní duté žíly (Obr. 5).

Obr. 5 – Chladící katétr zavedený cestou vena femoralis do dolní duté žíly

Jedná se o téměř standardní trojcestný centrální žilní katétr, který je však opatřen dalším vstupem a výstupem pro uzavřený okruh cirkulace chladícího média (fyziologický roztok), které protéká v balóncích podél katétru a tam dochází k tepelné výměně mezi médiem a krví (Obr. 2). Katétr spojíme s extrakorporální jednotkou – uzavřeme okruh pro cirkulaci chladícího média – a spustíme ochlazování pouhým nastavením cílové teploty na displeji přístroje. Kombinací endovaskulární řízené hypotermie a infúze ledových krystaloidů jsme schopni dosáhnout cílové teploty do 90 minut od přijetí a 60 minut od zahájení endovaskulárního ochlazování. Přístroj získává kontinuálně informace o teplotě jádra z teplotního čidla a díky této zpětné vazbě je schopen reagovat na případnou změnu teploty, a tím udržovat nastavenou hodnotu s minimální odchylkou (zpravidla do 0,2 °C) (Obr. 6).

Obr. 6 – Vývoj tělesné teploty u nemocného léčeného mírnou hypotermií s použitím endovaskulárního systému THERMOGARD

Celý průběh hypotermie je tedy zajištěn jedním nastavením teploty na displeji (Obr. 7)! Další zásah obsluhy je nutný až při zahájení pozvolného ohřívání, kdy na displeji přístroje pouze nastavíme rychlost ohřívání a cílovou teplotu a systém se opět o tělesnou teplotu postará sám (Obr. 8). Další výhodou tohoto systému je automatické udržování normotermie po dosažení normální tělesné teploty, a tedy zabránění reaktivní hypertermii, která, jak se zdá, může působit velmi nepříznivě.

Obr. 8 – Ovládací panel přístroje THERMOGARD v průběhu řízeného ohřívání rychlostí 0,10°C/h

Závěr

Endovaskulární řízená hypotermie je metoda jednoduchá nejen na zavedení, ale především na ovládání a řízení tělesné teploty ve všech fázích léčby mírnou hypotermií, čímž výrazně usnadňuje práci ošetřujícímu personálu, a umožňuje tak soustředit se na další aspekty intenzívní péče o kriticky nemocného. Mírná hypotermie se díky této metodě stala relativně velmi jednoduchou, rychlou a přesnou léčebnou procedurou a podle řady nepřímých ukazatelů se lze domnívat, že endovaskulární řízená hypotermie tak bude ve srovnání s použitím konvenčních ochlazovacích postupů i účinnější.

O autorovi: Doc. MUDr. Petr Ošťádal, Ph. D., FESC, MUDr. Andreas Krüger, MUDr. Marek Janotka, doc. MUDr. Miloš Táborský, CSc., FESC, MBA
Nemocnice Na Homolce, Kardiocentrum, Kardiologické oddělení

e-mail: petr.ostadal@homolka.cz

Ohodnoťte tento článek!