Priv. Doz. OA Dr. Peter Bergmann

Herzchirurgie St. Pölten

KH St.Pölten, 2800 Mitarbeiter, 1077 Betten

Seit 1993 Herzchirurgische Abteilung

Team:

Prim. Univ. Doz. Dr. Ch. Holzinger6 Oberärzte/2 Assistenzärzte1 Stationsärztin + Turnusarzt30 Betten-Station3 Herzoperationen pro Tag, + WE 4 OPs ~18 Op/ Woche > 900 Herzoperationen/Jahr

Herzchirurgie St. Pölten

Behandlungsspektrum

Herzchirurgie St. Pölten

• Koronare Bypass-Operation (mit oder ohne Herz-Lungen Maschine)

• Herzklappenoperation und Rekonstruktion

• Septumdefekte im Erwachsenen

• Herztumoren

• Aortenoperation (Aneurysma, Dissektion) und Aortenstenting• Herzmuskel (Aneurysma)• Verletzungen von Herz und Aorta• Unterkühlung• Temporäre mechanische Herzunterstützung (Ballonpumpe, ECMO)• Herzschrittmacher- und ICD-Implantation, Vorhofablation• Carotis-Endarterektomie

Reihung nach Häufigkeiten der Operationen

• Aorto-Koronare- Bypass-Operation (CABG) • Herzklappenoperation und Rekonstruktion• Aortenoperation (Aneurysma, Dissektion) und Aortenstenting

• Septumdefekte im Erwachsenen

• Herztumoren• Temporäre mechanische Herzunterstützung (Ballonpumpe, ECMO)• Carotis-Endarterektomie• Herzmuskel (Aneurysma)

Herzchirurgie St. Pölten

Statistik 2006 (Österreich)

Gesamte Operationen: 6714

ACBP 2721Klappen-OP 1979Klappen-OP mit ACBP 754Kongenitale-OP 564Aortenaneurysma 288

ACBP ohne HLM 225HTX 50

Herzchirurgie in Österreich

81% des Gesamtvolumens

Eckdaten der Herzchirurgie

Herzchirurgie

1896 – Erste erfolgreiche Operation am Herzen – Übernähung einer Messerstichverletzung durch Ludwig Rehn

1924 – Erste erfolgreiche Embolektomie nach Lungenembolie (Trendelenburg-OP) durch Martin Kirschner

1953 – Erste erfolgreiche offene Herzoperation unter Anwendung der extrakorporalen Zirkulation (EKZ) durch Gibbon

1960 – Erster erfolgreicher Herzklappenersatz mittels Kugelprothese – Aortenklappe durch Harken

1967 – Erste Herztransplantation durch Christian Barnard

1967 – Erste aortokoronare Bypassoperation durch Favoloro

1967 – Erster Mammaria-Bypass durch Kolessov

1969 – Erster Einsatz eines künstlichen Herzens durch Cooley

1984 – Erster erfolgreicher Langzeiteinsatz eines Kunstherzens über 112 Tage durch DeVries

Das Herz – Aufbau und Funktion

Anatomie und Physiologie

Hard facts

Anatomie und Physiologie

• Faustgroßer Hohlmuskel• Pumpe für den menschlichen Kreislauf• Schlägt 60 - 80 mal pro Minute• Links unter dem Brustbein, zwischen der 4. und 8. Rippe• 250g – 500g• Größe und Gewicht ist abhängig vom Trainingszustand

Herzminutenvolumen (HMV)Herzminutenvolumen (HMV)Menge an Blut in Litern pro MinuteHMV = Auswurfvolumen x Schlagfrequenz

70 ml Auswurfvolumen60 – 70 Herzaktionen/minHMV von ca. 5 Litern/min

Anatomie und Physiologie

Bau der HerzwandBau der Herzwand • Herzinnenhaut (Endokard)• Herzmuskel (Myokard)• Außenhaut (Epikard)• Herzbeutel (Perikard)

Herzinnenräume

• Vier Abschnitte– Rechter und linker Vorhof– Rechte und linke

Herzkammer• rechte und linke Seite wird

durch die Herzscheidewand (Septum) getrennt

Animation

Anatomie und Physiologie

Herzklappen• Ventilfunktion• Regeln Stromrichtung des Blutes• Segelklappen• Taschenklappen

Anatomie und Physiologie

Herzklappen

MitralValve

PulmonaryValve

Aortic Valve

Tricuspid ValvePulmonaryValve

MitralValve

Tricuspid Valve

Aortenklappe• Taschenklappe bestehend aus 3 Anteilen:

– Linkskoronar– Rechtskoronar– Nonkoronar

• Liegt zwischen linkem Ventrikel und Aorta

• Öffnet sich in Systole, schließt in Diastole

Anatomie und Physiologie

• Verhindert daß Blut von Aorta in Diastole zurück in linken Ventrikel fließt

Mitralklappe• Segelklappe bestehend aus 2 Anteilen:

– Vorders (anteriores) Segel– Hinteres (posteriores) Segel

• Liegt zwischen linkem Vorhof und linkem Ventrikel

• Öffnet sich in Diastole, schließt in Systole

Anatomie und Physiologie

• Verhindert daß Blut von linkem Ventrikel in Systole zurück in linken Vorhof fließt

Pulmonalklappe• Taschenklappe bestehend aus 3 Anteilen • Liegt zwischen rechtem Ventrikel

und Pulmonalarterie• Öffnet sich in Systole, schließt in Diastole• Verhindert daß Blut von P.Arterie in

Diastole zurück in rechten Ventrikel fließt

Anatomie und Physiologie

Trikuspidalklappe• Segelklappe bestehend aus 3 Anteilen • Liegt zwischen rechtem Vorhof

und rechtem Ventrikel• Öffnet sich in Diastole, schließt in Systole• Verhindert daß Blut von rechtem Ventrikel

in Systole zurück in rechten Vorhof fließt

Anatomie und Physiologie

Die Aorto-Coronare-Bypass - Operation (CABG)

Was versteht man unter einer aorto-coronaren-Bypassoperation (CABG) ?

• KHK: häufigste Todesursache in der industrialisierten Welt.

• Risikofaktoren• Atherosklerose

Atheroskleose des Koronargefäßes

Risikoreduktion ohne Medikamente

Fettreduzierte Kost = < 20 % Fettanteil (Studien mit < 30 % erbrachten keinen Nutzen). "Mediterrane" Kost: Brot, Gemüse, Obst, Fisch, ungesättigte Fettsäuren, Olivenöl; wenig Fleisch Ausgleichssport: mindestens 3x/Woche 30 min. ARR = absolute Risikoreduktion für Tod sowie nichttödlichen Herzinfarkt;

Left Coronary Artery System

First ObtuseMarginal Artery

Second ObtuseMarginal Artery

Left Main

Top of ArteryCircumflex

First Diagonal Artery

Left Anterior Descending Artery

Second Diagonal ArteryLeft Circumflex Artery

Right Coronary Artery System

SA Node Artery

PosteriorDescending Artery

Posterior LateralArteries

AV Node Artery

Second Acute MarginalArtery

First Acute MarginalArtery

Right CoronaryArtery

Right Coronary Artery System

• The RCA system:– Is shorter than the left coronary artery

system– Primarily supplies blood to the right atrium,

right ventricle, a small portion of the left ventricle, and the ventricular septum

– Is composed of seven main branches

Koronarangiographie

Hauptstammstenose

Abgang LAD

3-Gefäßerkrankung

Welche Koronararterien für dringende Bypass-OP

Verlängerung der Überlebenszeit

Verbesserung der Lebensqualität

Warum operieren?

0

20

40

60

80

100

5a 10a 15a

LAD3-GefäßHauptstammGesunde Pop

Überleben nach koronarer Läsion

% Ü

berle

bend

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0

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60

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5a 10a 15a

LAD3-GefäßHauptstammGesunde Pop

Überleben nach ACBP%

Übe

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Copyright ©2008 American Heart Association

Booth, J. et al. Circulation 2008;118:381-388

Mortality by subgroups at a median follow-up of 6 years

Copyright ©2008 American Heart Association

Booth, J. et al. Circulation 2008;118:381-388

Cumulative risk of death

Standardverfahren der CABG

• Sternotomie• Präparation von Bypassgrafts• Anschluss an die Herz-Lungen-Maschine• Kardioplegischer Stillstand• Anastomosierung • Abgang von der Herz-Lungen-Maschine• Sternumverschluss

Mediane longitudinale Sternotomie

Konventionelle CABG Konventionelle Klappenchirurgie Aneurysmachirurgie (nicht Typ B -Dissektionen!!! – Antero- laterale Thorakotomie)

Präparation der Bypassgrafts

Präparation der A. thoracica interna sinistra

Offenheitsrate arterieller Grafts > venöser Grafts !!

Präparation der Vena saphena magna

Konventionelle Technik

Endoskopische Technik

Präparation der A. radialis

LIMA - LAD

* Cameron et al NEJM 1996

Anschluss an die Herz-Lungen-Maschine

Die Extrakorporale Zirkulation – Die Herz-Lungen Machine (HLM)

Pumpfunktion des Herzens und die Lungenfunktion für einen beschränkten Zeitraum übernommen.

John Gibbon – 6. Mai 1953: 18a-Frau mit ASD für 45 min. an der HLM.

Ziel der HLM: Systemische Zirkulation unter gleichzeitigem Stillstand

des Herzens zu erreichen (Herz –ischämischer Arrest). Eingiffe am offenen Herzen zu ermöglichen (AKE; MKE)

bzw. zu erleichtern (CABG).

Aufgaben der HLM

► Übernahme der Pumpfunktion des Herzens durch:▪ Rollerpumpen (gering pulsativer Fluß)▪ Zentrifugal-Pumpe: Biomedicus – Pumpe (non-pulsativer Fluß)

► Übernahme der Lungenfunktion durch:

▪ Blasen – Oxygenatoren▪ Membranoxygenatoren

► Hypothermie (Sicherheitszeit d. ischämischen Herzphase ↑, OrganprotektionAbnahme der Körpertemberatur um 10° = >90% Reduktion des O2 -Verbrauchs):

▪ Mild hypothermia (32–35 °C)▪ Moderate hypothermia (28–32°C)▪ Deep hypothermia (< 27 °C)

Prinzip der HLM

Herz muß aus dem systemischen Kreislauf getrennt werden

• Wie funktioniert das ???1.) Kanülierung des Herzens und Anschluß an die Herz Lungen-Maschine

(Kanülen sind die Verbindung Patient-HLM) Arterielle Kanülierung: Ao. ascendens wird kanüliert → Vorbereitung um

arterielles (oxygeniertes) Blut von der HLM zum Patienten zu pumpen. Venöse Kanülierung : re. VH bzw. VCS u. VCI werden kanüliert →

Vorbereitung um venöses (deoxygeniertes ) Blut vom Patienten zur HLM fließen zu lassen.

1. Schritt:

Die arterielle Kanülierung

Ao. asc.

Venöse Kanülierung

Doppelstufenkanüle

2. Schritt:

cranial

caudal

3. Schritt:

Angehen an die HLM:„Fertig zum Bypass“

→ moderate Hypothermie

→ Herz schlägt noch

4. Schritt: Klemmen der Aorta ascendens→ Herz ist aus dem systemischen Kreislauf ausgeschalten→ Koronarien sind nicht mehr perfundiert –

5. Schritt: Myokardprotektion (zum Schutz vor dem ischämische Myokardschaden )

Systemische Hypothermie Kristalloide Kardioplegie oder Blutkardioplegie Myocardiale Oberflächenkühlung.

KanüleKlemme

Cardiolplegie

Nähen der peripheren Anastomosen

• End-zu-Seit Anastomose distal der Stenose • Cardioplegiertes Herz• Einleiten der Aufwärmphase• Entfernen der Ao-Klemme• Herz beginnt zu schlagen

Venengraft

Nähen der zentralen Anastomosen

• Schlagendes Herz• Tangentiales Klemmen der Ao-

ascendens• Anfertigen von Stanzlöchern• End-zu-Seit Anastomosierung

der Venen an die Aorta ascendens

Abgehen von der Herz-Lungen-Maschine

• Normothermie• Intakte Bypassanastomosen• Hämodynamisch stabile Situation – • Reduktion der HLM –Unterstützung• Entfernung der venösen Kanüle• Entfernung der arteriellen Kanüle• Aufnähen epicardialer SM-Drähte• Drainage (mediastinal, pleural)

Negative Effekte der HLM

Blutkontakt mit Fremdoberfläche (Schläuche, Oxygenator, Wärmeaustauscher, Filter etc.) → Postoperativ: „ whole body inflammatory resonse“ → ARDS (Acute/Adult Respiratory Distress Syndrome), Sepsis, MOF (Multi Organ Failure)

• Ursachen: Aktivierung der intrinsischen und extrinsischen Gerinnungskaskaden Aktivierung des Komplementsystems Aktivierung der Fibrinolyse Membranschädigung der korpuskulären Blutbestandteile Dysfunktion der zellulären Immunreaktion Freisetzung von Endotoxinen, freie Radikale, Zytokine, Elastasen,

Kollagenasen, terminale Lysekomplexe etc.

OutcomeOutcome

Operative Mortalität 1-3%10 Jahresüberleben 80%

10 Jahre Anginafreiheit 50%15 Jahre LIMA offen 90%10 Jahre Vene offen 50%

Die Off – Pump – Bypasschirurgie (OPCAB)

OPCAB -Stabilisatoren

OPCAB-Stabilisatoren

Technisch anspruchsvoller,

komplette Revaskularisation möglich

hämodynamische Stabilität !!

Risiko-Nutzen Abwägung

Minithorakotomie(anteriore Thorakotomie)

MIDCAB

Minimal-Invasive-Direct-Vision-Coronary Artery-Bypass

MKE/Rek.ASD

MIDCAB -Eingriffe

TECAB(Totally Endoscopic Coronary Artery Bypass)

Endoskop

Instrument II

Instrument I

Üblicher Ablauf bei indizierter Bypass-OP oder Klappen-OP (2)

• Aufnahme auf der herzchirurgischen Normalstation• Kontrolle der mitgebrachten Befunde, ev. ergänzende Diagnostik• Operation• ICU (1-2 Tage)• Normalstation (7-8 Tage)• Entlassung nach Hause

Standardmedikamente bei Entlassung (KHK):T-ASS, b-Blocker, Cholesterinsenker (LDL 70-100 mg/dl!)

• Rehabilitation• Regelmässige Kontrollen beim Internisten

Zusammenfassung

Postoperative Überwachung des Patienten

Wichtigste Überwachungsgrößen: • Arterieller RR• Herzfrequenz, Rhythmus, EKG• Zentraler Venendruck• - wenn indiziert: PAP, Wedgedruck, LAP• Atemfunktion, Respiratorfunktion• Säuren-Basen-und Elektrolytstatus• Blutverluste• Urinausscheidung • Körpertemperatur

Neurologische Überwachung• Bewußtseinslage• Pupillengröße• Bewegungen der Extremitäten• Mitarbeit des Patienten

Durchgangssyndrom und Psychische Störungen• Unruhe• Motorische Überaktivität• Verwirrtheit• Wahnideen

Alle gemessenen Parameter müssen immer durch direkte klinische Beobachtung und

Einschätzung des Patienten ergänzt werden

Blindes Vertrauen auf

Überwachungsinstrumente ist falsch !

Postoperative kardiovaskuläre Behandlung

→ Ziel: Stabilisierung der Herz-Kreislauffunktion (Aufrechterhaltung eines ausreichenden HZV)

Instabilität der Herz-Kreislauf-Funktion durch:• Herztrauma der Operation• Zugrundeliegende Erkrankung selbst• Reaktion auf HLM, Hypothermie, totalen Kreislaufstillstand• Folgen der operativen Korrektur

Wiederherstellung des intravasalen Volumens Stabilisierung von Herzfrequenz und Rhythmus Unterstützung der Myocardkontraktilität mit positiv-inotropen

Substanzen Vasodilatatoren zur Kontrolle von RR und Afterload Normalisierung der Körpertemperatur

Wiederherstellung des BlutvolumensIntravasaler VolumenmangelUrsachen: • Dehydrierung durch preoperative Diuretikagabe • Kapillarleakage durch HLM; Sequestierung von Flüssigkeit in das

Interstitium• Ungenügender Ersatz von Blutverlusten → Höhere Vorlast (=Preload) postoperativ zunächst erforderlich !

Volumenmangel verschlimmert durch Myocardinsuffizienz: Fortbestehende Myocarderkrankungen Kardioplegische Lösung Myocardödem Störungen des Säure –Basen-ElektrolytgleichgewichtesCAVE: ein zu hohes Preload verschlechtert die Myocardfunktion

(Lungenödemgefahr!), myocardiale 0²-Verbrauch steigt,

• Angestrebter ZVD: 6-11 mmHg• Erythrozytenkonzentrate: Hkt~30%• HI: ~ 2,5l/min/m²

Stabilisierung von Herzfrequenz und Rhythmus

• Sinustachykardie: Schmerzen, Hypovolämie, Hypoxämie, akute Herzinsuffizienz

• VHFA/VH-Flattern: tachycard/bradycard

• Sinusbradykardie: → SM, medikamentös

• Knotenrhythmus: → SM, medikamentös

• Supraventrikuläre Extrasystolen

Unterstützung der Myocardfunktion postoperativ

Störungen der Myocardkontraktilität:Während oder kurz nach Abgehen vom kardiopulmonalem Bypass –

postoperativ ca 8-24h → HZV sinkt (normale oder erhöhte Füllungsdrücke)→ Zufuhr positiv inotroper Substanzen

Hyperdynamer li. Ventrikel: AS, Hypertonie (Ventrikelhypertrophie); Frequenz↑, SV↑, syst. RR↑; O²-

Gleichgewicht gestört→ Myocardischämie. Therapie: Nitrate, ß-Blocker

Postoperative Hypertonie: 30-70% der Koronar –Patienten v.a bei normaler Ventrikelfunktion !

Anästhesie mit niedriger Opiat-Gabe, ß-Rezeptoren-Entzug, Schmerzen,→ peripherer Gefäßwiderstand ↑, myocardiale O² -Verbrauch steigt, → Analgesie, Sedierung, Nitrate

Erhöhter peripherer Gefäßwiderstand: arterioläre Vasokonstriktion, Afterload ↑, Ursachen: Hypothermie, Schmerzen,

erhöhte Katecholaminsekretion durch Hypotension, Aktivierung des Renin-Angiotensin-Systems durch HLM,

Normalisierung der Körpertemperatur

• Abkühlphase bei EKZ: Tonus der Arteriolen ↑, periphere Gefäßwiderstand↑,

• Wiedererwärmung: periphere Gefäßwiderstand sinkt, Vasodilatation →Flüssigkeitsbedarf ↑ (2-3h nach Aufnahme in der Intensivstation),

• Kein Kältezittern in der Aufwärmphase – O² Bedarf steigt (>50% !!!), HZV steigt (3-5 fache!!!)→ metabolische Azidose (auf ausreichende Analgesie und Sedierung achten).

• CAVE: Koronarpatienten

Mobilisierung eingelagerter Flüssigkeit

• Durch EKZ → Retention von H²O² und Natrium, Verlust von Kalium

• Flüssigkeitseinlagerung im Interstitium (ADH und Aldosteron ↑)

• Zunahme des Körpergewichts von ca. 5%• CAVE: auf Zeichen eines

Lungenödems/stauung achten, →Diurese

Kardiovaskuläre Komplikationen• Low-cardiac-output-Syndrom:

Zu niedriges HZV; CI▼ < 2,2l/min/m², periperere Gefäßwiderstand ▲, schwache periphere Pulse, Haut blaß, zyanotisch, kalt; Hypotension, Tachykardie, Urinausscheidung▼ (<20ml/h), metabolische Azidose; Minderdurchblutung der Organe → Organfunktionsstörungen.

Ursachen:Vorbestehende Ventrikelfunktionsstörungen Perioperative Komplikationen:

PerikardtamponadeAkuter Koronarbypassverschluss , SpasmenVolumenmangel –BlutungRhythmusstörungenMyokardinfarkt

Vasoplegisches SyndromMaximalvariante: Herz-Kreislaufstillstand

Maßnahmen beim Low-cardiac-output Syndrom

• Ursachen beheben • Herzfrequenz und Rhythmus stabilisieren• Preload optimieren (Volumsoptimierung,

Messung des HZV)• Kontraktilität unterstützen mit pos. inotropen

Substanzen• Afterload senken: Vasodilatatoren – Nitrate• Mechanische Kreislaufunerstützungen: IABP,

ECMO

IABP (Intra-Aortale-Ballon-Pumpe)

Postoperative Nachblutung

• 150-300 ml/h länger als 4 h → Revision• >1200 ml in den ersten 6 h → Revision

Die meisten Blutungen erfolgen nach außen über DRAINAGEN. Cave: versteckte Blutungen nach Innen! Hämatothorax, Perikardtamponade.

Auf Blutgerinnung achten!

Pericardtamponade

• Ursache: Blutung in den Epi - Pericardialen Zwischenraum („Perikardsack“). Anastomosennähte, Kannülierungsstellen, SM-Drähte, ITA-Blutung, Gerinnungsstörung

• Auswirkung: intrapericardialer Druck steigt → diastolische Ventrikelfüllung sinkt →Kompensationsmechanismen: KA Ausschüttung mit Frequenz und Kontraktilitätssteigerung, Arteriolenkontraktion↑, periperer Gefäßwiderstand ↑,

• ZVD - Anstieg• RR - Abfall• Haut kalt und feucht• Harnproduktion↓• Pulsamplitude klein• Röntgenbild: mediastinale Verbreiterung• EKG: diffuse Niedervoltage, ST-Veränderungen