การผ่าตัดหัวใจและปอดเทียม

การผ่าตัดหัวใจและปอดเทียมเป็นเทคนิคที่เข้ามารับหน้าที่การทำงานของหัวใจและปอดชั่วคราวในระหว่างการผ่าตัดหัวใจ เลือดดำจะถูกระบายเข้าสู่เครื่องจักรที่เติมออกซิเจน กำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ และสูบฉีดเลือดกลับเข้าสู่ระบบหลอดเลือดแดง เพื่อให้ศัลยแพทย์สามารถหยุดและเปิดหัวใจได้ในขณะที่ส่วนอื่นๆ ของร่างกายยังคงได้รับเลือดหล่อเลี้ยงอยู่ เป็นเทคโนโลยีที่ทำให้การผ่าตัดหัวใจแบบเปิดเป็นไปได้

Definition

การผ่าตัดหัวใจและปอดเทียมเป็นรูปแบบหนึ่งของการไหลเวียนโลหิตนอกร่างกาย ซึ่งเครื่องจักรจะทำหน้าที่เติมออกซิเจนให้กับเลือดดำและส่งกลับเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตแดง โดยทำหน้าที่แทนหัวใจและปอดในระหว่างการผ่าตัดหัวใจ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมหลักการของการไหลเวียนโลหิตนอกร่างกาย ส่วนประกอบหลักของวงจรบายพาส การเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาที่เกิดขึ้น และการตอบสนองการอักเสบทั่วร่างกายที่เกี่ยวข้อง เป็นข้อมูลอ้างอิงทางการศึกษาสำหรับเทคนิคสนับสนุนการผ่าตัด และไม่ได้ให้แนวทางการให้เลือดหรือแนวทางการรักษา

Core questions

• วงจรบายพาสทำหน้าที่แทนหัวใจและปอดได้อย่างไร?
• ส่วนประกอบสำคัญของวงจรนอกร่างกายมีอะไรบ้าง?
• การบายพาสทำให้เกิดผลทางสรีรวิทยาและความเสี่ยงอะไรบ้าง?
• เหตุใดการบายพาสจึงกระตุ้นการตอบสนองการอักเสบทั่วร่างกาย?

Key concepts

• การไหลเวียนโลหิตนอกร่างกาย
• การระบายเลือดดำและการใส่ท่อ
• เครื่องให้ออกซิเจน (การแลกเปลี่ยนก๊าซ)
• ปั๊มหลอดเลือดแดงและการส่งกลับ
• การให้ยาต้านการแข็งตัวของเลือดทั่วร่างกาย (การให้เฮปาริน)
• การตอบสนองการอักเสบทั่วร่างกาย
• การเจือจางเลือดและการเตรียมวงจร

Mechanisms

ในการผ่าตัดหัวใจและปอดเทียม ท่อ (cannulae) ที่ใส่ในหัวใจห้องบนขวาหรือหลอดเลือดดำใหญ่จะระบายเลือดดำที่ไม่มีออกซิเจนออกโดยแรงโน้มถ่วงหรือการดูดช่วยเข้าสู่ถังพัก เลือดจะไหลผ่านเครื่องให้ออกซิเจน ซึ่งทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซผ่านเยื่อหุ้ม โดยเติมออกซิเจนและกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ และผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่ควบคุมอุณหภูมิ จากนั้นปั๊มจะส่งเลือดที่มีออกซิเจนกลับเข้าสู่ระบบหลอดเลือดแดงภายใต้ความดัน โดยปกติจะผ่านทางหลอดเลือดแดงใหญ่เอออร์ตาขาขึ้น เนื่องจากการสัมผัสระหว่างเลือดกับพื้นผิวเทียมของวงจรจะกระตุ้นการแข็งตัวของเลือด ผู้ป่วยจึงได้รับยาต้านการแข็งตัวของเลือดอย่างเต็มที่ โดยทั่วไปคือเฮปาริน การสัมผัสระหว่างเลือดกับพื้นผิวแบบเดียวกันนี้ ร่วมกับการขาดเลือด-การกลับมาของเลือด (ischaemia-reperfusion) และการไหลเวียนที่ไม่เป็นจังหวะ จะกระตุ้นคอมพลีเมนต์และเม็ดเลือดขาว และกระตุ้นการตอบสนองการอักเสบทั่วร่างกายที่ส่งผลต่อสรีรวิทยาหลังการบายพาส

Clinical relevance

การผ่าตัดหัวใจและปอดเทียมถูกใช้ในการผ่าตัดหัวใจแบบเปิดส่วนใหญ่ และกำหนดสรีรวิทยาในระยะรอบการผ่าตัดที่แพทย์ต้องทำความเข้าใจ ข้อมูลนี้อธิบายว่าเทคนิคนี้ทำงานอย่างไรและเหตุใดจึงทำให้เกิดผลกระทบทั่วร่างกายที่เป็นลักษณะเฉพาะ เป็นคำอธิบายอ้างอิงและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการจัดการการให้เลือดหรือการตัดสินใจในการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

ความรู้เกี่ยวกับการผ่าตัดหัวใจและปอดเทียมมาจากงานวิศวกรรมในอดีตของ Gibbon และเพื่อนร่วมงาน และจากวรรณกรรมทางสรีรวิทยาจำนวนมาก รวมถึงการทบทวนการตอบสนองการอักเสบทั่วร่างกายที่เกิดขึ้น หลักฐานร่วมสมัยส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการปรับปรุง เช่น การเคลือบวงจร กลยุทธ์การไหลเวียน และมาตรการต้านการอักเสบ มากกว่าหลักการเอง ซึ่งได้รับการยอมรับอย่างดีแล้ว

History

การผ่าตัดหัวใจและปอดเทียมเป็นความสำเร็จของ John Gibbon ซึ่งร่วมกับภรรยา Mary ใช้เวลาหลายทศวรรษในการพัฒนาเครื่องหัวใจและปอดเทียม และในปี 1953 ได้ใช้เครื่องนี้ในการผ่าตัดหัวใจแบบเปิดที่ประสบความสำเร็จครั้งแรก คือการปิดผนังกั้นหัวใจห้องบน รายงานของ Miller, Gibbon และ Gibbon ในปี 1951 บันทึกการพัฒนาเครื่องมือ และทศวรรษต่อมาได้นำมาซึ่งเครื่องให้ออกซิเจนแบบเมมเบรน ปั๊มที่ได้รับการปรับปรุง และวงจรที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น ซึ่งทำให้การบายพาสเป็นเรื่องปกติ

Debates

ความเจ็บป่วยหลังการบายพาสส่วนใหญ่เกิดจากการตอบสนองการอักเสบทั่วร่างกายมากน้อยเพียงใด?

การสัมผัสของเลือดกับวงจรเทียมและการขาดเลือด-การกลับมาของเลือดกระตุ้นวิถีการอักเสบ และขอบเขตที่สิ่งนี้ส่งผลต่อการทำงานของอวัยวะที่ผิดปกติ และมาตรการต้านการอักเสบช่วยปรับปรุงผลลัพธ์หรือไม่ ยังคงเป็นคำถามที่กำลังมีการศึกษาอยู่

Key figures

• John H. Gibbon Jr.
• Mary Hopkinson Gibbon
• C. Walton Lillehei

Seminal works

• gibbon-1978
• miller-1951
• pastuszko-2004

Frequently asked questions

การทำงานของหัวใจและปอดของผู้ป่วยเองถูกใช้ในระหว่างการผ่าตัดหัวใจและปอดเทียมหรือไม่?

ไม่ ในระหว่างการบายพาส เครื่องหัวใจและปอดเทียมจะทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซและการไหลเวียนโลหิต ทำให้หัวใจหยุดทำงานและปอดแฟบลงได้ในขณะที่ร่างกายยังคงได้รับเลือดหล่อเลี้ยง

เหตุใดผู้ป่วยจึงต้องได้รับยาต้านการแข็งตัวของเลือดสำหรับการผ่าตัดหัวใจและปอดเทียม?

หากไม่มีการให้ยาต้านการแข็งตัวของเลือด เลือดที่สัมผัสกับพื้นผิวเทียมของวงจรจะแข็งตัว ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการให้ยาต้านการแข็งตัวของเลือดอย่างเต็มที่ (โดยทั่วไปคือเฮปาริน) เพื่อให้เลือดไหลผ่านเครื่องจักรได้