การป้องกันกล้ามเนื้อหัวใจและการใช้สารคาร์ดิโอเพลเจีย

การป้องกันกล้ามเนื้อหัวใจ (myocardial protection) คือชุดของกลยุทธ์ที่ใช้เพื่อจำกัดความเสียหายต่อกล้ามเนื้อหัวใจในขณะที่การไหลเวียนเลือดโคโรนารีถูกขัดขวางระหว่างการผ่าตัดหัวใจ วิธีการหลักคือการใช้สารคาร์ดิโอเพลเจีย (cardioplegia): การทำให้หัวใจหยุดเต้นโดยเจตนาและสามารถกลับคืนสภาพเดิมได้ โดยปกติจะใช้สารละลายที่มีโพแทสเซียมสูงซึ่งทำให้หัวใจหยุดเต้นในระยะคลายตัว (diastole) และลดความต้องการเมแทบอลิซึมลงอย่างมาก เพื่อให้กล้ามเนื้อหัวใจทนต่อช่วงเวลาของการขาดเลือด (ischaemic period) ในขณะที่หลอดเลือดแดงใหญ่ถูกหนีบ (aortic cross-clamping)

Definition

คาร์ดิโอเพลเจียคือการทำให้หัวใจหยุดเต้นทางไฟฟ้าและกลไกที่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้ ซึ่งโดยทั่วไปทำได้ด้วยสารละลายโพแทสเซียมสูง ใช้เพื่อลดความต้องการเมแทบอลิซึมของกล้ามเนื้อหัวใจและปกป้องกล้ามเนื้อจากการบาดเจ็บจากการขาดเลือดในขณะที่หลอดเลือดแดงใหญ่ถูกหนีบระหว่างการผ่าตัดหัวใจ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมเหตุผลในการป้องกันหัวใจที่หยุดเต้น หลักการของการหยุดเต้นของหัวใจด้วยสารคาร์ดิโอเพลเจีย ประเภทของสารละลายหลัก (คริสตัลลอยด์เทียบกับเลือด) และเส้นทางกับอุณหภูมิในการให้สาร เป็นข้อมูลอ้างอิงเพื่อการศึกษาและจงใจละเว้นปริมาณยา สูตรยา และระเบียบปฏิบัติ; ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติทางคลินิกหรือการผ่าตัด

Core questions

• เหตุใดกล้ามเนื้อหัวใจจึงต้องการการป้องกันระหว่างการผ่าตัดหัวใจ?
• สารละลายคาร์ดิโอเพลเจียทำให้หัวใจหยุดเต้นและลดความต้องการเมแทบอลิซึมได้อย่างไร?
• อะไรคือความแตกต่างระหว่างคาร์ดิโอเพลเจียแบบคริสตัลลอยด์กับแบบใช้เลือด?
• เส้นทางการให้และอุณหภูมิส่งผลต่อการป้องกันอย่างไร?

Key concepts

• การทำให้หัวใจหยุดเต้นที่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้
• การหยุดเต้นในระยะคลายตัวจากภาวะโพแทสเซียมสูง
• การลดความต้องการออกซิเจนของกล้ามเนื้อหัวใจ
• การบาดเจ็บจากการขาดเลือดและการให้เลือดกลับคืน
• คาร์ดิโอเพลเจียแบบคริสตัลลอยด์เทียบกับแบบใช้เลือด
• การให้สารแบบไปข้างหน้าและย้อนกลับ
• คาร์ดิโอเพลเจียแบบเย็นเทียบกับแบบอุ่น

Mechanisms

เมื่อหลอดเลือดแดงใหญ่ถูกหนีบ การไหลเวียนเลือดโคโรนารีจะหยุดลง และกล้ามเนื้อหัวใจที่เต้นอยู่จะใช้พลังงานสำรองหมดอย่างรวดเร็วและสะสมการบาดเจ็บจากการขาดเลือด คาร์ดิโอเพลเจียจะตอบโต้สิ่งนี้โดยการทำให้หัวใจหยุดเต้น: สารละลายที่มีความเข้มข้นของโพแทสเซียมสูงจะทำให้เยื่อหุ้มเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ (myocyte membrane) เกิดการลดขั้ว (depolarize) และทำให้หัวใจหยุดนิ่งในระยะคลายตัว ซึ่งช่วยขจัดต้นทุนเมแทบอลิซึมของการหดตัว การลดอุณหภูมิ (คาร์ดิโอเพลเจียเย็น) จะช่วยลดอัตราเมแทบอลิซึมลงอีก ในขณะที่คาร์ดิโอเพลเจียอุ่นมีเป้าหมายเพื่อรักษากระบวนการเมแทบอลิซึมแบบใช้ออกซิเจน (aerobic metabolism) ในระหว่างที่หัวใจหยุดเต้น สารละลายอาจเป็นแบบคริสตัลลอยด์หรือแบบใช้เลือด ซึ่งแบบหลังจะเพิ่มความสามารถในการนำออกซิเจนและการบัฟเฟอร์; สามารถให้ได้แบบไปข้างหน้า (antegrade) ผ่านทางรากหลอดเลือดแดงใหญ่ (aortic root) หรือรูเปิดหลอดเลือดโคโรนารี (coronary ostia) หรือแบบย้อนกลับ (retrograde) ผ่านทางไซนัสโคโรนารี (coronary sinus) เมื่อการไหลเวียนแบบไปข้างหน้าบกพร่อง การให้เลือดกลับคืน (reperfusion) เมื่อสิ้นสุดช่วงเวลาการหนีบหลอดเลือดแดงใหญ่จะนำการไหลเวียนกลับมา และการจำกัดการบาดเจ็บจากการให้เลือดกลับคืนเป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์การป้องกัน

Clinical relevance

การป้องกันกล้ามเนื้อหัวใจเป็นตัวกำหนดว่าหัวใจจะฟื้นตัวจากการทำงานได้ดีเพียงใดหลังจากช่วงเวลาของการขาดเลือดในการผ่าตัด และแนวคิดเหล่านี้เป็นหัวใจสำคัญในการทำความเข้าใจสรีรวิทยาของการผ่าตัดหัวใจ ข้อมูลนี้อธิบายหลักการของการป้องกัน; ไม่ได้ระบุสารละลาย ความเข้มข้น หรือระเบียบปฏิบัติ และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

สาขาวิชานี้ตั้งอยู่บนพื้นฐานของการทดลองและการทำงานทางคลินิกมานานหลายทศวรรษ ตั้งแต่ต้นกำเนิดของคาร์ดิโอเพลเจียในยุโรปและสารละลายของโรงพยาบาลเซนต์โทมัส ไปจนถึงการพัฒนาคาร์ดิโอเพลเจียแบบใช้เลือดโดย Buckberg และการทดลองเปรียบเทียบระหว่างการให้แบบอุ่นกับเย็น และแบบไปข้างหน้ากับย้อนกลับ การศึกษาเปรียบเทียบประเภทของสารละลาย อุณหภูมิ และเส้นทางการให้ยังคงดำเนินต่อไป และไม่มีแนวทางใดแนวทางหนึ่งที่ได้รับการยอมรับว่าเป็นวิธีที่ดีที่สุดในทุกสถานการณ์

History

แนวคิดของการทำให้หัวใจหยุดเต้นเพื่อการผ่าตัดมีมาตั้งแต่การทดลองในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 และคาร์ดิโอเพลเจียสมัยใหม่ได้พัฒนาอย่างเต็มที่ในช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980 ผ่านงานวิจัยในยุโรปเกี่ยวกับสารละลายคริสตัลลอยด์ ซึ่งเป็นตัวอย่างโดยสารละลายคาร์ดิโอเพลเจียของโรงพยาบาลเซนต์โทมัสที่พัฒนาโดย Hearse, Braimbridge และเพื่อนร่วมงาน การนำคาร์ดิโอเพลเจียแบบใช้เลือดมาใช้โดย Buckberg และการสำรวจกลยุทธ์แบบอุ่น เย็น ไปข้างหน้า และย้อนกลับในเวลาต่อมา ได้กำหนดแนวทางการป้องกันกล้ามเนื้อหัวใจในปัจจุบัน

Debates

คาร์ดิโอเพลเจียแบบใช้เลือดเทียบกับแบบคริสตัลลอยด์

คาร์ดิโอเพลเจียแบบใช้เลือดเพิ่มความสามารถในการนำออกซิเจนและการบัฟเฟอร์ ในขณะที่สารละลายคริสตัลลอยด์นั้นเรียบง่ายกว่า ประโยชน์สัมพัทธ์แตกต่างกันไปตามบริบท และการเปรียบเทียบยังคงเป็นประเด็นถกเถียงที่ยาวนานในการป้องกันกล้ามเนื้อหัวใจ

แบบอุ่นเทียบกับแบบเย็น และการให้แบบไม่ต่อเนื่องเทียบกับแบบต่อเนื่อง

อุณหภูมิและเวลาของการให้คาร์ดิโอเพลเจียเป็นการแลกเปลี่ยนระหว่างการยับยั้งเมแทบอลิซึมด้วยภาวะอุณหภูมิต่ำกับการรักษากระบวนการเมแทบอลิซึมแบบใช้ออกซิเจนและการมองเห็นพื้นที่ผ่าตัด และแนวทางต่างๆ เช่น การให้คาร์ดิโอเพลเจียแบบใช้เลือดอุ่นแบบไม่ต่อเนื่องและไปข้างหน้า แสดงให้เห็นถึงกลยุทธ์ที่แข่งขันกัน

Key figures

• Gerald Buckberg
• David Hearse
• Mark Braimbridge
• Antonio Maria Calafiore

Seminal works

• buckberg-1989
• braimbridge-1990
• chambers-1989

Frequently asked questions

เหตุใดหัวใจจึงถูกทำให้หยุดเต้นโดยเจตนาในระหว่างการผ่าตัดหัวใจ?

การทำให้หัวใจหยุดเต้นในระยะคลายตัวด้วยสารละลายคาร์ดิโอเพลเจียช่วยขจัดต้นทุนเมแทบอลิซึมของการหดตัว และทำให้ศัลยแพทย์มีพื้นที่ผ่าตัดที่นิ่งและไม่มีเลือด ซึ่งช่วยให้กล้ามเนื้อทนต่อช่วงเวลาที่การไหลเวียนเลือดของตนเองถูกหนีบได้

ความแตกต่างระหว่างคาร์ดิโอเพลเจียแบบใช้เลือดกับแบบคริสตัลลอยด์คืออะไร?

คาร์ดิโอเพลเจียแบบคริสตัลลอยด์เป็นสารละลายที่มีเกลือเป็นส่วนประกอบ ในขณะที่คาร์ดิโอเพลเจียแบบใช้เลือดจะผสมสารละลายที่ทำให้หัวใจหยุดเต้นเข้ากับเลือดของผู้ป่วยเพื่อเพิ่มความสามารถในการนำออกซิเจนและการบัฟเฟอร์ ทั้งสองแบบถูกนำมาใช้; การเลือกขึ้นอยู่กับกลยุทธ์ของศัลยแพทย์และบริบททางคลินิก