DIPARTIMENTO “CUORE”
Facoltà di Medicina e Chirurgia
Università degli Studi di Salerno
Appunti di Cardiochirurgia
Direttore: Prof. Giuseppe Di Benedetto
Card iochiru rgia
Dipartimento Cuore
Principi di circolazione
extracorporea (CEC)
dr. Antonio Longobardi
dr. Antonio Panza
Prof. Giuseppe Di Benedetto
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Circolazione extracorporea
DEFINIZIONE
Metodica
utilizzata
per
sostituire, in maniera totale
o parziale, la funzione del
cuore e dei polmoni durante
gli interventi chirurgici sul
cuore e/o sui grossi vasi
Ha lo scopo di mantenere la
funzione dei vari organi,
garantendone la perfusione e
l’ossigenazione
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Circolazione extracorporea
DEFINIZIONE
Il sangue venoso dalle vene cave e/o dall’atrio destro
viene drenato nella macchina cuore-polmone, dove
viene ossigenato e da cui viene pompato direttamente
in aorta
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Introduzione
Il cuore: l‘ organo proibito per il chirurgo
Nel 1883 Theodor Billroth affermò che “un chirurgo che tenti di
suturare il cuore merita di perdere la stima dei suoi colleghi”
Nel 1896, sir Stephen Paget,
predisse che “con la pretesa di
operare il cuore la chirurgia ha
raggiunto i limiti imposti dalla
natura e nessun nuovo metodo o
scoperta potrà superare le difficoltà
che aspettano il gesto chirurgico sul
cuore”
Thomas Eakins, 1889
Intervento di chirurgia toracica
Sala operatoria della Agnew Clinic di
Filadelfia
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Un po’ di storia…
Charles Lindbergh
1902 – 1974
Alexis Carrel
1873 – 1944
Charles Lindbergh (pioniere della trasvolata atlantica) ed
Alexis Carrel (pioniere della chirurgia vascolare)
sperimentarono la prima pompa per la perfusione di un
organo, evidenziando come fosse possibile sostituire la
funzione circolatoria e respiratoria
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Un po’ di storia…
John H. GIBBON, stimolato dal caso di
una giovane da lui assistita mentre
faceva l’internato ospedaliero e deceduta
per stenosi mitralica, si dedicò alla
ricerca della circolazione artificiale
totale per quasi 30 anni, lavorando nei
laboratori del Jefferson Medical College
di Philadelphia
I suoi sforzi vennero fermati dalla guerra
in cui fu chirurgo, impegnato sul fronte
italiano nello sbarco di Salerno, a
Cassino e sulla linea Gotica
Dr. John H. GIBBON Jr.
1903 - 1973
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Un po’ di storia…
Prima circolazione extracorporea
6 Maggio 1953
Video della prima CEC eseguita
da John Gibbon per un
intervento di chiusura di difetto
del setto interatriale su una
paziente allora diciottenne di
nome Cecilia Bavolek
Il by pass cardiopolmonare durò
45 minuti dei quali 26 in totale
dipendenza dalla macchina
cuore-polmoni
Jefferson Medical College Hospital
Philadelphia
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Un po’ di storia…
Dopo il successo del 1953 le successive
operazioni fallirono
Chirurghi autorevoli enunciarono la teoria
del "sick human heart" (la cardiotomia
rende il cuore incapace di sostenere lo
stress e il recupero postoperatorio)
Nel 1954, dal Minnesota, arrivò la notizia
di una sorprendente serie di successi
operatori in pazienti affetti da gravi e
complesse cardiopatie ventricolari
C. Walton Lillehei
Walton Lillehei è colui a cui si deve
l’affermarsi della cardiochirurgia con la
serie di successi del 1954 e 1955 ottenuti
con l’uso della tecnica della crosscirculation
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Un po’ di storia…
Il 26 marzo 1954 C. Walton Lillehei utilizzò la tecnica della circolazione
crociata (genitore-figlio) per correggere un difetto del setto
interventricolare in un bambino di 12 mesi
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Un po’ di storia…
Nel 1952, a 90 km di distanza da Lillehei, la Mayo Clinic affidava a un
giovane chirurgo (J.W. Kirklin) il suo programma per lo sviluppo della
cardiochirurgia.
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Un po’ di storia…
Quattro dei primi 8 pazienti da lui operati nel corso del 1955
sopravvissero e con questo successo John W. Kirklin e il suo team
della Mayo Clinic di Rochester avevano in modo
effettivo
trasformato la chirurgia a cuore aperto in qualcosa in grado di
imporsi come una terapia riproducibile internazionalmente
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Un po’ di storia…
Primo caso di applicazione all'uomo di un apparecchio di circolazione
sanguigna extracorporea. Minerva Chirurgica 1951; 6: 657-659
Dogliotti AM, Constantini A
Dogliotti a Torino nel 1951 opera un tumore del mediastino.
Nel corso dell’intervento il paziente va in shock cardiogeno e
desatura…
…prontamente una cannula viene introdotta nella vena
ascellare e nell’arteria femorale e il paziente viene posto in
assistenza circolatoria a 2 l/min con l’uso della macchina
cuore-polmoni sperimentale di Dogliotti
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Circolazione extracorporea
OBIETTIVI
CIRCOLAZIONE EXTRACORPOREA
Sostituisce:
CUORE con una
POMPA
POLMONI con un
OSSIGENATORE
Interventi chirurgici a cuore aperto
Campo operatorio esangue
Assenza di motilità cardio-polmonare
Visione diretta della lesione cardiaca da riparare
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Circolazione extracorporea
COMPONENTI STRUTTURALI
OSSIGENATORE
arterial
line
venous
line
POMPA
SCAMBIATORE DI CALORE
arterial filter
ABF 25/40
gas blender
air
FILTRI
O
2
MONOLYTH
CANNULE
suction pump
main pump
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Componenti strutturali
OSSIGENATORE
Sistema meccanico artificiale che, durante la CEC ha la funzione di
ossigenare la massa ematica che lo attraversa sottraendo anidride
carbonica
Meccanismo d’azione
Esposizione diretta
Esposizione indiretta
Ossigenatore a bolle
Ossigenatore a
membrana
e/o
fibre cave
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Componenti strutturali
OSSIGENATORE A BOLLE
L’ossigeno viene fatto gorgogliare nel sangue
Contatto diretto sangue-bolla
Elevato rischio di
Embolia gassosa
Emolisi
Denaturazione
proteine plasmatiche
Non più utilizzati
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Componenti strutturali
OSSIGENATORE A MEMBRANA
Lo scambio O2-CO2 tra la miscela gassosa ed il sangue avviene mediante
l’interposizione di una sottile ed estesa membrana microporosa
Composizione membrane:
Tetrafluoroetilene (Teflon)
Elastomeri del silicone (Silastic)
Fibre cave di polipropilene
Alto coefficiente di permeabilità ad O2 e CO2
Minor traumatismo sulla parte corpuscolata del plasma
Elevata affidabilità
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Componenti strutturali
OSSIGENATORE A MEMBRANA
Reservoir
Fibre
ossigenanti
Scambiatore
di calore
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Circolazione extracorporea
COMPONENTI STRUTTURALI
OSSIGENATORE
venous
line
POMPA
SCAMBIATORE DI CALORE
arterial filter
ABF 25/40
gas blender
FILTRI
arterial
line
air
O
2
CANNULE
MONOLYTH
suction pump
main pump
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Componenti strutturali
POMPA
Ha il compito di sostituire la funzione del cuore e di muovere il flusso di
sangue nel circuito e nel sistema vascolare del paziente
POMPA A RULLI
POMPA CENTRIFUGA
POMPA AD IMPELLER
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Componenti strutturali
POMPA A RULLI
E’ composta da un motore elettrico e da due cilindri
rotanti all’interno di un sistema a forma di ferro di cavallo,
che comprimendo i tubi genera la spinta propulsiva per il
sangue
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Componenti strutturali
POMPA CENTRIFUGA
Il sangue viene fatto entrare all’apice di una
campana costituita da 3 coni sovrapposti, i
quali, fatti ruotare ad alta velocità, ne
determinano una notevole accelerazione in
conseguenza della viscosità del sangue e delle
forze di adesione tra il sangue e la superficie
rotante dei coni
Vantaggi:
Ridotta emolisi
Minor sanguinamento postoperatorio
Impossibilità di embolia gassosa
Card iac Su rgery
“Heart” Department
Componenti strutturali
POMPA AD IMPELLER
Il sangue entrato in una
campana ruotante viene
incanalato in un sistema a
canali di flusso o a lame,
che, nel contesto di un
sistema ruotante, ne
determinano una notevole
accelerazione e spinta
Card iac Su rgery
“Heart” Department
