Hämodynamische Reaktionen nach präoperativer hypervolämischer Hämodilution mit hyperton-hyperonkotischen Kolloiden bei Koronarbypassoperationen

Zusammenfassung

Fragestellung

Die Möglichkeiten der Restriktion leicht diffusibler kristalloider Lösungen bei gleichzeitig erreichbarer hämodynamischer Stabilisierung lassen den Einsatz hypertoner Kolloide als Volumenersatzmittel bei herzchirurgischen Patienten geeignet erscheinen. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, erstmalig die hämodynamischen Effekte verschiedener hyperton-hyperonkotischer Kolloide bei koronarchirurgischen Patienten zu überprüfen.

Methodik

Es erhielten 43 Patienten mit normaler linksventrikulärer Ejektionsfraktion, die sich elektiv einer Koronarbypassoperation unterziehen mussten, nach Narkoseeinleitung, jedoch vor Operationsbeginn randomisiert folgende "Studienlösungen": 1.) 750 ml/m² KOF Natriumchloridlösung (0,9%iges NaCl; n=10, Kontrollgruppe, NACL); 2.) 250 ml/m² KOF Hydroxyethylstärke (10%ige HES, 200/0,5) und 400 ml/m² KOF 0,9%iges NaCl (n=9, HES); 3.) 250 ml/m² KOF 10%iges Dextran 40 und 300 ml/m² KOF 0,9%iges NaCl (n=8, DEX); 4.) 150 ml/m² KOF hypertones NaCl (7,2%ig), darin 10%ige HES, 200/0,5 (n=8, HYPER-HES) oder 5.) 150 ml/m² KOF hypertones NaCl (7,2%ig), darin 10%iges Dextran60 (n=8, HYPER-DEX). Hämodynamische Messungen erfolgten unmittelbar vor und 15 min nach Infusion der Studienlösungen sowie bis 60 min nach Beendigung der extrakorporalen Zirkulation (EKZ) in 10-minütigen Abständen. Flüssigkeitsbilanzen wurden intraoperativ, postoperativ bis 24 h nach Operationsende und für den Zeitraum während EKZ berechnet.

Ergebnisse

Nach Hämodilution kam es gegenüber dem Ausgangswert in allen Gruppen zu vergleichbaren Erhöhungen der rechts- bzw. linksventrikulären Füllungsdrücke. In der NACL-Gruppe zeigten sich leichte, in den 4 Gruppen mit kolloidaler Hämodilution hingegen deutliche Anstiege der Herz (CI)- und Schlagvolumenindices (SVI) sowie des Sauerstoffangebotes (DO₂) in der Präbypassphase. Diese Veränderungen erreichten in den Gruppen HYPER-HES und HYPER-DEX (CI: +38%, +54%; SVI: +42%, +40%; DO₂: +34%; +41%) statistische Signifikanz. Herzfrequenz und mittlerer arterieller Blutdruck zeigten keine wesentlichen Veränderungen nach Hämodilution. Der intraoperative Kristalloidbedarf war in den Gruppen HES und DEX deutlich, in den Gruppen HYPER-HES und HYPER-DEX (1.013±341 ml/m² KOF; 1.096±234 ml/m² KOF) signifikant gegenüber der Kontrollgruppe (NACL, 1.629±426 ml/m² KOF) erniedrigt. Die Serum-Natrium-Konzentration erreichte in den Gruppen HYPER-HES und HYPER-DEX maximal 150±3 mmol/l bzw. 149±4 mmol/l (Ausgangswerte: 141±3 mmol/l bzw. 141±1 mmol/l)

Schlussfolgerungen

Der präoperative Volumenersatz mit hyperonkotischen Kolloiden führt gegenüber einer präoperativen Volumensubstitution mit physiologischer Natriumchloridlösung zu verbesserten hämodynamischen Bedingungen während der Präbypassphase und zu einer Reduktion des intraoperativen Kristalloidbedarfs bei koronarchirurgischen Patienten mit normaler Ventrikelfunktion. Der volumensparende Effekt kann durch die Zubereitung hyperonkotischer Kolloide in hypertoner Natriumchloridlösung gesteigert werden, während die Auswahl des Kolloids (HES oder Dextran) von untergeordneter Bedeutung zu sein scheint.

Summary

Objective

Using hyperoncotic colloids as volume replacement to provide haemodynamic stability appears to be a suitable approach to diminish fluid overload and subsequent interstitial edema during cardiac surgery. The aim of the present study was to investigate for the first time the haemodynamic effects following preoperative haemodilution with different hypertonic hyperoncotic colloid solutions in patients undergoing coronary artery bypass grafting.

Methods

A total of 43 patients with normal left ventricular ejection fraction, undergoing elective coronary artery bypass grafting received preoperatively after induction of anaesthesia according to randomisation the following solutions: 1: 750 ml/m² (body surface area) NaCl 0.9% (n=10, control group, NACL), 2: 250 ml/m² 10% HES 200/0.5 plus 400 ml/m² NaCl 0.9% (n=9, HES), 3: 250 ml/m² 10% dextran 40 plus 300 ml/m² NaCl 0.9% (n=8, DEX), 4: 150 ml/m² hypertonic NaCl (7.2%) 10% HES 200/0.5 (n=8, HYPER-HES), 5: 150 ml/m² hypertonic NaCl (7.2%) 10% dextran 60 (n=8, HYPER-DEX). Haemodynamic measurements were performed immediately before and 15 min after haemodilution and up to 60 min after termination of extracorporeal circulation in 10 min intervals. Fluid balances were calculated separately, during the time period of surgery, postoperatively up to 24 h after termination of surgery, and during the course of extracorporeal circulation.

Results

After haemodilution with colloid solutions, a marked increase was observed in all patients and with HYPER-HES and HYPER-DEX a statistically significant increase in cardiac index (CI: +38%, +54%), stroke volume index (SVI: +42%, +40%), and oxygen availability (DO2: +34%; +41%), respectively, was observed during the pre-bypass period. At the same time right and left ventricular filling pressures increased slightly in all patients but these changes did not differ among the treatment groups. Heart rate and mean arterial pressure remained almost unchanged in all groups. The amount of crystalloid solutions required by the patients during surgery was markedly decreased with HES and DEX and significantly decreased with HYPER-HES and HYPER-DEX (1,013±341 ml/m², 1,096±234 ml/m²) compared to the control group NACL (1629±426 ml/m²). Serum sodium concentrations increased with HYPER-HES and HYPER-DEX to maximal values of 150±3 mmol/l and 149±4 mmol/l, respectively (baseline 141±3 mmol/l, 141±1 mmol/l)

Conclusions

Compared to isotonic saline solution, preoperative volume replacement with hyperoncotic colloids improves haemodynamic conditions during the pre-bypass period in patients with normal left ventricular function undergoing coronary artery bypass grafting. Additionally intraoperative crystalloid solution requirements are reduced. The volume saving effects are increased with administration of hyperoncotic colloids in a preparation with hypertonic saline solution, whereas the choice of the colloid, either hydroxyethyl starch or dextran seems to be of minor importance.

Anhang

$$ {\text{SVR}}{\left[ {{\text{dyn}}\; \times \;\sec \; \times \;{\text{cm}}^{{ - 5}} } \right]} = \frac{{{\text{MAP}}{\left[ {{\text{mmHg}}} \right]} - {\text{RAP}}{\left[ {{\text{mmHg}}} \right]}}} {{{\text{C}}{\text{.O}}{\text{.}}{\left[ {{\text{l}}/\min } \right]}}} \times \;80 $$

$$ {\text{PVR}}{\left[ {{\text{dyn}}\; \times \;\sec \; \times \;{\text{cm}}^{{ - 5}} } \right]} = \frac{{{\text{MPAP}}{\left[ {{\text{mmHg}}} \right]} - {\text{PCWP}}{\left[ {{\text{mmHg}}} \right]}}} {{{\text{C}}{\text{.O}}{\text{.}}{\left[ {{\text{l}}/\min } \right]}}} \times \;80 $$

$$ {{\text{CI}}}{\left[ {{\text{l/}}min{\text{/m}}^{{\text{2}}} } \right]}{\text{ = }}\frac{{{{\text{C}}{\text{.O}}{\text{.}}}{\text{ }}{\left[ {{\text{l/}}min} \right]}}} {{{{\text{BSA}}{\left[ {{\text{m}}^{{\text{2}}} } \right]}}}} $$

$$ {\text{SVI}}{\left[ {{\text{ml/m}}^{{\text{2}}} } \right]}{\text{ = }}\frac{{{{\text{C}}{\text{.O}}{\text{.}}}{\text{ }}{\left[ {{\text{l/min}}} \right]}}} {{{{\text{HR}}}{\left[ {{\text{min}}^{{{\text{ - 1}}}} } \right]}\; \times \;{{{\text{BSA}}}}{\left[ {{\text{m}}^{2} } \right]}}} \times \;{\text{10}}^{{\text{3}}} $$

$$ {\text{LVSWI}}{\left[ {{\text{g}}\; \times \;{\text{m/m}}^{2} } \right]} = \frac{{{\text{1}}{\text{,36}}\; \times \;{\left( {{\text{MAP}}{\left[ {{\text{mmHg}}} \right]} - {\text{PCWP}}{\left[ {{\text{mmHg}}} \right]}} \right)}}} {{100}} \times \;{\text{SVI}}{\left[ {{\text{ml}}/{\text{m}}^{2} } \right]} $$

$$ {\text{RVSWI}}{\left[ {{\text{g}}\; \times \;{\text{m/m}}^{2} } \right]} = \frac{{{\text{1}}{\text{,36}}\; \times \;{\left( {{\text{MPAP}}{\left[ {{\text{mmHg}}} \right]} - {\text{RAP}}{\left[ {{\text{mmHg}}} \right]}} \right)}}} {{100}} \times \;{\text{SVI}}{\left[ {{\text{ml}}/{\text{m}}^{2} } \right]} $$

$$ {\text{DO}}_{2} {\left[ {{\text{ml}}/\min } \right]} = {\text{caO}}_{2} {\left[ {{\text{ml/dl}}} \right]} \times {\text{CO}}{\left[ {{\text{l}}/\min } \right]} \times 10 $$

und:

$$ {{\text{caO}}_{{\text{2}}} }{\left[ {{\text{ml/dl}}} \right]}{\text{ = }}{{\text{caHb}}}{\left[ {{\text{g/dl}}} \right]}\; \times \;{\text{saO}}_{2} \; \times \;{{\text{1}}{\text{,39}}}{\left[ {{\text{ml/g}}} \right]}{\text{ + }}\alpha {\text{O}}_{2} {\left[ {{\text{ml/dl/mmHg}}} \right]}\; \times \;{\text{paO}}_{2} {\left[ {{\text{mmHg}}} \right]} $$

$$ \alpha {\text{O}}_{{\text{2}}} {\left[ {{\text{ml/dl/mmHg}}} \right]}{\text{ = }}\frac{{{{\text{caHb}}}{\left[ {{\text{g/dl}}} \right]}\; \times \;{{\text{0}}{\text{,00041}}}{\left[ {{\text{ml/g/atm}}} \right]}{\text{ + }}{{\text{0}}{\text{,0217}}}{\left[ {{\text{ml/ml/atm}}} \right]}}} {{{{\text{7}}{\text{,53}}}}} $$