Anesthesie voor vasculaire heelkunde Dr. Carlo Missant Anesthesiologie UZ Leuven 1. Inleiding Het peri-operatief anesthesiologisch beleid van patiënten voor vasculaire heelkunde is een hele uitdaging door de hoge incidentie van comorbiditeit, de hoge leeftijd, de hemodynamische en metabole stress door het afklemmen van de arteriële circulatie en de verscheidene ischemische insulten voor vitale organen. De peri-operatieve morbiditeit en mortaliteit bij vasculaire heelkunde is dan ook beduidend hoger dan voor andere types chirurgie. Anesthesie voor vasculaire heelkunde betekent vooral het pogen van behoud van de vitale functies, met de meeste nadruk op het behoud van de hartfunctie, gezien myocarddysfunctie de belangrijkste oorzaak van morbiditeit is na dit type heelkunde. Alle patiënten voor vasculaire heelkunde hebben een uitgesproken graad van atherosclerose. Atherosclerose is een progressieve systeemaandoening die de arteriële bloedflow naar verscheidene organen compromiteert. Inflammatie van de arteriële vaatwand met bijhorende endotheeldysfunctie speelt een fundamentele rol in de initiatie en progressie van de aandoening. De belangrijkste risicofactoren voor atherosclerose zijn leeftijd, mannelijk geslacht, roken, diabetes, arteriële hypertensie en hypercholesterolemie. Atherosclerotische letsels komen vooral voor ter hoogte van de coronaire arteries, de carotisbifurcatie, de abdominale aorta en de iliacale en femorale arteries. 2. De pre-operatieve evaluatie Patiënten voor vasculaire heelkunde hebben een hoge incidentie van comorbiditeit: diabetes, obesitas, hypertensie, nierinsufficiëntie, longaandoeningen en coronaire atheromatose. Het inschatten van het cardiale risico ter identificatie van de risicopatiënt en het verderzetten van de optimale cardiale en vasculaire therapie zijn een belangrijk onderdeel van de perioperatieve anesthesiologische strategie. Voor een uitgebreide uiteenzetting over de preoperatieve evaluatie en optimale cardiale oppuntstelling van de patiënt voor vasculaire heelkunde, verwijs ik naar de les over Anesthesie voor de cardiaal belaste patiënt. 3. Carotisheelkunde Inleiding Er bestaat een sterk verband tussen het optreden van cerebro-vasculaire accidenten en een (gedeeltelijke) occlusie van de arteria carotis. De belangrijkste oorzaak van arteria carotis occlusie is atherosclerose. De klinische manifestaties van carotisaantasting kunnen variëren van een asymptomatische aantasting, een TIA, monoculaire blindheid tot een fataal cerebrovasculair accident met cerebraal infarct. Een carotisendarterectomie kan zowel de symptomen van een gedeeltelijke carotisocclusie reduceren en een CVA voorkomen. Er bestaat al lange tijd enige controverse over de specifieke indicaties voor carotisheelkunde. Er bestaat consensus dat de carotisendarterectomie geïndiceerd is in patiënten met symptomatische carotisaantasting, patiënten met een occlusie meer dan 70 procent en patiënten met een occlusie boven de 50%
met een duidelijk afwijkende pletysmografie (een techniek om veranderingen in het bloedvolume in aders en slagaders in bepaalde lichaamsdelen te meten). Hersenschade tijdens een carotisendarterectomie wordt veroorzaakt door embolen of door hypoperfusie. Terwijl embolen (afgebroken stukken plaque) veroorzaakt worden door manipulatie van de arteria carotis en het plaatsen en verwijderen van de arteriële klem (en dus voornamelijk het gevolg zijn van chirurgische manipulatie), wordt hypoperfusie voornamelijk beïnvloed door het anesthesiologisch bloeddruk beleid (vooral tijdens afklemming van de arteria carotis indien onvoldoende collaterale flow via de circulus van Willis). Pathofysiologie Om het bloeddrukbeleid bij carotisheelkunde te bespreken, loont het de moeite de fysiologie van de cerebrale perfusie van naderbij te bekijken. De cerebrale bloedflow wordt bepaald door volgende factoren: Zenuwcelactiviteit Cerebrale Perfusiedruk (MAP ICP) PaCO2 Hypercarbie: cerebrale vasodilatatie met toename cerebrale bloedflow Hypocarbie: cerebrale vasoconstrictie met afname cerebrale bloedflow PH van extracellulair hersenvocht PaO2 Locale neurogene factoren De totale cerebrale bloedflow bedraagt ongeveer 50 ml/100g/minuut. Cerebrale ischemie ontstaat wanneer de cerebrale bloedflow minder dan 20 ml/100g/minuut bedraagt. Twee belangrijke mechanismen geven een natuurlijke bescherming tegen cerebrale hypoperfusie: - Circulus van Willis: een vaatkring van slagaders en anastomosen (via de arteria communicans anterior en posterior) verbindt de linker en rechter arteriële cerebrale circulatie. Als een deel van de cirkel van Willis afgesloten raakt, is de bloedvoorziening via de andere weg gewaarborgd. - Autoregulatie van de cerebrale perfusie: Om schommelingen in de cerebrale bloedflow met wisselende bloeddruk tegen te gaan, wordt door het mechanisme van de cerebrale autoregulatie de cerebrale bloedflow constant gehouden tussen een mean arteriële bloeddruk van 50 en 150 mmhg. Bij patiënten met chronische arteriële hypertensie treedt een rechtsverschuiving van de grenzen op. Bij de patiënt met een significante stenose van de arteria carotis treden echter een paar belangrijke veranderingen in deze fysiologie op. - De autoregulatie van de cerebrale perfusie is niet werkzaam in chronisch ischemisch cerebraal gebied. In dit post-stenotisch gebied is de cerebrale perfusie dus recht evenredig met de cerebrale perfusiedruk. - Intracerebral steal: In patiënten met chronische hypoperfusie is het poststenotische arteriële vaatbed continu maximaal gevasodilateerd. Hypercapnie heeft geen vasodilaterend effect in dit specifiek gebied. De resulterende vasodilatatie in het resterende arteriële vaatbed steelt het bloed vanuit het ischemisch gebied met een afname van de bloedflow in het bedreigde hersenweefsel. - Inverse steal: Een omgekeerde redening geldt bij hypocapnie. De resulterende vasoconstrictie in het omgevende gebied zorgt voor een lichte toename van de bloedflow in het ischemisch gebied.
Anesthesiologische aandachtspunten tijdens carotisheelkunde. Het anesthesiologisch beleid tijdens een carotisendarterectomie behelst het beschermen van het hart en de hersenen tegen ischemie, hartritme- en bloeddrukcontrole en het onderdrukken van pijn en de chirurgische stressrespons. Het bloeddrukbeleid tijdens een carotisendarterectomie is van primordiaal belang om de cerebrale perfusie te behouden, vooral tijdens de periode waarin de arteria carotis unilateraal wordt afgeklemd. Ondanks de slechts geringe chirurgische manipulatie zijn, mede door de pathofysiologische veranderingen in het arterieel vaatbed door de wijdverspreide atherosclerose, bloeddrukschommelingen zeer frequent. Primordiaal is dat de arteriële bloeddruk tijdens de hele procedure in de hoog-normale range wordt gehouden, rekening houdend met de pre-operatieve waarde, om de collaterale flow te bevorderen. Tijdens de periode van afklemmen van de arteria carotis wordt meestal een toename in arteriële bloeddruk van 10 20% boven de baseline waarde beoogd. Het behoud of het verhogen van de arteriële bloeddruk tijdens een carotisendarterectomie kan bekomen worden door het aanhouden van een lichte graad van algemene anesthesie of door het toedienen van sympathomimetica, zoals phenylephrine of ephedrine. Enige oplettendheid bij het gebruik van vasopressoren om de bloeddruk te verhogen is noodzakelijk omdat het verhogen van de afterload niet alleen het zuurstofverbruik van het myocard, maar ook het risico van myocardischemie of myocardinfarct bij deze cardiaal belaste patiënten doet toenemen. Bijkomende aandachtspunten tijdens carotisheelkunde zijn het optreden van bradycardie en hypotensie ten gevolge van de chirurgische manipulatie van de sinus caroticus en het vermijden van hyperglycemie. Onderzoek heeft immers aangetoond dat hyperglycemie de cerebrale schade in geval van cerebrale hypoperfusie verergert. Regionale anesthesie voor carotisheelkunde Lokale en regionale anesthesietechnieken worden al meer dan 40 jaar gebruikt voor carotisheelkunde. Een regionale anesthesie wordt bekomen door een oppervlakkig en diep cervicaal plexusblock met anesthesie in de dermatomen C2 tot C4. Voor deze regionale of locale anesthesietechniek is een grote graad van patiënt coöperatie onontbeerlijk, maar deze techniek laat een superieure continue neurologische evaluatie van de wakkere patiënt toe. Het behandelen van peroperatieve problemen, de respiratoire controle en mogelijke farmacologische weefselprotectie zijn echter met deze techniek minder evident. Tot op heden is er geen grote prospectieve gerandomiseerde studie die de neurologische of cardiale outcome bij patiënten na carotisheelkunde onder regionale of algemene anesthesie met elkaar vergeleek. Algemene anesthesie voor carotisheelkunde Het gebruik van algemene anesthesie voor carotisheelkunde heeft ontegensprekelijk een aantal belangrijke voordelen. Naast een superieure respiratoire en hemodynamische monitoring en controle biedt het toedienen van anesthetica een bijkomend cerebraal protectief effect. Wegens de afwezigheid van directe tekenen van cerebrale hypoperfusie dienen echter een aantal technische monitoringssystemen aangewend te worden om de cerebrale perfusie in kaart te brengen en te volgen tijdens de peri-operatieve periode. Intra-operatieve monitoring van cerebrale ischemie of hypoperfusie tijdens carotisheelkunde blijft controversieel. De meest gebruikte technieken zijn de carotis stompdruk en EEG. Andere mogelijkheden zijn het gebruik van transcraniële doppler, SSEP en near infrared spectroscopie.
Postoperatieve problemen De meeste transiënte en permanente neurologische complicaties na een carotisendarterectomie kunnen verklaard worden door embolisatie, hypoperfusie of chirurgische manipulatie. De differentieel diagnose is echter niet altijd eenvoudig. Postoperatieve bloeddrukschommelingen zijn heel frequent in deze populatie met preoperatieve ernstige hypertensie en kan ook het gevolg zijn van chirurgische manipulatie/gestoorde werking van de baroreceptoren. Postoperatieve hypertensie dient aggressief behandeld te worden gezien het risico op neurologische en cardiale complicaties. Het postoperatieve cerebrale hyperperfusiesyndroom wordt veroorzaakt door een acute toename in bloedflow zonder autoregulatie in het gereperfundeerd hersengebied. Symptomen zijn hoofdpijn, stuipen, focale neurologische tekenen en tekenen van intracraniële overdruk. 4. Aortachirurgie Inleiding Chirurgie op de thoraco-abdominale aorta wordt doorgaans beschouwd als de meest uitdagende chirurgische procedure wat betreft het anesthesiologisch en peri-operatief beleid. Het spectrum van aandoeningen aan de aorta die heelkundige behandeling vereist, varieert van aneurysmata, acute en chronische aortadissectie, traumatische aortascheur en progressieve occlusie van de arteries van de onderste ledematen. Anesthesie voor aortachirurgie vereist voldoende begrip van de fysiologie en pathofysiologie, kennis van de chirurgische procedure, mogelijkheid tot interpretatie van verschillende hemodynamische gegevens, farmacologische manipulatie en controle van de hemodynamiek. Hemodynamische en metabole effecten van de aortaklem De hemodynamische effecten van de aortaklem zijn complex, dynamisch en afhankelijk van een aantal factoren, zoals het niveau van de klem, de volumestatus, collaterale peri-aortische flow, LV functie en status van de coronaire circulatie. Arteriële hypertensie boven de klem en arteriële hypotensie onder de klem zijn de meest consistente bevindingen. De toename in arteriële bloeddruk boven de klem zijn vooral te wijten aan een plotse toename in impedantie voor de bloedflow in de aorta (mindere compliantie van de bloedvaten) en de vrijzetting van catecholamines en andere vasoconstrictoren. De actieve venoconstrictie proximaal en distaal van de klem en de passieve recoil van de venen distaal van de klem zorgen voor een toename van de ventriculaire preload. De toename in ventriculaire voor- en nabelasting maken, in normale omstandigheden, een toename van de ventrikelcontractiliteit, coronaire flow en cardiac output noodzakelijk. In klinische gevallen van gelimiteerde myocardcontractiliteit en beperkte coronaire reserve daalt de cardiac output door acute ventriculaire distensie, LV falen en myocardischemie. Belangrijk om te weten is ook dat door de toename in ventriculaire afterload en ventriculaire wandspanning, subendocardiale ischemie kan ontstaan. De toename in ventriculaire preload ten gevolge van de aortaklem wordt veroorzaakt door een shift van bloed proximaal van de klem en een redistributie van het bloedvolume. De specifieke effecten zijn afhankelijk van het niveau van de aortaklem. De splanchnische circulatie speelt hierin een belangrijke rol. Een klem onder het niveau van het splanchnisch systeem veroorzaakt een shift van bloed in de splanchnische vasculatuur. Afhankelijk van de veneuze tonus van dit systeem treedt een toename of afname van de ventriculaire preload op. Bij een aortaklem boven het niveau van het splanchnisch systeem, kan het bloed niet geredistribueerd woorden en treedt een significante toename op van de ventriculaire preload en van het long- en intracranieel bloedvolume.
Verschillende farmacologische en anesthesiologische peroperatieve strategieën kunnen/moeten de hemodynamische gevolgen van de aortaklem minimaliseren. Preloadreductie door gebruik te maken van venodilatoren zijn een eerste mogelijke oplossing. Bij een hoge aortaklem is echter meestal een rechtstreekse afterloadreductie door arteriële vasodilatoren ook noodzakelijk. Een alternatieve methode is het gebruik van een uitgebreid sympatisch blok na een epidurale anesthesie. Indien het sympathisch blok voldoende hoog komt, kan een effectieve daling in preload en afterload bekomen worden. Een alternatief voor het behouden van perfusie in de onderste ledematen is het gebruik van een arteficiele shunt van het LA of LV naar de femorale arteries. Renale gevolgen aortaklem Het behoud van de nierfunctie is heel belangrijk tijdens en na aortachirurgie. De incidentie van acuut nierfalen tijdens en na aortachirurgie met een infrarenale klem is ongeveer 3%, maar de mortaliteit van patiënten met acuut nierfalen benadert 40%. Ondanks verbeterde peri-operatieve zorgen zijn deze incidenties de laatste decennia ongewijzigd gebleven. De peroperatieve urineproductie is absoluut niet predictief voor de postoperatieve nierfunctie en het optreden van acute nierinsufficiëntie. Mannitol, lisdiuretica en dopamine worden in de klinische praktijk gebruikt en een poging de nierfunctie te behouden, maar de effectiviteit en het exacte werkingsmechanisme van deze agentia blijft controversieel. Optimale hemodynamische parameters met behoud van het intravasculair volume is de meest effectieve methode voor renale protectie tijdens en na de aortaklem. Het lossen van de aortaklem Bij het lossen van de aortaklem treden opnieuw heel wat hemodynamische en metabole veranderingen op. De uitgebreidheid van deze effecten zijn opnieuw afhankelijk van de duur en niveau van de klem, de volumestatus van de patiënt en de aanwezigheid van een shunt. Uitgesproken hypotensie ten gevolge van het verlies van intravasculair volume, het vrijkomen van vasodilaterende mediatoren en de shift van bloedvolume naar de distale regio door vasodilatatie in die regio (door ischemie en release van mediatoren), is het meest waargenomen klinisch fenomeen welke directe behandeling of preventie vereist. Deze hypotensie kan voorkomen worden door een rigoureuze vulling, een meer oppervlakkige anesthesie en het stoppen van de toediening van vasodilaterende medicatie voor het stoppen van de aortaklem. De behandeling van deze hypotensie bestaat uit het corrigeren van het intravasculair volume, tijdelijke toediening van vasopressoren of een progressieve loslating van de aortaklem. Indien onvoldoende effect van al deze maatregelen kan het noodzakelijk zijn de aortaklem opnieuw te plaatsen. 5. Vasculaire heelkunde op het onderste lidmaat Vasculaire heelkunde voor het onderste lidmaat behelst een hele resem aan heelkundige ingrepen waarbij de obstructie van de femorale bloedflow wordt opgegeven door een ingreep in de liesregio. Een andere mogelijkheid is niet het opheffen maar het overbruggen van de obstructie, zoals een femoro-popliteale bypass. Of deze procedures best worden uitgevoerd onder algemene of locoregionale anesthesie blijft een bron van controverse. Een locoregionale anesthesie zou gepaard gaan met een lagere incidentie van respiratoire postoperatieve complicaties en een verbeterde vroege graft patency, maar heeft geen effect op de incidentie van peri-operatief myocardinfarct.
Daarenboven blijkt het meestal onmogelijk een neuraxiale anesthesie uit te voeren door de noodzaak aan peroperatieve ontstolling. Gezien de uitgesproken comorbiditeit in deze typische patiëntenpopulatie, blijft optimale preoperatieve oppuntstelling essentieel. De cardiale morbiditeit en mortaliteit voor dit soort ingrepen is immers even groot als voor het heelkundig behandelen van een abdominaal aorta aneurysma. Optimale hemodynamische monitoring (ECG, iabp, CVD ) en vasculaire acces is dan ook noodzakelijk voor het welslagen van deze anesthesie. 6. Endovasculaire procedures Meer en meer open vasculaire ingrepen worden vervangen door het endovasculair plaatsen van al dan niet gecoverde stents, zowel op abdominaal als op thoracaal niveau. Belangrijke voordelen van deze approach is het beduidend kleinere chirurgische trauma en de slechts kortdurend noodzakelijke aortaklem (hier verwezenlijkt door het opblazen van een intra-aorta ballon). Hoewel deze endovasculaire benadering duidelijk minder bloeding, hemodynamische veranderingen en stollingsdefecten veroorzaakt, is het belangrijk te weten dat de peri-operatieve risico s en benadering gezien de comorbiditeiten van de vasculaire patiënt ongewijzigd zijn. Een typische bijkomende verantwoordelijkheid voor de anesthesist bij dit type operaties is het peroperatief uitvoeren van een TEE waar specifiek informatie verzameld kan worden in verband met het niveau van een aortadissectie, de evaluatie van de flow in de grote arteries, de positie van guidewires in de grote bloedvaten of het al dan niet aanwezig zijn van endovasculaire lekken. In de postoperatieve periode dient voldoende aandacht te worden geschonken aan de cardiale comorbiditeit en de mogelijkheid van ischemie en retro-peritoneaal bloedverlies. Mineure analgetica volstaan meestal.