Srdce na sále: 60 let mimotělního oběhu

Tři základní stupně na cestě chirurgie k srdci tvoří narkóza (1846), antisepse (1865) a podtlaková komora (1904). Z Listerovy antisepse se celkem rychle vyvinula ambicióznější asepse, ze Sauebruchovy poněkud „neohrabané“ podtlakové komory zase pozvolna ventilace řízeným přetlakem (VŘP) spojená s narkózou. K tomu malá nekardiologická zajímavost: Vývoj VŘP mohutně akcelerovala epidemie obrny v létě 1952 v Dánsku, kdy během šesti měsíců onemocněno na 3 000 pacientů a z nich přes 300 typem paralytické obrny postihující dýchací a polykací svalstvo. Celé Dánsko mělo přitom v té době k dispozici jen šest železných plic. A tak se u postýlek malých pacientů z nouze objevily jednocestné gumové vaky s trubičkou zaústěnou do průdušnice ochrnutého. Stovky mediků a později zřejmě i poučených laiků s pevnými nervy pak ve čtyřech denních směnách ručně vháněly do nehybných plic vzduch. Tou dobou s bezmocnými dětmi dýchala celá země – celkem se u nich vystřídalo 1 500 lidí, kteří za půl roku epidemie propumpovali dohromady 165 000 hodin. Dán Henning M. Ruben pak sestrojil dodnes používaný samočinně se plnící vak s jednosměrným ventilem a obličejovou maskou, tzv. AMBUvak.

K prvním operacím prováděným na tepajícím srdci (v případě zástavy masírovaném přímo během operace), nutně tedy velmi limitovaným časem a zejména topografií zákroku, se při vhodné příležitosti vrátíme, nyní vstupme rovnou na počátek 50. let minulého století a do USA, kde v dané problematice dospěli nejdále. Prakticky současně se vynořily tři způsoby, jak celkem přijatelně operovat srdce.

Ze života svišťů

Jakkoli už léta byly známy občasné případy úspěšného návratu k plnému životu po delších zástavách srdce v hypotermii (utonutí v chladné vodě), systematicky se touto problematikou začal zabývat až počátkem 40. let 20. století kanadský kardiochirurg Wilfred G. Bigelow (zároveň i jeden z průkopníků na poli kardiostimulace). Tehdy si uvědomil, že svišti během přezimování zpomalují svůj životní rytmus včetně tepové frekvence, či přesněji – životní rytmus svišťů zpomaluje okolní chlad. Mnohaletými pokusy s podchlazovanými psy prokázal, že snížením tělesné teploty lze prodloužit dobu, během níž ještě nedojde k poškození mozkové tkáně následkem hypoxie.

2. září 1952 pak kardiochirurgové Clarence W. Lillehei a F. John Lewis z Minnesotské univerzity v Minneapolisu provedli první operaci lidského srdce v hypotermii.

Pětiletá pacientka s vrozeným defektem v síňovém septu byla pomocí speciální chladicí přikrývky ochlazena na 28 °C. Doba bez oběhu krve u ní činila 5,5 minuty, během nichž aktéři stačili její srdíčko otevřít a dvoucentimetrovou „díru“ v něm zalátat. Pak dívenku pomalu ohřáli ve vodní lázni. Šlo o vůbec první chirurgický zákrok na otevřeném srdci pod přímou kontrolou zraku.

Podchlazení dostačovalo pouze k úpravě menších srdečních defektů; často se však stalo, že po otevření srdce lékaři našli vadu jinou, složitější. Navíc jen málo chirurgů mělo dostatek kuráže, šikovnosti a rychlosti, aby se pustili do nitrosrdeční operace limitované několika minutami. Bylo jasné, že samotná hypotermie je řešením na půl cesty.

První operaci otevřeného srdce (defekt síňového septa) v hypotermii u nás provedl v květnu 1956 Jan Navrátil z II. chirurgické kliniky Lékařské fakulty Masarykovy univerzity (tehdy Univerzity Jana Evangelisty Purkyně) v Brně.

Srdce pro dva

Byl to opět jeden z největších průkopníků srdečních operací Lillehei, kdo postoupil dál. Jeho idea povstala nad bezděčnou poznámkou kolegy při jednom z pokusů na psech: „Mít tak pro pacienty, kteří potřebují operaci na otevřeném srdci, k dispozici placentu!“ Nápad byl ověřen na psech a fungoval nad očekávání dobře. A tak 26. března 1954 Lillehei a jeho další kolega z Minnesotské univerzity Richard Varco operují ročního chlapečka s těžkým defektem mezikomorového septa. Jako zdroj nezbytného náhradního krevního oběhu zde používají srdce pacientova otce (takzvaný kontrolovaný zkřížený oběh – cross‑circulation, c‑c). Operace se sice podařila, fatálním následkům pooperačního zánětu plic se však zabránit nepodařilo.

Koncem srpna téhož roku v Minneapolisu poprvé tímto způsobem přichází na řadu Fallotova tetralogie. Operován byl jedenáctiletý chlapec, poskytovatelem oběhu devětadvacetiletý krevně „kompatibilní“ muž z pacientova okolí. Za čtrnáct dní malý pacient opustil nemocnici. Když se tam vrátil, přišel jen doktorům říci, že hraje basketbal a jezdí na kole.

Celkem Lillehei provedl pětačtyřicet úspěšných operací v modu c‑c, ale navzdory některým výhodám (relativní nenáročnost provedení, dárci oběhu se sami nabízeli) se toto uspořádání v sílící konkurenci přístrojových oběhů neujalo; někteří lékaři je dokonce považovali za neetické.

Každopádně přístrojové řešení skýtá kontrolovatelnější a stabilnější oběh, navíc umožňuje i udržování vícestranně prospěšné nižší tělesné teploty pacienta během zákroku.

Dech i tep strojmo

Umělý mimotělní oběh jako první úspěšně použil kardiochirurg Forrest D. Dodrill, když 3. července 1952 v Harperově univerzitní nemocnici v Detroitu pomocí krevního čerpadla (vyvinutého společně s firmou General Motors) na 50 minut nahradil velký krevní oběh jedenačtyřicetiletého muže a pomocí levostranného srdečního bypassu operoval mitrální stenózu v levém srdci. Šlo tedy o mechanickou náhradu „poloviny“ srdce, nikoli ještě i plic. V říjnu téhož roku pak Dodrill stejným způsobem, ale už i s oxygenátorem krve, nahradil malý oběh při operaci šestnáctiletého chlapce s vrozenou stenózou plicnice.

Nicméně za vynálezce kompletního mimotělního oběhu (přístroje kombinujícího činnost srdce i plic), který by umožňoval operace na zastaveném srdci, je všeobecně považován John Heysham Gibbon (1903–1973). Poněvadž jeho přínos vývoji mimotělního oběhu je rozhodující, věnujme se zde jeho úsilí poněkud obšírněji.

Jako mladý sekundář v Massachusettské všeobecné nemocnici v Bostonu ošetřoval Gibbon ženu umírající na plicní embolii. „Mým úkolem v té noci bylo změřit každých patnáct minut krevní tlak a puls a zaznamenat je. Během těch sedmnácti hodin, které jsem s pacientkou strávil, moje myšlenky pořád kroužily kolem jediné představy: život té ženy by byl zachráněn, kdyby se její krev mohla odvést do přístroje, který by ji zbavil oxidu uhličitého a dodal kyslík; pak by se krev vrátila do tepen nemocné.“

Tímto problémem se Gibbon zabýval déle než dvacet příštích let s nápaditostí a vytrvalostí vskutku nebývalou. Navíc sám, poněvadž pro složitost celé záležitosti nikdo nevěřil v kloudný výsledek. S experimenty začal v roce 1931. Jediným pomocníkem mu byla jeho manželka (technická asistentka na chirurgickém oddělení řečené nemocnice, kde se také seznámili) (obr. 1). Součástky k aparatuře sehnal po bazarech, za pokusná zvířata mu sloužily všelijak získané toulavé kočky (sám Gibbon je chytal do pytle).

Problémy k překonání byly obrovské (jen sehnat v té době vhodné materiály!) a pokroky k zbláznění pomalé, ale Gibbon se nevzdal. „Nikdy nezapomenu na den, kdy se nám podařilo zcela uzavřít plicnici a převést krev na umělý oběh. Pumpa běžela naplno – a krevní tlak zvířete zůstal normální! Popadli jsme se se ženou, tančili jsme po laboratoři a provolávali sláva.“

Po válce se „osamělý vytrvalec“ Gibbon, už jako profesor na Jeffersonově lékařské fakultě ve Filadelfii, dohodl na spolupráci s firmou IBM (součástí dohody bylo, že žádná strana nevyužije výsledků této spolupráce komerčně). Nový přístroj sestával ze série rotačních pump a z osmi 56 cm vysokých vertikálních desek v komoře s kyslíkem, po nichž krev v tenkém filmu stékala. Tímto zařízením Gibbon od roku 1949 úspěšně operoval kočky a psy. Po jednom nezdaru v roce 1952 (patnáctiměsíční dítě mělo v srdci jinou vadu, než se čekalo, a Gibbon operaci pokazil) uspěl i u člověka – osmnáctiletá pacientka s vrozenou srdeční vadou strávila 6. května 1953 na mimotělním oběhu tři čtvrtě hodiny, z toho 26 minut při zcela zastaveném srdci (během té doby jí Gibbon pomocí hedvábné záplaty spravil defekt ve stěně mezi síněmi). Zato další dva pacienti zemřeli, byť ne na komplikace spojené s mimotělním oběhem (jednou nenaskočilo po operaci srdce, podruhé opět osudně zasáhla nesprávná diagnóza), a Gibbon vyhlásil na tyto výkony moratorium. Několik let ještě pokračoval v experimentální práci na psech, ale dojem z obou neúspěchů přetrvával natolik, že už žádnou operaci na otevřeném srdci u lidí nerealizoval. Naštěstí v jeho práci brzy pokračovali jiní, za všechny jmenujme alespoň Johna W. Kirklina z Mayo kliniky v Rochesteru (stát Minnesota).

První výkon v mimotělním oběhu u nás (pomocí přístroje místní konstrukce) provedl v únoru 1958 opět Jan Navrátil na II. chirurgické klinice LF MU v Brně u pacientky s inkompletní formou defektu atrioventrikulárního septa. Šlo o první operaci na otevřeném srdci s ECC nejen u nás, ale v celé střední a východní Evropě.

Zdroj: Kapitoly z kardiologie pro praktické lékaře