돼지의 박동심장전위 모형에서 norepinephrine 투여에 의한 혈역학적 지수들과 thermal diffusion probe로 측정한 국소심근관류의 변화

Abstract

[한글]심폐우회로 없는 관상동맥우회술에 있어서 문합부위의 노출을 위한 박동심장전위는 피할 수 없는 과정이다. 이로 인한 혈역학적 불안정은 언제든지 환자상태를 나쁘게 만들 수 있는데, 좌회선동맥 분지들의 문합 중에 특히 심하게 나타날 수 있다. 혈역학적 불안정에 대한 처치로서 관상동맥관류압의 유지를 위해 norepinephrine이 많이 사용된다. 이 연구의 목적은 박동심장전위와 norepinephrine 투여가 혈역학적 지수들 및 thermal diffusion probe (TDP)로 측정한 국소심근관류에 미치는 영향을 관찰하는 것이다. TDP는 조직의 기본온도 변화를 측정하는 수동 thermistor와 주위조직보다 높은 온도로 가열되는 능동 thermistor가 장착된 직경 0.9 mm의 카테터로서 온도차를 유지하기 위해 발산되는 열량을 측정하여 수학적 알고리즘을 이용하여 조직관류량을 계산할 수 있는 장치이다. 연구는 체중 30~35 kg의 돼지 열 마리를 대상으로 하였으며, 마취유도 후에 우측 속목동맥과 목정맥에 각각 동맥내카테터와 폐동맥카테터를 삽입하였고 심전도와 체온을 지속적으로 감시하였다. 정중흉골절개 후에 심장끝을 통해 좌심실에 중심정맥카테터를 삽입하였으며, 좌전하행동맥의 심근영역에 TDP를 삽입하였다. 혈역학적 지수들과 심근관류량의 측정시점은 안정상태(T1), 좌회선동맥 분지들의 노출을 위해 심장을 전위시킨 뒤(T2) 그리고, norepinephrine 투여 후 5분과 15분(T3 및 T4)이었다. 모든 측정이 끝나면 심장을 제자리에 돌려놓고 norepinephrine의 효과가 사라지도록 충분히 기다린 뒤에 위의 측정과정을 반복하였다. Norepinephrine의 효과에 영향을 미칠 수 있는 다른 조작들은 시행하지 않았다. 열 마리의 실험동물들로부터 모두 20회의 측정을 할 수 있었다. 심장전위로 인해 심박출량, 평균동맥압, 심근관류량은 안정상태에 비해 유의하게 감소하였다. Norepinephrine 투여 후 평균동맥압과 심근관류량은 심장전위 후에 비해 증가하여 안정상태와 같은 정도로 회복되거나 더 증가하였으나 심박출량은 심장전위 후에 비해서는 증가하였으나, 안정상태와 같은 정도로 회복되지는 않았다. 안정상태의 측정값에 대한 백분율로 환산하였을 때, 심근관류량은 평균동맥압 및 심박출량에 대해 뚜렷한 양의 상관관계를 보였다. 이 연구결과를 통해 혈관수축제 투여에 의한 동맥압의 유지만으로는 심장전위로 인한 혈역학적 불안정을 충분히 해결할 수 없다는 것을 알 수 있었다. 또한, 국소심근관류의 측정에 사용한 thermal diffusion probe이 심근관류량의 변화양상을 감시하는데 있어서 유용한 방법임을 확인할 수 있었다.

[영문]During off-pump coronary artery bypass grafting (OPCAB), displacement of the beating heart is inevitable to expose the target vessels. Hemodynamic instability from heart displacement can be devastating enough to jeopardize the patient outcome, especially for the left circumflex artery and its branches. Norepinephrine (NE) is frequently used to maintain coronary perfusion pressure. The aim of this study was to evaluate the effect of heart displacement and NE infusion on the hemodynamic parameters and regional myocardial perfusion measured by thermal diffusion probe (TDP) during displacement of the porcine beating heart. TDP is a 0.9 mm-diameter catheter with two thermistors, proximal passive thermistor monitors fluctuation of the tissue baseline temperature and distal active thermistor is heated above the baseline temperature. From collected data on the changes of heat dissipated from the distal, heated thermistor, TDP can measure heat delivering ability of tissue i.e. tissue perfusion, calculated by mathematical algorithms installed on the host computer. Ten young adult pigs weighing 30~35 kg were enrolled. After anesthesia induction, right carotid artery and jugular vein were exposed for arterial pressure monitoring and pulmonary artery catheterization. ECG and rectal temperature were continuously monitored. After median sternotomy, catheterization on LV apex and TDP insertion into the myocardial territory of the left anterior descending artery were done. The measurements were performed as follows; resting state after completion of instrumentations (T1); after displacement of the beating heart to visualize the left circumflex branches (T2); at 5 and 15 minutes after NE infusion (T3 and T4). After the measurements were completed, heart was returned to normal position and stabilized to neutralize the effect of NE. Then, the above procedures were once repeated. No other interventions with possible influence on NE effect were employed. Totally 20 measurements were successfully performed out of 10 pigs. With heart displacement, cardiac output (CO), mean arterial pressure (MAP) and myocardial perfusion were significantly reduced from T1. After NE infusion, MAP and myocardial perfusion were recovered to the T1 level or even increased further but, CO was not fully recovered. From the percent changes from T1, myocardial perfusion demonstrated definite positive correlation to MAP and CO. Maintenance of arterial pressure only with vasoconstrictor infusion was not enough for the adequate management of beating heart displacement. Moreover, TDP was demonstrated to be a useful method to monitor the trend of variations in regional myocardial perfusion.