Mechanické podporné systémy v liečbe srdcového zlyhávania

Souhrn

Narastajúca prevalencia srdcového zlyhávania na jednej strane a stagnujúci alebo až klesajúci počet vhodných darcov na strane druhej vedie ku snahe nahradiť činnosť srdca umelým čerpadlom. V posledných desaťročiach medicínsky aj technologický pokrok umožnili konštrukciu zariadení, ktoré sú schopné vo väčšej alebo menšej miere, na dlhšiu alebo kratšiu dobu podporiť, alebo aj úplne nahradiť funkciu srdca ako pumpy. Autori prinášajú aktuálny prehľad o mechanických podporných systémoch obehu/srdca a ich postavení v liečbe srdcového zlyhávania ako aj v programe transplantácie srdca.

Kľúčové slová:
srdcové zlyhávanie – podporné obehové systémy

Úvod

Výskyt srdcového zlyhávania (SZ) naberá rozmery epidémie s vysokou mortalitou. V Európskej kardiologickej spoločnosti (ESC) sú združené krajiny s populáciou presahujúcou 900 miliónov ľudí a dá sa predpokladať, že minimálne 15 miliónov z nich trpí na SZ [1]. Približne 5 % symptomatických pacientov s chronickým SZ predstavujú pacienti s refraktérnym SZ, t. j. ťažkou funkčnou limitáciou na úrovni triedy IV (podľa New York Heart Asso­ciation – NYHA) napriek vyčerpanej komplexnej liečbe. U týchto pacientov je namieste úvaha o resynchronizačnej liečbe, transplantácii srdca alebo implantácii mechanického podporného systému srdca [2].

Transplantácia srdca (HTx) predstavuje pri správnej indikácii najefektívnejší spôsob liečby pokročilého SZ a z vyššie uvedených čísel je zrejmé, že počet kandidátov tejto liečby je veľký [3]. Vzhľadom na nedostatok darcovských orgánov sa počet HTx na celom svete odhaduje na približne 5 000 ročne [4]. Z tohto nepomeru sa dá tušiť, kam sa budú uberať a už aj uberajú spôsoby liečby pokročilého SZ.

Mechanické podporné systémy srdca (ventricular assist devices – VAD) sú rôzne konštruované zariadenia, ktoré sú schopné vo väčšej alebo menšej miere, na dlhšiu alebo kratšiu dobu podporiť, alebo aj úplne nahradiť funkciu srdca ako pumpy. Indikácie pre implantáciu VAD sú predovšetkým klinické a hemodynamické. Klinickou indikáciou je výrazne symptomatické SZ napriek maximálnej uznanej liečbe. K hemodynamickým patria tlak v pľúcnici v zaklinení > 18 mmHg, systolický tlak v aorte < 90 mmHg, stredný tlak < 60 mmHg a srdcový index < 2,0 l/­min/m². Kontraindikácie sú podobné tým pri HTx (tab. 1) [5].

Rozlišujú sa dve základné skupiny mechanických podporných systémov – aktívne a pasívne. Aktívne pumpy podporujú cirkuláciu aktívne, pasívne podporné systémy poskytujú srdcu „oporu“ tým, že bránia jeho dilatácii a znižujú napätie steny ľavej komory. V súčasnosti je k dispozícii široká paleta systémov predovšetkým pre aktívnu mechanickú podporu zlyhávajúceho srdca (tab. 2 a 3) [6].

Ich škála sa pohybuje od najjednoduchšej intraaortálnej balónikovej kontrapulzácie až po technicky náročné, plne implantabilné a portabilné prístroje. Pri voľbe vhodného podporného systému sa vychádza:

• z predpokladanej doby podpory cirkulácie,
• zo zlyhávajúceho oddielu/oddielov srdca (ľavá alebo pravá komora, obe) (graf 1),
• z technických parametrov dostupných podporných systémov,
• z očakávaného výsledku mechanickej podpory.

Z hľadiska doby podpory cirkulácie rozlišujeme mechanické podporné systémy krátkodobé (14–30 dní), strednodobé (1–6 mesiacov) a dlhodobé (niekoľko rokov). Podľa podporovaného oddielu/oddielov srdca rozdeľujeme VAD na podpory ľavej (left ventricle assist device – LVAD) alebo pravej (right ventricle assist device – RVAD) komory, prípadne oboch komôr (biventri­cular assist device – BiVAD). Systém je uložený paralelne k oddielom srdca, s ktorými je spojený pomocou vtokových a výtokových kanýl. Vtokové kanyly sú uložené v hrote ľavej komory (alternatívne ľavej predsiene) pri LVAD, v pravej predsieni pri RVAD a výtokové vyúsťujú do aorty (LVAD) alebo do pľúcnice (RVAD). Podľa umiestnenia hnacej komponenty sú VAD označené ako a) parakorporálne (komponenta mimo tela pacienta), b) implantabilné (vo vnútri tela spojené s riadiacou jednotkou transkutánnym eletrickým káblom) a c) plne implantabilné (prenos energie i programovanie podpory pomocou elektromagnetickej indukcie bez narušenia kožného krytu tela pacienta) [7].

Výsledkom implantácie mechanickej podpory srdca môže byť niekoľko klinických priebehov ochorenia. V prípade akútneho SZ sú často urgentne implantované menej invazívne, lacnejšie a krátkodobé systémy, ktoré umožňujú získať čas pre ďalšie rozhodnutie – tzv. bridge to decision strategy (premostenie k rozhodnutiu). V prípade reštitúcie funkcie myokardu môže byť totiž systém v pomerne krátkej dobe explantovaný bez nutnosti ďalšej radikálnej liečby. Implantácia systému viedla k zotaveniu myokardu, hovoríme o tzv. bridge to recovery (premostenie k zotaveniu). Ak vývoj stavu neumožňuje explantáciu systému, realizuje sa po úvodnej stabilizácii a splnení kritérií HTx (ak je k dispozícii vhodný štep) stratégia bridge to HTx, premostenie k transplantácii, alebo implantácia dlhodobej mechanickej podpory. V tomto prípade hovoríme o tzv. bridge to bridge postupe (premostenie k premosteniu). Pri implantácii dlhodobého systému môže klinický priebeh vyústiť do viacerých situácií. Zriedkavým výsledkom je bridge to recovery – v prípade zotavenia myokardu pri komplexnej liečbe a odľahčenia oddielov fungujúcim podporným systémom. Častým je bridge to HTx – po získaní vhodného štepu. V posledných rokoch je čoraz častejším výsledkom tzv. destination therapy (destinačná liečba). Ide o permanentné riešenie, doživotnú dlhodobú podporu pacientov v terminálnom štádiu SZ, kde kontraindikácie znemožňujú ich zaradenie do transplantačného programu [7,8]. V manažmente pacientov s chronickým SZ je krok bridge to decision vynechaný, po starostlivom zvážení indikujeme priamo implantáciu dlhodobého systému s možnými vyššie uvedenými scenármi. Sú aj prípady, keď je pacient perspektívnym kandidátom HTx, ale aktuálne klinické alebo hemodynamické pomery ju neumožňujú, resp. neúmerne zvyšujú riziko jej realizácie (reverzibilná dysfunkcia orgánov, napr. obličiek alebo potenciálne reverzibilná ťažká pľúcna cievna rezistencia). V tom prípade sa rozhodujeme pre implantáciu dlhodobej mechanickej podpory ako bridge to candidacy, premostenie k zaradeniu na čakaciu listinu HTx po úprave nevyhovujúcich pomerov pľúcnej cirkulácie (graf 2) [9].

Európske odporúčania pre liečbu SZ z roku 2008 uvádzajú indikáciu implantácie LVAD a totálnych umelých sŕdc vo forme bridge to transplantation aj u pacienta s akútnou ťažkou myokarditídou v triede IIa na úrovni dôkazov C. Implantáciu týchto zariadení tiež odporúčajú zvážiť u pacientov, ak nie je v pláne definitívne terapeutické riešenie v triede IIb na úrovni dôkazov C (tzv. destinačná liečba) [1]. Rýchly rozvoj nefarmakologických liečebných postupov si už vyžiadal aktualizáciu odporúčaní. Podľa amerických údajov predstavuje indikácia destinačnej liečby asi 10 % všetkých implantácií LVAD. Kľúčovým pre úspech liečby je správny výber kandidátov. Lepšie výsledky sú podľa dostupných dát dosiahnuté pri implantácii systémov s konti­nuálnym ako s pulzatilným prietokom. Z etických dôvodov ne­existuje porovnanie konzervatívnej liečby oproti premo­steniu k HTx [10].

Intravaskulárne alebo extrakorporálne systémy sa používajú pre krátkodobú, niekoľkodennú podporu cirkulácie, keď sa očakáva zotavenie poškodeného myokardu. To je pravdepodobné pri akútnom a reverzibilnom zlyhaní, najmä po kardio­chirurgických výkonoch s omráčeným („stunning“) myokardom, ale aj u ­pacientov s kardiogénnym šokom pri akú­tnom infarkte myokardu [8,11]. Tieto spôsoby dočasnej mechanickej podpory cirkulácie sa používajú aj u pacientov s nestabilnou angínou pektoris či pre zaistenie rizikových invazívnych diagnostických či liečebných intervenčných výkonov [12]. Niektoré z modernejších prístrojov sú konštruované pre podpornú liečbu dekompenzovaného chronického srdcového zlyhávania [13,14]. Typickým zástupcom intravaskulárnych podporných metód je intraaortálna balóniková kontrapulzácia. Zlepšuje prietok koro­nárnym a cerebrálnym riečiskom – pri diastolickej augmentácii a znížení afterloadu zlepšuje koronárny prietok, čím následne zlepšuje systolickú funkciu a zvyšuje vývrhový objem ľavej komory. Novšie intravaskulárne podporné systémy sú miniatúrne čerpadlá podporujúce cirkuláciu. Systémy sa zavádzajú transkutánne, krv sa odvádza z ľavej predsiene alebo komory a prečerpáva sa do aorty. Dominantnou oblasťou ich použitia je akútne zlyhanie srdca, najčastejšie kardiogénny šok pri infarkte myokardu [15,16]. Použitie intravaskulárnych a extrakorporálnych systémov je kontraindikované pri aortálnej regurgitácii a krvných dyskráziách. Medzi najčastejšie komplikácie tohto postupu patria: ischémia v povodí tepny, cez ktorú je zavedený systém, jej lokálne poškodenie a krvácanie, embolizácia a infekcia. Tieto nežiadúce príhody sa však nevyskytujú častejšie ako v 10–15 % [6].

Novou sférou použitia intravaskulárnych podporných systémov je koncept tzv. CRS liečby (creating rest to recovery). Spočíva vo vytvorení arterio-arteriálneho okruhu, ktorý vedie k zvýšeniu prietoku descendentnou aortou s následným zlepšením prietoku cez obličky zvýšením diurézy a potlačením neurohormonálnej aktivácie. Napriek prvým sľubným skúsenostiam sa však nedávno predčasne skončila neúspešná multicentrická štúdia so systémom Cancion^® (modifikácia CAFA – kontinuálne zosilnenie aortálneho prietoku). Systém nedokázal signifikantne znižiť tlak v pľúcnici v zaklinení (p = 0,074) a nebolo potvrdené ani zlepšené prežívanie po 35 dňoch (34 % vs 32 % úmrtí v implantovanej vs kontrolnej skupine) pri súčasne signifikantne zvýšenom počte krvácaní v cieľovej skupine (p = 0,045) [17]. Prínosom štúdie je zistenie, že u pacientov s pokročilým SZ a inotropnou liečbou je nevyhnutné mechanickou podporou zabezpečiť zvýšenie prietoku o minimálne 2,5–3 l/min [18].

­Parakorporálne systémy sa používajú predovšetkým u pacientov, ktorí vyžadujú dlhšiu podporu obehu. Nevýhodou týchto zariadení je závislosť pacienta na externom pohone a zdroji energie, ako aj uloženie komôr čerpadla mimo tela, čo obmedzuje pacientovu fyzickú aktivitu. Takto konštruované systémy sú určené hlavne pre nemocničnú starostlivosť (obr. 1). Implantovateľné pumpy umožňujú voľný pohyb pacienta. Komora čerpadla a pohonná jednotka sú implantované a zdroje energie (batérie) nosí pacient v špeciálnej veste alebo na opasku. Jedinou komunikáciou s vonkajším prostredím je kábel pre spojenie s riadiacou jednotkou nabíjanou z batérií alebo cez adaptér z elektrickej siete (obr. 2). V najmodernejších, tzv.  plne implantabilných prístrojoch, je dobíjanie možné rea­lizovať transkutánne [19–21]. Iným prístupom zabezpečenia cirkulácie je ortotopická implantácia kompletného umelého srdca (total artificial heart – TAH). V roku 2004 bolo americkým ­Federálnym úradom pre kontrolu potravín a liečiv (Food and Drug Administration – FDA) schválené v indikácii bridge to HTx umelé srdce CardioWest [22]. Klinické použitie TAH je v porovnaní s podpornými systémami malé (graf 1).

Hlavnou a najrozšírenejšou indikáciou pre použitie parakorporálnych a implantabilných mechanických podporných systémov je preklenutie kritického obdobia rútiacej sa cirkulácie zlyhávajúcich čakateľov na HTx. Pri ich širšom používaní sa však ukázalo, že aj niektoré poškodenia myokardu, doteraz považované za nezvrátiteľné, sú po účinnej, nezriedka dlhodobej mechanickej podpore cirkulácie reverzibilné. Po zrušení podpory môže dôjsť aj k dlhodobej stabilizácii krvného obehu a pôvodná úvaha o HTx nie je aktuálna. Stav sa vysvetľuje priaznivým účinkom odbremenenia ľavej komory („unloading“) s jej následnou reverznou remodeláciou a obnovením jej systolickej funkcie [23].

Účinnosť LVAD v indikácii premostenie ku transplantácii sa sledovala prospektívne v asi 2 desiatkach štúdií s rôznymi typmi prístrojov. Naj­viac skúseností je s prístrojmi HeartMate LVAD a Novacor LVAD, ktoré predstavujú tzv. prvú generáciu implantabilných portabilných systémov s pulzatilným prietokom. V posledných rokoch sa čoraz viac presadzujú podobne zapojené axiálne pumpy umožňujúce miniaturizáciu čerpadla a redukciu rizík (obr. 3A a 3B, 4) [24]. V registri INTERMACS implantácie axiálnych púmp s kontinuálnym ­prietokom už počtom prevýšili systémy prvej generácie (51,6 % vs 48,4 %) [25].

Jednou z najčastejšie implantovaných axiálnych púmp je systém HeartMate II. V prospektívnej multicentrickej štúdii na skupine 133 pacientov 6 mesiacov po jeho implantácii prežívalo 79 % z nich, pričom primárny cieľ (podstúpenie HTx, zotavenie myokardu či pokračujúce prežívanie s VAD umožňujúce HTx) dosiahlo 75 % pacientov z celého súboru. Ročné prežívanie bolo na úrovni 68 %. Najčastejšími príčinami úmrtia boli sepsa a ischemická cievna mozgová príhoda (každá u 5 pacientov) a multi­orgánové zlyhanie – 4 chorí. Tri pacienti zo­mreli na hemo­ragickú cievnu mozgovú príhodu, 3 na hypoxické poškodenie mozgu, 2 na zlyhanie pravej komory a 4 z rôznych ďalších príčin [26]. Počet pacientov s implantovaným systémom vzrástol v priebehu rokov zo 133 na 469 a do dlhodobého sledovania bolo zaradených 281 pa­cientov, ktorí mali kompletné údaje po 18 mesiacoch. U týchto bol primárny cieľ dosiahnutý až v 79 %, pričom podobne ako v prvej práci medzi najčastejšími nežiadúcimi príhodami dominovali krvácania, cievne mozgové príhody, zlyhanie pravej komory a infekcia v mieste výstupu prívodného kábla. Trombóza systému sa vyskytla u 4 pacientov (tab. 4). Implantácia podporného systému HeartMate II nepriniesla pacientom len predĺženie života, ale prispela aj k jeho vyššej kvalite už po 6 mesia­coch. 83 % z nich sa nachádzalo vo funkčnej triede NYHA I a II (oproti 0 % pred implantáciou), signifikantne viac ich bolo schopných absolvovať 6-minútový test chôdzou (13 % vs 89 %). Zlepšenie kvality života bolo potvrdené aj vo výsledkoch dotazníkov – v tzv. minnesotskom, resp. kansaskom, a to 41%, resp. 75% zlepšenie [27]. Pri porovnávaní starších systémov s pulzatilným prietokom oproti tým s konti­nuálnym bolo lepšie 2-ročné prežívanie bez závažnej cievnej mozgovej príhody či nutnosti reoperácie pre poruchu či potrebu výmeny čerpadla u pacientov s čerpadlami s kontinuálnym prietokom (11 % vs 46 %, p < 0,001). Kvalita života a funkčná zdatnosť sa významne zlepšili v oboch skupinách [28].

Technologický pokrok prináša miniaturizáciu prístrojov a energetických článkov, ako aj vývoj menej trombogénnych povrchov [29]. Čoraz silnejšia a opodstatnenejšia sa stáva snaha o použitie takýchto podporných systémov v rámci definitívneho riešenia terminálneho SZ, t.j. destinačnej liečby [30].

 V roku 2001 boli publikované výsledky štúdie REMATCH (Randomised Evaluation of Mechanical Assistance for the Treatment of Congestive Heart Failure). Porovnávalo sa prežívanie a kvalita života 129 chorých s terminálnym SZ, u ktorých HTx nebola vhodná. Celý súbor bol rozdelený na dve skupiny. Jedna skupina bola liečená optimalizovanou konzervatívnou liečbou (n = 61) a pacientom v druhej skupine bol implantovaný VAD ­HeartMate VE (n = 68). Jednoročné prežívanie pacientov s VAD bolo 52 % a pacientov liečených konzervatívne 25 % (p = 0,002). Implantácia VAD zlepšila aj kvalitu života pacientov. U chorých s VAD bolo 2,5-násobne viac závažných, najmä infekčných a krvácavých nežiaducich príhod [31]. Pacienti s VAD však mali oproti optimálne konzervatívne liečeným pa­cientom priaznivejšiu prognózu po 6 mesiacoch (48 % vs 22 %, p = 0,03) a podobne aj po 1 roku (27 % vs 11 %, p = 0,02) [32]. Ako potvrdila prospektívna nerandomizovaná štúdia so systémom Novacor LVAD, pacienti s VAD mali oproti optimálne konzervatívne liečeným pa­cientom priaznivejšiu prognózu po 6 mesiacoch (48 % vs 22 %, p = 0,03) a podobne aj po 1 roku (27 % vs 11 %, p = 0,02) [32]. To potvrdila aj prospektívna nerandomizovaná štúdia so systémom Novacor LVAD.

O liečbe SZ prostredníctvom VAD sa dá konštatovať, že sa rýchlo a sľubne rozvíja, pri vyriešení istých problémov však zároveň prináša ďalšie nové situácie a otázniky. Vďaka tejto liečbe je umožnené niektorým pacientom s pokročilým SZ dožiť sa HTx. Na druhej strane u pacientov s VAD dochádza z nie celkom objasnených dôvodov k senzitizácii na HLA antigény I. a II. triedy, čo si vyžaduje špeciálny prístup pri výbere vhodného darcu. Ukazuje sa však, že prežívanie pacientov s VAD je po HTx úplne porovnateľné s pacientmi bez VAD [5]. Vzhľadom na nedostatok darcov mechanické podporné systémy postupne nachádzajú čoraz širšie uplatnenie nielen ako premostenie k HTx, ale aj vo forme destinačnej liečby. Heart--Mate II bol FDA schválený v indikácii bridge to HTx (2008) a v roku 2010 aj ako destination therapy [33].

Okrem technologického pokroku a operačných skúseností pracoviska výsledky a osud pacientov ovplyvňuje selekcia kandidátov pre implantáciu VAD [34]. Pri správnej indikácii je možné dosiahnuť 1-ročné prežívanie na úrovni 70 % [35]. V snahe uľahčiť správnu indikáciu implantácie podporného systému a jej optimálne načasovanie viaceré práce definujú prediktory mortality a použiteľné skórovacie systémy [36,37]. Jedným z možných postupov je posúdenie rizikovosti pacienta podľa jeho profilu v americkom registri INTERMACS (Interagency Registry Mechanically Assisted Circulatory Support). Register vznikol práve s cieľom zbierať dáta a poskytnúť oporu pre rozhodovanie v manažmente pacientov s VAD. ­Aktuálne sú v ňom pacienti rozdelení podľa klinického stavu do 7 profilov s 3 pomocnými parametrami akútnosti ich stavu (tab. 5) [38]. Pred implantáciou LVAD je naviac potrebné zohľadniť prediktory zlyhania pravej komory, ktoré zahŕňajú klinické, laboratórne, hemodynamické a echokardiografické parametre. Ako nezávislé prediktory postimplantačného zlyhania pravej komory sa ukazuje nutnosť vazopresorickej podpory, elevácia AST (> 80 IU/l), bilirubínu (≥ 2,0 mg/dl) a kreatinínu (≥ 2,3 mg/dl) [5]. Okrem toho je potrebné komplexne zhodnotiť vybrané kardiovaskulárne faktory (funkcia aortálnej a mitrálnej chlopne, intrakardiálne skraty, ischemická choroba srdca a poruchy rytmu) a nekardiovaskulárne faktory (veľkosť tela, hepatálne, renálne a pľúcne funkcie, psychosociálny a nutričný stav, anamnéza malignít a spôsobilosť postarať sa sám o seba – osobná hygiena, správna obsluha čerpadla) [39].

Nevyhnutnosť správnej indikácie a profesionálneho manažmentu pacientov s VAD vyúsťuje do vzniku tzv. centier pre destinačnú terapiu SZ. Podmienkou úspešného fungovania týchto centier je etablovaný program liečby pokročilého SZ (vrátane transplantačného programu), multidisciplinárny lekársky a ošetrovateľský tím, umožnenie dlhodobej komplexnej ambulantnej starostlivosti, dohľad nad správnou funkciou VAD a programy zabezpečenia kvality [40]. Multidisciplinárny prístup a dôsledný manažment pa­cientov vedie okrem zníženia počtu komplikácií aj k skráteniu dĺžky hospitalizácie a tým aj k redukcii stále pomerne vysokých nákladov spojených s touto perspektívnou liečbou [41,42].

Mechanické podporné systémy sú štandardnou súčasťou manažmentu pacientov s pokročilým SZ. Iniciálne skúsenosti s touto liečbou na pracovisku autorov boli pred časom publikované [9]. V súčasnosti máme v transplantačnom programe skúsenosti s 19 pacientami, ktorým bol/je implantovaný dlhodobý LVAD prakticky úplne nahradzujúci funkciu srdca, a s tromi, ktorým bol implantovaný LVAD poskytujúci parciálnu podporu myokardu. Snahou je pokračovať a rozvíjať tento spôsob liečby v indikáciách bridge to HTx a bridge to candidacy pri súčasnom skvalitňovaní transplantačného programu [43]. Pre narastajúci počet pacientov so SZ sú tieto moderné liečebné metódy nenahraditeľným prínosom.

Doručeno do redakce 3. 12. 2010
Přijato po recenzi 20. 12. 2010

doc. MUDr. Eva Gonçalvesová
Národný ústav srdcových a cievnych chorôb, ­Bratislava, SR
EVA.GONCALVESOVA@nusch.sk