Syndrom implantace kostního cementu

Souhrn

Cíl:
Cílem práce je seznámit čtenáře se syndromem implantace kostního cementu, připomenout rizikové faktory a doporučené postupy.

Typ práce:
Přehledový článek s kazuistikou.

Materiál a výsledky:
Na prezentované kazuistice popisuje autor fatální průběh syndromu implantace kostního cementu. V následné diskuzi se pak zabývá etiologií vzniku a postupy, které mohou být použity jako prevence při vzniku syndromu implantace kostního cementu.

Závěr:
Bone cement implantation syndrome neboli syndrom implantace kostního cementu je reakce, která může nastat při použití kostního cementu. Projevuje se hypotenzí, hypoxií a může vyústit až v srdeční zástavu a smrt pacienta. Příčina BCIS není plně známa, ale nejspíše se na ní podílí více faktorů. Je dobré, pokud na něj operatér myslí před operací i během ní a u rizikových pacientů provede preventivní opatření, aby riziko vzniku BCIS snížil.

Klíčová slova:
Syndrom implantace kostního cementu, zlomeniny krčku kosti stehenní, hemiartroplastika.

ÚVOD

Bone cement implantation syndrome (BCIS) vzniká náhle během aplikace kostního cementu či krátce po ní a je charakterizován hypotenzí, hypoxií, arytmií a může vyústit až v srdeční zástavu. Tento syndrom vzniká až u 28 % pacientů [6].

První zaznamenaný případ smrti pacienta v souvislosti s BCIS pochází z roku 1970 [7]. Donaldson rozdělil v roce 2009 BCIS do tří kategorií:

1. stupeň je charakterizován poklesem saturace pod 94 % nebo poklesem systolického arteriálního tlaku o více než 20 %.
2. stupeň je pokles saturace pod 88 % nebo pokles systolického arteriálního tlaku o více než 40 % nebo náhlá ztráta vědomí.
3. stupeň je definován selháním oběhu s nutností kardiopulmonální resuscitace [1, 5].

V roce 2009 upozornila národní agentura pro bezpečnost pacientů ve Velké Británii širší veřejnost a apelovala na vytvoření doporučených postupů, které by měly riziko vzniku BCIS snížit. První ucelený postup, na kterém spolupracovali anesteziologové, ortopedi a geriatři, byl vydán v roce 2015. Tento postup má tři základní body [3]. První bod obsahuje zhodnocení rizikových faktorů u pacienta. Jako rizikové faktory jsou zde uváděny vysoký věk, závažné onemocnění srdce nebo plic a užívání diuretik. Je udáván častější výskyt u mužů. Druhý bod popisuje přípravu operačního týmu na samotný výkon. Jedná se především o identifikaci pacienta a prevenci stranové záměny. Třetí bod popisuje práci chirurga a ane­steziologa při implantaci kostního cementu. Chirurg by měl důkladně vypláchnout připravený kanál pro zavedení dříku, informovat anesteziologa o aplikaci cementu, použít aplikační pistoli a vyhnout se příliš velkému tlaku v kanálu při aplikaci cementu. Anesteziolog by měl během operace udržovat normovolémii, potvrdit chirurgovi informaci o aplikaci cementu a mít připraveny vazopresory pro případ náhlého kolapsu oběhu [3].

KAZUISTIKA

Žena, 90 let, ráno doma upadla cestou na toaletu, odpoledne byla nalezena doma rodinou. Byla přivezena zdravotnickou záchrannou službou na úrazovou ambulanci s bolestmi pravé kyčle. Byl proveden rentgenový snímek pánve a kyčle (obr. 1), kde byla nalezena zlomenina krčku kosti stehenní vpravo.

Pacientka byla přijata na traumatologii a byla připravována k operaci. Indikována byla cerviko-kapitální náhrada hlavice kosti stehenní. Při příjmu byla pacientka dehydratovaná, v laboratoři byla hyperkalémie a lehké zvýšení jaterních enzymů. Pacientka měla v osobní anamnéze fibrilaci síní, plicní hypertenzi, sníženou funkci štítné žlázy a vysoký krevní tlak. Na oddělení byla zahájena infuzní a analgetická terapie. Za dva dny od úrazu bylo doplněno interní a anesteziologické předoperační vyšetření. Pacientka byla operace schopna s rizikem ASA 3 - 4. Třetí den ráno byla odebrána kontrolní laboratoř, kde došlo k úpravě vnitřního prostředí. Výkon byl prováděn ve spinální anestezii. Po celou dobu výkonu byla pacientka oběhově stabilní. Krevní tlak 120/60, saturace 98 %. Cement byl smíchán na vzduchu a aplikován ručně. Přibližně čtyři minuty po aplikaci cementu došlo u pacientky náhle k zhoršení oběhové stability, krevní tlak 70/30 a saturace 60 %, s následnou srdeční zástavou. Anesteziologem byla zahájena resuscitace a podán 1 mg Adrenalinu. Oběh byl obnoven za jednu minutu. U pacientky však nadále přetrvávala oběhová nestabilita a byla nutná podpora oběhu kontinuálním podáváním Noradrenalinu rychlostí 3 mg/hod. Rychle byl dokončen operační výkon, krevní ztráta byla 200 ml. Pacientka byla předána na jednotku intenzivní péče, nadále však progredovala oběhová nestabilita. Noradrenalin se navyšoval až na rychlost 6 mg/hod. Úmrtí pacientky nastalo asi jednu hodinu od ukončení operačního výkonu. Zdravotní pitva nebyla nařízena.

DISKUZE

V diferenciální diagnostice náhlého poklesu krevního tlaku a saturace během operace lze uvažovat o větší krevní ztrátě, plicní embolii, prohloubení celkové anestezie, totální subarachnoidální anestezii, alergické reakci či infarktu. V prezentované kazuistice nebyla zaznamenána větší krevní ztráta. Výkon byl prováděn ve spinální anestesii a anesteziologem byla vyloučena totální subarachnoidální anestezie. Na elektrokardiogramu nebyly známky akutní srdeční ischemie. Na kůži se neobjevil žádný exantém, který by svědčil pro alergickou reakci. Plicní embolie způsobená uvolněním žilního trombu mohla být příčinou selhání oběhu. Syndrom implantace kostního cementu se na pitvě projeví mikroembolizací více orgánů, kde emboly jsou tvořeny směsí kostní dřeně a cementu [9]. V prezentované kazuistice nebyla pitva nařízena, proto nelze potvrdit, zdali šlo o plicní embolii či BCIS. Protože však došlo k selhání oběhu krátce po aplikaci kostního cementu, lze usuzovat, že se jednalo spíše o BCIS. V grafu 1 je zobrazen vývoj hodnot systolického arteriálního tlaku v čase během operace u čtyř pacientů, kterým byla implantována cementovaná cerviko-kapitální endoprotéza kyčle. U všech pacientů došlo po aplikaci kostního cementu k poklesu systolického arteriálního tlaku, u dvou pacientů (pacient č. 1 a pacient č. 4) dokonce klesl o více než 20 %. Tento pokles lze již hodnotit jako první stupeň BCIS.

Přesný mechanizmus vzniku BCIS zatím není znám, ale nejspíše se na něm podílí více faktorů. V současnosti je k dispozici několik teorií, které se snaží vysvětlit příčinu BCIS. Všechny teorie jsou nadále podrobovány dalšímu výzkumu a testům. Mezi nejčastěji zmiňované patří zejména monomerová, mikroembolizační, histaminová, hypersenzitivní či teorie komplementu [1].

Monomerová teorie

Základní složkou kostního cementu jsou monomery metylmetakrylátu (MMA), který za exotermické reakce polymeruje a tuhne. Tato teorie předpokládá proniknutí jednotlivých monomerů MMA do krevního oběhu. In vitro bylo prokázáno, že tyto monomery způsobují vasodilataci. Na zvířecích studiích se však zjistilo, že koncentrace MMA v krvi je výrazně nižší než minimální hodnota, která by byla schopna ovlivnit krevní oběh. Proto se od této teorie postupně upouští [1].

Mikroembolizační teorie

Role mikroembolizace v BCIS je nejpravděpodobnější příčinou. Emboly byly prokázány pomocí transesofageální echokardiografie v pravé síni, komoře i plicní arterii. Pitvy potvrdily mikroembolizaci v oblasti plicního řečiště u zvířat i lidí [9]. Mikroembolizace nezpůsobuje jen mechanickou obstrukci dýchacích cest, ale navíc dochází k poškození endotelu a aktivaci mediátorů, které vedou k vasokonstrikci a zvýšení plicní vaskulární rezistence [2]. Samotná mikroembolizace však nevysvětluje všechny možné projevy BCIS, proto se předpokládají další mechanismy, které se na projevech BCIS podílí [1].

Hypersenzitivita

K této teorii vedlo prokázané zvýšení plazmatických koncentrací histaminu u pacientů s hypotenzí během cementování. Na tuto teorii proběhla pouze jediná studie zabývající se použitím blokátorů histaminových receptorů. Výsledek byl neprůkazný, a tak bylo od této teorie pomalu upuštěno [1, 12].

Teorie aktivace komplementu

Zvýšené hladiny složek komplementu, konkrétně C3a a C5a, byly prokázány během operace při použití cementu. Tyto složky potencují vasokonstrikci a bronchokonstrikci. Studie zabývající se podáním vysoké dávky metylprednisonu však nepotvrdila klinický efekt. Další studie na aktivaci komplementu již byly neprůkazné [1].

Multifaktoriální teorie

V poslední době se začíná objevovat více názorů, které vznik a průběh BCIS označují jako multifaktoriální. Podíl na působení mají právě všechny výše zmíněné teorie. Výsledkem multifaktoriálního působení je zvýšení plicní vaskulární rezistence, mikroembolizace do pravého srdce, snížení srdečního výdeje a hypoxie. Tento model se jeví jako nejpravděpodobnější a zároveň je schopen vysvětlit všechny symptomy, které se mohou objevit. Zatím však nebyla provedena žádná studie, která by se zaměřila právě na potvrzení této teorie [1].

RIZIKOVÉ FAKTORY

V roce 2014 proběhla ve Švédsku rozsáhlá studie, která se soustředila na incidenci a rizikové faktory BCIS. Do této studie bylo celkem zahrnuto 1016 pacientů. Incidence prvního stupně BCIS byla 21 %, druhého 5,1 % a třetího 1,7 %. Mezi statisticky významné rizikové faktory dle této studie patří ischemická choroba srdeční se syndromem anginy pectoris, chronické srdeční selhání, chronická obstrukční plicní nemoc. A dále užívání betablokátorů, diuretik, ACE inhibitorů a warfarinu. Studie zároveň prokázala, že není statisticky významný rozdíl v dlouhodobém přežití pacientů u výkonu bez vzniku BCIS oproti pacientům, u kterých se vyskytl pouze první stupeň BCIS. Avšak u druhého či dokonce třetího stupně dochází k významnému zkrácení dlouhodobého přežití [6]. V prezentované kazuistice měla pacientka několik statisticky významných rizikových faktorů, které mohly přispět ke vzniku i těžšímu průběhu BCIS.

PREVENCE

Snížení rizika vzniku BCIS je důležitou součástí samotné předoperační přípravy pacienta, ale neméně podstatné je i zvolení vhodné operační techniky. V rámci předoperační přípravy je podstatné odebrat kvalitní osobní anamnézu pacienta ke zhodnocení rizikových faktorů. Důležité je udržovat normovolémii a dostatečnou saturaci kyslíkem před operačním výkonem i během něj [11]. Zavedení Swan-Ganzova katetru u pacientů s vysokým rizikem, které je doporučováno některými autory, je velice diskutabilní vzhledem k vysoké invazivitě samotného výkonu. Nově byla provedena i studie na zvířatech, kde bylo jako prevence mikroembolizace použito zavedení kaválního filtru do dolní duté žíly [4]. Do operačních technik, které redukují riziko vzniku BCIS, patří zejména důkladná medulární laváž po vyrašplování a přípravě dřeňové dutiny k odstranění zbytků kostní dřeně, důsledná hemostáza ke snížení krevních ztrát, vakuové míchání cementu či použití aplikační pistole [10]. Diskutovanou metodou je provedení návrtu v dolní části diafýzy, který má sloužit ke snížení působícího tlaku při aplikaci cementu. V prezentované kazuistice nebyla použita aplikační pistole, ani vakuové míchání cementu. Jejich použití by bylo výhodné, neboť by se redukovalo riziko vzniku BCIS. Alternativou, jak redukovat BCIS, je použití necementovaných endoprotéz [2, 8]. Necementované endoprotézy mají sice vyšší riziko vzniku periprotetických zlomenin, ale nemůže u nich vzniknout BCIS. Poslední studie neprokazují statisticky významný rozdíl dlouhodobého přežití u pacientů s necementovanou endoprotézou oproti pacientům, u kterých byla použita cementovaná endoprotéza [8]. Neméně důležitou součástí operačního výkonu je pak samotná komunikace a spolupráce operatéra s anesteziologem na sále a upozornění ve chvíli, kdy je cement aplikován.

ZÁVĚR

Syndrom implantace kostního cementu je relativně neprozkoumaný fenomén, který se však může projevit v určité míře až u třetiny pacientů. I přes jeho dosud plně neobjasněnou etiologii a patofyziologii je nutno o něm mít povědomí. V prezentované kazuistice proběhly všechny klinické znaky, které by poukazovaly na BCIS: krátce po aplikaci kostního cementu náhlý pokles krevního tlaku a saturace s následným selháním oběhu. Bohužel nebyla provedena pitva, která by diagnózu syndromu implantace kostního cementu potvrdila. Doporučený postup při přípravě pacienta na operaci, při které se bude aplikovat kostní cement, by se dal rozdělit do tří fází. První fáze spočívá v přesném odebrání osobní anamnézy pacienta, jeho trvalé medikace a zhodnocení rizikových faktorů. Druhá fáze spočívá v důsledné předoperační přípravě, tedy udržení stálého vnitřního prostředí, dostatečné hydrataci a saturaci kyslíku. Třetí fáze je samotný operační zákrok. Operatér by měl provést důkladnou hemostázu operační rány, aby omezil krevní ztráty. Je doporučené použití vakuově míchaného cementu a aplikační pistole k omezení průniku monomerů cementu do krevního řečiště. Měl by informovat anesteziologa o aplikování cementu. Použití necementovaných cerviko-kapitálních endoprotéz je metodou volby, která ještě v našich zemích není příliš rozšířená. Zavedení Swan-Ganzova katetru či provedení návrtu v dolní části diafýzy femuru jsou diskutabilní techniky, které nelze jednoznačně doporučit. Je jisté, že syndrom implantace kostního cementu vyžaduje další studie a zkoumání, které by nám pomohlo plně pochopit podstatu všech dějů, které se v těle při aplikaci cementu odehrávají.

Použité zkratky: ASA – American Society of Anesthesiologists

MUDr. Filip Čechlovský

cechlovskyfif@gmail.com