Chương 1 TỔNG QUAN 1. BIẾN CHỨNG PHỔI SAU PHẪU THUẬT MẠCH VÀNH CÓ CHẠY TUẦN HOÀN NGOÀI CƠ THỂ 1. Sơ lược về phẫu thuật mạch vành có chạy tuần hoàn ngoài cơ thể Phẫu thuật bắc cầu chủ vành (phẫu thuật mạch vành) là phẫu thuật làm các cầu nối tắt qua đoạn động mạch vành bị hẹp hoặc tắc bằng các động mạch và tĩnh mạch tự thân của bệnh nhân, nhằm cải thiện tưới máu cho cơ tim. Phẫu thuật được thực hiện khi tim ngừng đập.
Hoạt động của tim và phổi được thay thế bằng hệ thống máy tuần hoàn ngoài cơ thể. Ca phẫu thuật mạch vành thành công đầu tiên được thực hiện bởi Goezt và cộng sự năm 1961 [19]. Cùng với sự gia tăng của bệnh lý mạch vành trong mô hình bệnh tật, bắc cầu chủ vành là phẫu thuật được thực hiện ngày càng nhiều. Tại Mỹ, có khoảng 400000 ca bắc cầu chủ vành được thực hiện mỗi năm [20].
Chỉ định phẫu thuật bắc cầu chủ vành - Các bệnh nhân bị nhồi máu cơ tim cấp, có giải phẫu không phù hợp để can thiệp mạch vành qua da, hoặc nhồi máu cơ tim có kèm theo các biến chứng cơ học như thông liên thất, hở van hai lá cấp. - Bệnh nhân không bị nhồi máu cơ tim nhưng có bệnh lý mạch vành với nguy cơ cao khi can thiệp mạch qua da như: bệnh lý thân chung mạch vành với điểm SYNTAX trên 33, bệnh lý nhiều thân mạch vành với điểm SYNTAX trên 33 [20]. Kỹ thuật tiến hành Bệnh nhân được mổ theo đường giữa xương ức, đặt các ống thông (canula) vào tĩnh mạch và động mạch chủ. Máu được lấy ra từ tĩnh mạch chủ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 trên và tĩnh mạch chủ dưới, bơm qua bộ trao đổi oxy rồi bơm trả về động mạch chủ.
Như vậy, tuần hoàn ngoài cơ thể (THNCT) đảm bảo tưới máu mô và cung cấp oxy cho cơ thể (Hình 1. Sau đó, dung dịch liệt tim được bơm vào động mạch vành, làm ngừng tim. Các phẫu thuật sửa chữa trên quả tim được tiến hành sau khi tim đã ngừng đập hoàn toàn [20].1: Hệ thống tuần hoàn ngoài cơ thể [21] LA: nhĩ trái, RV: thất phải, LV: thất trái Máu từ tĩnh mạch chủ trên và tĩnh mạch chủ dưới hút ra qua ống thông (canula) tĩnh mạch, đến trao đổi oxy tại hệ thống phổi nhân tạo. Sau đó, máu giàu oxy được máy bơm (tim nhân tạo) bơm trả về động mạch chủ qua ống thông động mạch chủ.
Trong phẫu thuật mạch vành, các mạch máu được sử dụng làm cầu nối là động mạch vú trong trái, tĩnh mạch hiển lớn và động mạch quay. Các mạch này một đầu được nối vào động mạch chủ, một đầu nối với động mạch vành, phía dưới chỗ hẹp, tắc (Hình 1. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2: Bắc cầu chủ-vành bằng ĐM vú trong và tĩnh mạch hiển lớn [20] Mặc dù kết quả phẫu thuật phụ thuộc chủ yếu vào phẫu thuật viên, tiên lượng chung của bệnh nhân còn phụ thuộc vào một số yếu tố khác như gây mê, chạy máy THNCT, hồi sức. Hiện nay, cùng với các tiến bộ của kỹ thuật mổ cũng như các trang thiết bị và thuốc, tỷ lệ tử vong của phẫu thuật mạch vành đã giảm, chỉ còn khoảng 2%.
Đồng thời, các biến chứng của phẫu thuật như tai biến mạch não, suy tim, suy thận, biến chứng phổi cũng giảm rõ rệt [20]. Tỷ lệ mắc, yếu tố nguy cơ, biểu hiện của biến chứng phổi sau phẫu thuật mạch vành có chạy tuần hoàn ngoài cơ thể Tỷ lệ biến chứng phổi sau phẫu thuật tim nói chung khoảng 7%-15%, sau phẫu thuật mạch vành khoảng 3-8% [22],[23],[24]. Trong khi đó, theo Wynne, tỷ lệ này dao động trong khoảng khá lớn (8 - 79%), tùy theo các nghiên cứu [25]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Các biến chứng phổi sau mổ tim khá đa dạng, bao gồm các tổn thương như tràn dịch màng phổi, tràn khí màng phổi, xẹp phổi, viêm phổi, liệt hoành và các tổn thương nặng như phù phổi, ARDS [26],[27],[25].
ARDS chỉ chiếm 2% các biến chứng hô hấp sau phẫu thuật, nhưng có tỷ lệ tử vong lên đến 50% [2]. Theo định nghĩa của Hội gây mê châu Âu, biến chứng phổi sau phẫu thuật gồm: nhiễm trùng hô hấp (bao gồm viêm phổi), suy hô hấp (bao gồm ARDS), tràn dịch màng phổi, tràn khí màng phổi, xẹp phổi, co thắt phế quản, viêm phổi do hít [28]. Các yếu tố nguy cơ trước mổ của biến chứng phổi bao gồm: tuổi cao, suy tim trước mổ, tiền sử các bệnh lý như bệnh phổi mãn tính, đái tháo đường, COPD, hút thuốc lá. Các yếu tố nguy cơ trong và sau mổ của biến chứng phổi gồm: chạy THNCT kéo dài, phẫu thuật phức tạp, tai biến thần kinh, tổn thương dây hoành, đau sau mổ, truyền thừa dịch, bất động, suy thận sau mổ, truyền nhiều máu, mổ lại, mệt cơ, sặc… [22],[29].
CƠ CHẾ TỔN THƯƠNG PHỔI SAU PHÃU THUẬT TIM CÓ CHẠY TUẦN HOÀN NGOÀI CƠ THỂ Phổi là cơ quan chịu ảnh hưởng rất lớn của tuần hoàn ngoài cơ thể, do nó có các đặc điểm giải phẫu và sinh lý đặc biệt, bao gồm: a) phổi có cấu trúc giống như hệ thống lưới, lọc toàn bộ máu tĩnh mạch; vì vậy, mọi yếu tố tế bào và thể dịch gây viêm, sau khi được hoạt hóa, đều đi qua phổi; b) đường kính mao mạch phổi nhỏ hơn đường kính các mao mạch khác; vì vậy, các khối tế bào kết tập thường bị giữ lại ở phổi; c) phổi là bể chứa bạch cầu trung tính, các bạch cầu này sau khi hoạt hóa sẽ làm tổn thương phổi [4]. Có 3 nhóm nguyên nhân chính gây tổn thương phổi sau chạy máy THNCT: đáp ứng viêm hệ thống, tổn thương thiếu máu - tái tưới máu và xẹp phổi. Ngoài ra, còn các nguyên nhân khác như gây mê, phẫu thuật, truyền máu. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Tổn thương phổi do chạy máy tuần hoàn ngoài cơ thể Tổn thương do chạy THNCT được chia thành 2 giai đoạn: a) giai đoạn sớm là các biểu hiện của đáp ứng viêm hệ thống; b) giai đoạn muộn là các biểu hiện của tổn thương thiếu máu - tái tưới máu và các phản ứng với nội độc tố [3]. Khi chạy THNCT, máu sẽ tiếp xúc với các màng không phủ tế bào nội mạc, chịu áp lực hút và bị hòa loãng, làm các thành phần protein của máu bị biến đổi, khởi phát quá trình viêm, bao gồm các phản ứng phức tạp, nối tiếp nhau, kích hoạt các yếu tố viêm thể dịch và tế bào, gây ra các tổn thương phổi. Giai đoạn thiếu máu - tái tưới máu (TM-TTM) tiếp tục gây tổn thương phổi thông qua việc hoạt hóa tế bào nội mạc và bạch cầu trung tính; tăng sản xuất gốc oxy hóa tự do; chuyển hóa axit arachidonic và giải phóng các cytokin [21]. Đáp ứng viêm hệ thống khi chạy máy tuần hoàn ngoài cơ thể Đáp ứng viêm hệ thống là phản ứng viêm không đặc hiệu, xảy ra trong quá trình chạy máy THNCT.
Quá trình này sẽ khởi phát chuỗi các phản ứng của bổ thể và cytokin, hoạt hóa bạch cầu trung tính, hoạt hóa men elastase, giáng hóa axit arachidonic, yếu tố hoạt hóa tiểu cầu PAF, tăng tiết ET-1 và NO [5],[4] (Sơ đồ 1. Phổi là tạng duy nhất tiếp nhận toàn bộ cung lượng tim và thực hiện trao đổi khí nên số lượng mao mạch phổi và lượng tế bào nội mạc mạch rất lớn. Các tế bào này bị tổn thương do thiếu máu sẽ kết dính và giữ bạch cầu trung tính ở các mao mạch, gây xung huyết phổi. Sau THNCT, phổi bị xâm nhiễm, kết dính bạch cầu trung tính rất nặng.
Các bạch cầu hoạt hóa sẽ tiết cytokine. Các cytokine có liên quan đến THNCT là TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8 và IL-10 [4]. Các cytokine kích hoạt chuỗi đáp ứng tế bào (tế bào nội mạc, bạch cầu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 8 đơn nhân, bạch cầu trung tính) làm bạch cầu bị kết dính và xâm nhập qua mao mạch phổi [6],[30]. Mối tương quan giữa cytokine tiền viêm và kháng viêm quyết định mức độ nặng của đáp ứng viêm hệ thống sau chạy máy THNCT [6].1: Cơ chế THNCT gây ra đáp ứng viêm hệ thống (Đáp ứng viêm hệ thống), rối loạn chức năng phổi và suy đa tạng.
TM-TTM: thiếu máu-tái tưới máu; TB: tế bào; BC: bạch cầu; TC: tiểu cầu; NO: nitric oxide; ET: endotheline [4]. Một phản ứng quan trọng khác của đáp ứng viêm là hoạt hóa hệ thống bổ thể, có vai trò khuếch đại đáp ứng viêm. Hệ thống này gồm hơn 30 protein, hoạt động theo chuỗi đáp ứng, được hoạt hóa theo con đường chính và con đường phụ. Máu tiếp xúc với màng nhân tạo sẽ hoạt hóa bổ thể bằng con đường phụ, tạo ra C3a và C5a.
Trong khi đó, phức hợp protamine- heparin sẽ hoạt hóa bổ thể qua đường chính (C4a), hoạt hóa C3 và tổng hợp C3a. Nội độc tố (endotoxin) được phóng thích vào hệ tuần hoàn có thể hoạt LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 9 hóa bổ thể theo cả đường chính và đường phụ, làm tăng mạnh các cytokine, tăng đáp ứng viêm sau THNCT. Hậu quả hoạt hóa bổ thể là hoạt hóa bạch cầu trung tính, ly giải tế bào và chết tế bào [30]. Hoạt hóa bổ thể và chuyển hóa axit arachidonic cũng phá hủy sự liên tục của tế bào nội mạc, thay đổi tính thấm mao mạch, gây thoát dịch vào khoảng kẽ [13].
Hậu quả của phản ứng viêm tại phổi là các phế nang tràn ngập huyết tương, hồng cầu và các sản phẩm giáng hóa của quá trình viêm. Trên lâm sàng, bệnh nhân bị giảm trao đổi khí, giảm đàn hồi phổi và tăng sức cản đường thở sau THNCT. Ngoài ra, các chất trung gian hóa học còn gây co thắt phế quản, cùng với phù khoảng kẽ, có thể dẫn đến xẹp phổi trên lâm sàng (Bảng 1.1: ảnh hưởng của THNCT đến cấu trúc, chức năng phổi và hậu quả lâm sàng [4]. Đơn vị cấu Yếu tố bệnh nguyên Các thông số thay đổi Hậu quả lâm sàng trúc Phế nang Protein huyêt tương, Tăng PAO2-PaO2 Giảm Thiếu oxy huy động bạch cầu, PO2 Giảm FRC Rối loạn cơ học hồng cầu Rối loạn V/Q phổi, giảm đàn hồi Tế bào phế nang Tăng shunt phổi trương nở Tăng sức cản phổi Xẹp phổi Hoại tử và các sản Tăng tiết phẩm giáng hóa của Co thắt phế quản viêm Tăng sức cản đường Mao mạch Tế bào nội mạc thở và lồng ngực trương nở, hoại tử Bạch cầu bị giữ lại Biểu mô phế Phù tế bào biểu mô quản phế quản Khoảng kẽ Phù Thành ngực Phù LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 Ngoài các ảnh hưởng kể trên, phản ứng viêm do THNCT còn tác động đến trương lực mạch máu.