Five-year results of 219 consecutive patients treated with extracorporeal membrane oxygenation for refractory postoperative cardiogenic shock

BACKGROUND: Postcardiotomy cardiogenic shock occurs in approximately 1% of patients. We prospectively evaluated the early and long-term outcome as well as predictors of survival when using temporary extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) support. METHODS: During 5 years 219 of 18150 patients (1.2%) undergoing cardiac surgery (coronary artery bypass grafting, n = 119; aortic valve replacement, n = 24; coronary artery bypass grafting and aortic valve replacement, n = 21; coronary artery bypass grafting and mitral valve replacement, n = 11; other procedures, n = 44) required temporary postoperative ECMO support. The ECMO implantation was performed through the femoral vessels or through the right atrium and ascending aorta. Additional intraaortic balloon counterpulsation was employed in 144 patients to improve coronary blood flow. RESULTS: Mean duration of ECMO support was 2.8 +/- 2.2 days. One hundred thirty-four patients (60%) were successfully weaned from ECMO. Of these, 52 patients (24%) were discharged from the hospital after 29.9 +/- 24 days. The main cause of death was myocardial failure. Five-year follow-up is 96% complete; 37 patients (74%) were alive with reasonable exercise capacity. CONCLUSIONS: Extracorporeal membrane oxygenation is an acceptable technique for short-term treatment of refractory postoperative low cardiac output. It can save the lives of a group of very high risk patients.     

New approach in treatment of acute cardiogenic shock requiring mechanical circulatory support

In 12 patients with acute cardiogenic shock who required mechanical circulatory support a short-term Abiomed BVS 5000 extracorporeal assist device was implanted using the inflow and outflow cannulas of the BerlinHeart extracorporeal assist device. In 7 patients suitable for long-term support the Abiomed pumps were later exchanged for BerlinHeart pumps. This approach avoids the risks associated with repeat sternotomy and use of cardiopulmonary bypass and decreases the total costs of patient care.     

The importance of biventricular failure in patients with postoperative cardiogenic shock

To evaluate the importance of severe biventricular failure in patients with postcardiotomy ventricular failure, we analyzed the data from 30 patients treated with ventricular assist devices (VADs) over a five-year period. All patients had profound postoperative ventricular failure refractory to drugs and an intraaortic balloon (IAB). Evaluation of preoperative ventricular function did not allow prediction of which patients would require VADs. However, the development of perioperative myocardial infarction was an important determinant of the need for postoperative support with a VAD. Twenty patients received only a left VAD (LVAD). Four of them had isolated left ventricular failure; 3 were weaned, and 2 survived. None of the 16 patients with biventricular failure who received only an LVAD were weaned. Ten other patients with biventricular failure received biventricular support, either with a right VAD and IAB, or with two VADs. Of these 10 patients, 5 were weaned and 3 survived. Considering all 26 patients with biventricular failure, those receiving biventricular mechanical support (10) had a better chance (p less than 0.025) of being weaned (5/10) and surviving (3/10) than those who received only an LVAD (0/16). We conclude that biventricular failure is common in patients with postcardiotomy ventricular failure and is often the result of perioperative infarction. While patients with isolated left ventricular failure did well with an LVAD only, those with biventricular failure required biventricular mechanical support for survival.     

非小细胞肺癌患者外周血淋巴细胞热休克蛋白表达及其意义

目的 探讨非小细胞肺癌(NSCLC)患者外周血淋巴细胞热休克蛋白(HSP)27、HSP72和HSP73的表达水平及其与临床病理生理特征的关系.方法 采用流式细胞术检测34例NSCLC患者外周血淋巴细胞HSP27、HSP72和HSP73的表达水平,并以40例健康受试者作为对照.结果 NSCLC外周血淋巴细胞HSP27、HSP72的表达量均低于对照组(P<0.05),两者表达量呈正相关(P<0.01),而HSP73的表达量和对照组差异无统计学意义(P>0.05).NSCLC外周血淋巴细胞HSP27的表达量与临床病理生理特征尤明显相关,而HSP72的表达量与NSCLC原发肿瘤的大小、淋巴结转移及临床分期相关(P<0.05).结论 NSCLC患者外周血淋巴细胞HSP27、HSP72表达下调,且HSP72与NSCLC的发生发展及淋巴结转移相关.     

Inotropic agents in the treatment of cardiogenic shock

The pharmacological therapy of cardiogenic shock is determined by the underlying pathophysiology. In pump failure, secondary to severe obstructive coronary artery disease with a large compartment of ischemic myocardium at risk, coronary reserve is severely impaired. Any attempt to improve cardiac performance must consider the delicate balance between oxygen supply and requirement. Coronary blood flow is dependent on coronary perfusion pressure. Agents increasing arterial blood pressure improve coronary perfusion, but do not increase cardiac output and, thus, interfere with perfusion of vital organs. Inotropic agents, improving cardiac performance, may increase myocardial oxygen requirements in excess of availability; improvement of peripheral perfusion occurs at cost of a deteriorating pump. Contrarily, in pump failure due to primary myocardial impairment, as myocardiopathy or depression of ventricular function by extracorporal circulation, impairment of energy utilization by the myocardium, of contractility, and of neuro-humoral responses are primary factors. Measures to improve cardiac performance are less limited by considerations of increasing myocardial oxygen requirements. Dobutamine, a relatively selective beta ₁ , agonist, and dopamine, a nonselective beta, alpha, and dopaminergic agonist, are the most frequently applied vasoactive agents in the treatment of cardiogenic shock. Their effects are highly dose dependent. Both catecholamines improve cardiac performance and peripheral perfusion. The major differences between the two drugs are related to the effect on heart rate, cardiac filling pressure, and systemic vascular resistance. At clinically tolerated doses, dobutamine is a more potent inotropic agent than dopamine. The decrease in vascular resistance, unloading the left ventricle, is beneficial for the failing heart. Heart rate remains essentially unchanged. In contrast, dopamine increases arterial pressure, left ventricular filling pressure and, at higher doses, heart rate. If blood pressure cannot be maintained by dobutamine, dopamine is preferable. Moreover, the combination of both vasoactive agents has been proven beneficial, supplemented by I-norepinephrine, if necessary. An aggressive approach to unstable angina and complicated myocardial infarction, identification of the patient at high risk for sudden cardiac events, introduction of myocardial preservations during surgery, and improved techniques have contributed to the decreased frequency of cardiogenic shock.

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Resumen El shock cardiogénico representa un derrumbamiento de la función ventricular y del metabolismo miocárdico. La terapia farmacológica del shock cardiogénico está determinada por la patofisiología subyacente. En la falla de bomba secundaria a severa enfermedad coronaria obstructiva con un gran compartimiento del miocardio isquémico en riesgo, la reserva coronaria se halla severamente afectada. Cualquier intento por mejorar la función cardiaca debe considerar el delicado equilibrio entre la provisión de oxígeno y la demanda. El flujo sanguíneo coronario depende de la presión de perfusión coronaria. Los agentes que aumentan la presión arterial mejoran la perfusión coronaria, pero no aumentan el débito cardiaco y, por lo tanto, interfieren con la perfusión de órganos vitales. Los agentes inotrópicos, al mejorar la función cardiaca, pueden aumentar los requerimientos miocárdicos de oxígeno más allá de la disponibilidad; la mejoría en la perfusión periférica ocurre a expensas de una bomba en deterioro. Por el contrario, en la falla de bomba debida a afección primaria del miocardio, como ocurre en miocardiopatías o en la depresión de la función ventricular por la circulación extracorpórea, el impedimento de la utilización energética por el miocardio, de la contractilidad y de las respuestas neurohumorales, son todos factores primarios. En esta situación las medidas orientadas a mejorar la función cardiaca se encuentran menos limitadas por las consideraciones relativas a los requerimientos miocárdicos de oxígeno. La dobutamina, un agonista beta 1 relativamente selectivo, y la dopamina, un agonista beta no selectivo, alfa y dopaminérgico, son los agentes vasoactivos más frecuentemente utilizados en el tratamiento del shock cardiogénico. Sus efectos son notoriamente dosis-dependientes. Ambas catecolaminas mejoran la función cardiaca y la perfusión periférica. Las diferencias principales entre las dos residen en su efecto sobre la frecuencia cardiaca, la presión de llenamiento y la resistencia vascular sistémica. En las dosis clínicamente tolerables la dobutamina es un agente inotrópico más potente que la dopamina. La disminución en la resistencia vascular, que reduce la carga del ventrículo izquierdo, es beneficiosa para el corazón descompensado. La frecuencia cardiaca se mantiene esencialmente sin cambio. En contraste, la dopamina aumenta la presión arterial, la presión de llenamiento del ventrículo izquierdo y, en dosis mayores, la frecuencia cardiaca. Si la presión arterial no logra ser sostenida con dobutamina, la dopamina es preferible. Por otra parte, la combinación de los dos agentes vasoactivos ha probado ser beneficiosa, suplementada con 1-norepinefrina si necesario. La actitud agresiva ante la angina inestable y el infarto miocárdico complicado, la identificación del paciente con alto riesgo de sufrir alteraciones cardiacas súbitas, la introducción de la preservación miocárdica en el curso de la cirugía y las mejores técnicas de anestesia y cirugía han contribuido a disminuir la frecuencia del shock cardiogénico.

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Résumé Le traitement pharmacologique du choc cardiogénique dépend de la physiopathologie sous-jacente. En cas de défaillance de la fonction pompe, dûe à une coronaropathie obstructive sévère avec une grande zone myocardique ischémique, l'ensemble du système coronarien est profondément altéré. Toute tentative pour améliorer les performances cardiaques doit prendre en compte l'équilibre fragile entre les apports et les besoins d'oxygène. Le débit coronarien dépend de la pression de perfusion coronaire. Les substances qui accroissent la pression artérielle améliorent la perfusion coronaire, mais n'augmentent pas le débit cardiaque et par là même, interfèrent avec la perfusion d'autres organes vitaux. Les substances inotropes, améliorant les performances cardiaques, peuvent accroitrent la demande myocardique en oxygène et ce de façon supérieure à l'apport, l'amélioration de la perfusion périphérique survenant au prix d'une détérioration de la fonction pompe. A l'opposé, pour les défaillances de la fonction pompe dues à des altérations primitives du myocarde, telles que les cardiomyopathies ou les atteintes de la fonction ventriculaire après circulation extra-corporelle, les diminutions d'utilisation d'énergie par le myocarde; diminution de la contractilité et diminution de la réponse neurohumorale, sont les facteurs déterminants. Les moyens pour améliorer les performances cardiaques sont moins limités par l'augmentation des besoins en oxygène du myocarde. La Dobutamine, qui stimule les récepteurs béta-1 de façon relativement sélective et la Dopamine qui stimule de façon non sélective les récepteurs béta, alpha et dopaminergiques, sont les substances vasoactives les plus fréquemment utilisées dans le traitement des chocs cardiogéniques. Leurs effets sont hautement doses-dépendants. Ces deux catécholamines accroissent les performances cardiaques et la perfusion périphérique. La différence principale entre ces deux substances est dûe à leurs effets sur la fréquence cardiaque, les pressions de remplissage et les résistances vasculaires systèmiques. Aux doses d'utilisation clinique, la Dobutamine est plus fortement inotrope que la Dopamine. La diminution des résistances vasculaires, qui diminue le remplissage du ventricule gauche, améliore la défaillance cardiaque. La fréquence cardiaque reste à peu près inchangée. A l'opposé, la Dopamine accroit la pression artérielle, accroit les pressions de remplissage ventriculaire gauche, et à des doses plus élevées accroit la fréquence cardiaque. Si la pression artérielle ne peut être maintenue par la Dobutamine, la Dopamine est préférable. Quoi qu'il en soit, la combinaison de ces deux substances vaso-actives a démontré son efficacité, accrue si nécessaire par la Norepinéphrine. Une attitude thérapeutique active vis-à-vis de l'angor instable et des complications de l'infarctus du myocarde, la détection des malades à haut risque, l'utilisation de la préservation myocardique pendant la chirurgie et l'amélioration des techniques, ont contribué à la diminution du nombre des chocs cardiogéniques.

     

食管癌患者外周血淋巴细胞热休克蛋白表达及其意义

目的 观察食管癌患者外周血淋巴细胞热休克蛋白(HSP)27和HSP72的表达,探讨其与临床病理生理特征的关系.方法 采用流式细胞术检测45例食管癌患者外周血淋巴细胞HSP27和HSFP72的表达水平,并以43例健康受试者作为对照.结果 食管癌外周血淋巴细胞HSP27、HSP72的表达量分别为17.32±2.97和19.46±5.91,均低于对照组(P＜0.05),两者表达量呈正相关(P＜0.01),食管癌外周血淋巴细胞HSP27的表达量与临床病理生理特征无明显相关(P＞0.05),而HSP72的表达量与食管癌原发肿瘤的大小、淋巴结转移及临床分期相关(P＜0.05).结论 食管癌外周血淋巴细胞HSP27、HSP72表达下调,HSP72与食管癌的发生发展及淋巴结转移相关.     

Experience with the pierce-Donachy ventricular assist device in postcardiotomy patients with cardiogenic shock

In order to assess the current status of ventricular assist device (VAD) support of patients with postcardiotomy ventricular failure, we evaluated the data from 17 patients treated over a 2-year period with a Pierce-Donachy paracorporeal pneumatic sac-type VAD using atrial cannulation and asynchronous pumping. All patients had severe ventricular failure refractory to intra-aortic balloon (IAB) and drug therapy. The effects of the VAD on left ventricular function were evaluated by nuclear ventriculography and hemodynamic measurements during brief pump on/pump off periods. Eight patients received only left VAD's, 5 received right VAD's and IAB, and 4 received 2 VAD's. All patients were weaned from cardiopulmonary bypass with VAD flows ranging from 1.55 to 2.78 L/min per m ².Eight patients died of bleeding, biventricular failure, or multiple organ failure without improvement in cardiac function. However, 9 patients (53%) had improved cardiac function, 8 were weaned from the VAD, and 7 (41%) were discharged. Five of the last 6 patients survived. Two patients with isolated left ventricular failure survived with left VAD alone. However, of 15 patients with biventricular failure, 5 of 9 receiving biventricular assistance were weaned, while only 1 of 6 receiving left VAD alone was weaned. Although activation of the left VAD decreased left ventricular ejection fraction, left atrial pressure, and left ventricular volume, it concomitantly increased left ventricular afterload. The Pierce-Donachy VAD provided salvage of patients with severe ventricular failure after cardiac operations. The majority of patients had biventricular failure, which was best treated with biventricular mechanical support. Although the VAD reduced left ventricular preload, ejection fraction decreased as afterload increased, suggesting that asynchronous left atrial pumping does not unload the left ventricle.

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Resumen Con el objeto de determinar el estado actual del soporte de pacientes con falla ventricular postcardiotomía mediante asistencia mecánica ventricular (AMV), procedimos a evaluar los datos sobre 17 pacientes tratados en un período de 2 años con AMV por el sistema de saco neumático paracorporéo Pierce-Donachi utilizando canulación atrial y bombeo asíncrono. Todos los pacientes exhibían severa falla ventricular refractaria al balón intraaórtico (BIA) y a terapia con drogas. Los efectos de la AMV sobre el ventrículo izquierdo fueron evaluados mediante ventriculografía nuclear y mediciones hemodinámicas durante breves períodos de interrupción de la bomba. Ocho pacientes recibieron sólo AMV izquierda, cinco recibieron AMV derecha y BIA, y cuatro recibieron dos AMV's.Todos los pacientes fueron desahijados de la perfusión cardiopulmonar extracorpórea con flujos de AMV fluctuantes entre 1.55 y 2.78 L/min/M². Ocho pacientes murieron por hemorragia, falla biventricular o falla orgánica múltiple sin mejoría en la función cardíaca. Sinembargo, nueve pacientes (53%) mostraron mejor función cardíaca, ocho fueron desahijados de la AMV y siete (41%) fueron dados de alta del hospital. Cinco de los últimos seis pacientes han sobrevivido. Dos pacientes con falla ventricular izquierda aislada sobrevivieron después de AMV izquierda solamente. Sin embargo, de 15 pacientes con falla biventricular, cinco de nueve que recibieron asistencia biventricular fueron desahijados, en tanto que apenas uno de seis que recibieron AV, izquierda solamente pudo ser desahijado. Aunque la activación de la AMV izquierda disminuyó la fracción de eyección del ventrículo izquierdo, la presión en la aurícula izquierda y el volumen ventricular izquierdo, concomitantemente incrementó la postcarga ventricular izquierda.El sistema Pierce-Donachy de AMV permitió el salvamento de pacientes con severa falla ventricular después de operaciones cardiacas. La mayoría de los pacientes tenían falla biventricular, la cual fué tratada en forma óptima con soporte mecánico biventricular. Aun cuando la AMV redujo la precarga ventricular izquierda, la fracción de eyección disminuyó en la medida que se redujo la postcarga, lo cual sugiere que el bombeo atrial izquierdo asíncrono no descomprime en forma efectiva al ventrículo izquierdo y que éste en realidad queda sujeto a una mayor impedancia ventricular izquierda. A pesar de ello, también se observa una significativa disminución en el volumen diastólico y en la presión de la aurícula izquierda, lo cual resulta en una reducción de la precarga concomitante con el aumento en la postcarga. La reducción en el volumen diastólico probablemente explica la menor fracción de eyección durante el bombeo de AMV. Este efecto, más la reducción teórica en la tensión de la pared ventricular resultante de un menor volumen del ventrículo izquierdo, puede reducir el consumo miocárdico de oxígeno.

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Résumé De façon à définir l'utilisation actuelle de la pompe d'assistance ventriculaire chez les malades ayant une défaillance ventriculaire après chirurgie cardiaque, nous avons analysé les données de 17 malades traités pendant une période de plus de 2 ans par assistance ventriculaire avec une pompe para-corporelle Pierce-Donachy à type de sac pneumatique avec canulation auriculaire et pompage asynchrone. Tous les malades avaient une défaillance ventriculaire sévère ne répondant pas au ballon de contre-pulsion intra-aortique et aux drogues inotropes. L'effet de l'assistance ventriculaire sur la fonction ventriculaire gauche fut apprécié par des ventriculographies isotopiques et par des mesures hémodynamiques pendant des brèves périodes d'arrêt de la pompe d'assistance. Huit malades ont eu une assistance ventriculaire gauche isolée, 5 ont une assistance ventriculaire droite et un ballon de contre-pulsion diastolique et 4 ont eu deux pompes d'assistance ventriculaire.Les 17 malades ont été sevrés de la circulation extra-corporelle avec un index d'assistance ventriculaire allant de 1,55 à 2,78 L/mn/m². Huit malades sont décédés d'hémorragie, de défaillance bi-ventriculaire ou de défaillance polyviscérale sans amélioration de la fonction cardiaque, 8 ont été sevrés de la pompe d'assistance, et 7 (41%) sont sortis de l'hôpital. Cinq des 6 derniers malades ont survécu. Deux malades ayant eu une défaillance ventriculaire gauche isolée, ont survécu grâce à une assistance ventriculaire gauche sélective. Des 15 malades ayant eu une défaillance bi-ventriculaire, 5 sur 9 qui ont eu une assistance bi-ventriculaire ont pu être sevrés, alors que seulement un des 6 qui ont eu une assistance ventriculaire gauche isolée a pu être sevré. Bien que l'effet de l'assistance ventriculaire soit de diminuer la fraction d'éjection ventriculaire gauche, la pression auriculaire gauche et le volume ventriculaire gauche, cette assistance a pour effet concomitant d'accroitre la précharge du ventricule gauche.L'assistance ventriculaire de Pierce-Donachy permet de sauver des malades ayant des défaillances ventriculaires sévères après chirurgie cardiaque. La majorité de ces malades qui avaient des défaillances bi-ventriculaires, ont été traités au mieux par un support mécanique bi-ventriculaire. Bien que l'assistance ventriculaire diminue la précharge du ventricule gauche, la fraction d'éjection diminue autant que la post-charge augmente, ce qui laisse supposer qu'une assistance auriculaire gauche asynchrone ne décharge pas le ventricule gauche.

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Supported by NHLBI grant number—NO1-HV-12909.