Dittrich, Sven: Untersuchungen zur Nierenfunktion bei der Behandlung angeborener Herzfehler

Kapitel 3. Nierenfunktion im Säuglingsalter bei kardiopulmonalen Bypass-Operationen

3.1 Intraoperative Nierenfunktion

Nachdem tierexperimentell die Bedeutung des Einflusses der Blutviskosität auf den Ischämie-Reperfusionsschaden der Niere aufgezeigt wurde, galt es für die klinische Fragestellung dieser Arbeit zu überprüfen, ob diese Ergebnisse auch für pädiatrische

Risikopatienten unter den Bedingungen einer kardiopulmonalen Bypassoperation zutreffen. Wir gingen davon aus, dass die Blutviskosität die Nierenfunktion bei der extrakorporalen Perfusion am kardiopulmonalen Bypass beeinflusst.

3.1.1 Material und Methoden

3.1.1.1 Patientenauswahl

In die Studie eingeschlossen wurden 37 Patienten mit einem Körpergewicht unter 10 kg, die im Studienzeitraum von Mai bis Dezember 1997 mit Hilfe des kardiopulmonalen Bypasses aber ohne Kreislaufstillstand an einem angeborenen Herzfehler operiert wurden. (Tabelle 3). Von weiteren 10 Patienten mit einem Körpergewicht unter 10 kg, die ebenfalls im Studienzeitraum operiert wurden, konnten die Daten nicht vollständig erhoben werden oder die bei allen Patienten routinemässig durchgeführte Nierensonographie erbrachte einen pathologischen Befund.

3.1.1.2 Anästhesieologische und kardiotechnische Methoden

Die Patienten wurden 30 Minuten vor der Operation mit Midazolam (0,5 mg*kg^-1 p.o.) prämediziert. Die Anästhesie wurde mit Midazolam (0,2 mg*kg^-1 i.v.), Sufentanyl (1 µg*kg^-1 i.v.) und Pancuronium (0,1 mg*kg^-1 i.v.) begonnen. Alle Patienten wurden mit einem Endotrachealtubus intubiert und erhielten einen zentralen Venenkatheter, einen Arterienkatheter und einen Blasenkatheter. Die Anästhesie wurde durch die kontinuierliche Infusion von Sufentanyl (1 - 2 µg*kg^-1*h^-1 i.v.), einem Inhalationsagent vor dem kardiopulmonalen Bypass und einer weiteren Dosis Midazolam während und nach dem kardiopulmonalen Bypass weitergeführt. Die maschinelle Beatmung wurde mit einem CATO - Ventilator (Dräger, Lübeck, Deutschland) durchgeführt. Prednison (30 mg*kg^-1 i.v.) und Mannitol (0,5 mg*kg^-1 i.v.) wurden vor Beginn des kardiopulmonalen Bypasses gegeben. In der Abkühl- und Aufwärmphase erhielten alle Patienten eine kontinuierliche Infusion von Nitroprussid (0,1 - 5 µg*kg^-1*min^-1). Nach dem kardiopulmonalen Bypass und der modifizierten Ultrafiltration (50 ml*kg^-1) wurde die Heparinwirkung mit der nötigen Menge Protamin, berechnet mit dem Hepcon HMS-System (Medtronic, Düsseldorf, Deutschland), antagonisiert. Der Kreislauf der Herz-Lungen-Maschine bestand aus folgenden Teilen:

ein Microporous Polypropylene Membrane Oxygenator, ausgewählt je nach Größe des Patienten (Safe Micro, Polystan, Vaerlose, Dänemark; Lilliput D-701, D-902, Dideco/Sorin, Mirandola, Italien)
ein arterieller Filter (D736, pore size 40 µm, Dideco/Sorin)
eine arterielle nonpulsatile Rollerpumpe (Stöckert, München, Deutschland) mit Siliconschläuchen
Schlauchsysteme aus medizinischem Polyvinylchlorid (Stöckert).

Das Vorfüllen der Herz-Lungen-Maschine vor dem Anschluß an die großen Gefäße des Patienten erfolgte mit gefilterter (R3802 0,2 µm Pall Biomedical, Dreieich, Deutschland) physiologischer Elektrolytlösung (Thomaeionin, Boeringer, Ingelheim, Deutschland). Das Vorfüllungsvolumen von 350-550 ml wurde bei Neugeborenen teilweise durch 120 ml fresh frozen plasma und bei älteren Säuglingen durch 50 ml Albumin 20% ersetzt. Um einen kalkulierten Hämatokrit von 15% zu erhalten, wurden 150-250 ml Erythrozytenkonzentrat dazugegeben. Wenn es nach den Ergebnissen der Blutgasanalyse notwendig war, wurde der pH mit Natriumbikarbonat 8,4% gepuffert. Bei Patienten mit größerem Blutvolumen und/oder höherem Hämatokrit wurde versucht, ohne Spenderblut auszukommen. Die Gerinnbarkeit wurde durch eine Bolusabe Heparin auf eine „activated clotting time“ (Medtronic, Düsseldorf, Deutschland) von länger als 480 s gesenkt. Nach der Narkoseeinleitung wurde der Thorax eröffnet und das Herz präpariert. Nach Einbringen der Gefäßkanülen in die Hohlvenen und in die Aorta wurde die Herz-Lungen-Maschine gestartet. In den ersten 15-20 min wurde die Körpertemperatur des Kindes auf das für die Operation vorgesehene Niveau gesenkt. Der arterielle Kohlendioxiddruck wurde während des hypothermen kardiopulmonalen Bypasses gemäss der alpha -Stat-Methode bei 35-45 mmHg gehalten. Für die Kardioplegie wurden 100 ml Kardioplegielösung (Cardioplegin-N, Köhler Chemie, Alsbach-Hähnlein, Deutschland) sowie nachfolgend „Hamburg-Eppendorf kolloidale Lösung“ (Fresenius, Bad Homburg, Deutschland) mit Magnesium und Procain als kardioplegisch wirkende Agentien in die abgeklemmte Aortenwurzel infundiert. Die kolloidale Kardioplegielösung wurde während der Operation alle 20-30 min reinfundiert. Bei 3 Patienten wurde der kardiopulmonale Bypass bei normaler Körpertemperatur ohne Abklemmung der Aorta durchgeführt. Während des Bypasses wurde an der Maschine ein Fluss von 3 l/min/m² vorgegeben. Kontrolliert wurde eine ausreichende Systemperfusion durch kontinuierliche Messung der venösen Oxyhämoglobinsättigung und der Blutgaswerte. Der Fluss wurde nur zeitweise bei

vermindertem venösem Rückfluss und auf Anweisung des Operateurs reduziert und während der Aufwärmphase erhöht. Nach der Öffnung der Aortenklemme und Freigabe der Koronarzirkulation folgte die Reperfusionsphase des Herzens mit weiterer Erwärmung auf eine normale Körpertemperatur von 37 °C. Nach Beendigung des kardiopulmonalen Bypasses wurde routinemäßig eine modifizierte Ultrafiltration gemäß der Methode von Naik und Elliott [ 52 ] durchgeführt: Die Aortenkanüle wurde in situ belassen und das Blut aus der Aorta durch einen Hämokonzentrator (DHF 02, Dideco, Italien) konzentriert und oxygeniert in den rechten Vorhof reinfundiert. Um eine ungewollte Temperatursenkung besonders bei Neugeborenen und kleinen Kindern zu verhindern, wurde das Blut in einem Hot-Line-Transfusionskatheter (Smith Industries, Rockland, USA) erwärmt und perfundiert.

3.1.1.3 Messperioden und Analysen

Die Studie umfasste 5 verschiedene Messperioden mit Urinsammelphasen und der Abnahme korrespondierender Blutproben.

Messperiode von der Narkoseeinleitung bis zur Kanülierung des Herzens.
Messperiode, die die Zeit der hypothermen Perfusion umfasst: vom Start der Herz-Lungen-Maschine bis zum Öffnen der Aortenklemme. Bei Patienten, die ohne Kardioplegie am kardiopulmonalen Bypass operiert wurden, markierte das Erreichen des hämodynamische Operationsergebnisses das Ende dieser Messperiode.
Messperiode der Reperfusionsphase vom Ende der Aortenklemmzeit bis zum Abschalten der Herz-Lungen-Maschine.
Messperiode vom Ende der Herz-Lungen-Maschine bis zu Beginn der 5. postoperativen Stunde.
Messperiode im Zeitraum 18 - 24 Stunden nach Beendigung der Herz-Lungen-Maschine.

Aus dem Blut wurden die Blutgasanalyse, Natrium, Hämoglobin, Hämatokrit, Blut- und Plasmaviskosität, Harnstoff, Kreatinin und der kolloidosmotische Druck analysiert. Im Urin wurde Natrium und Kreatinin gemessen. Das Gesamteiweiß, Albumin, alpha ₁-Mikroglobulin, Transferrin, Immunglobulin G und die Enzymaktivität der N-acteyl-ß-D-

glucosaminidase wurden ebenfalls im Urin analysiert und im Verhältnis zum ausgeschiedenen Kreatinin ausgedrückt [ 43 , 51 ]. Zur Beschreibung der Nierenfunktion wurden desweiteren die Diurese, die Natriumexkretion und die endogene Kreatininclearance herangezogen [ 79 ]. Kreatinin im Serum wurde mit der kinetischen Jaffé-Methode auf dem Hitachi 917^®-Analysator mit kommerziellen Testproben (Boehringer, Mannheim, Deutschland) bestimmt, die Bestimmung des Kreatinins im Urin erfolgte mit dem Kreatinin-Analysator 2 von Beckman Instruments wie im Kapitel 2.1.1.1.5. angegeben, ebenso die Messung der Blut- und Plasmaviskosität. Die Natrium und Blutgaswerte wurden in einem Blutgasanalysegerät ABL 505 (Radiometer, Kopenhagen, Dänemark), Hämatokrit und Hämoglobin in einem Coulter Counter, Model Celldyn 3500^® (Abbott, Illinois, USA) gemessen. Der kolloidosmotische Druck wurde in einem Onkometer 923 (BMT, München, Deutschland) bestimmt. Quantitative Bestimmungen von zentrifugierten Urinanproben (10 min mit 3000 U*min^-1) erfolgten mit kommerziell erhältlichen Reagenzien und Testkits, entweder auf einem Hitachi 917^® (Boehringer-Mannheim, Mannheim, Deutschland) oder einem Cobra Mira Plus (Roche, Grenzach, Deutschland) Selektivanalyzer. Gesamtprotein im Urin wurde mittels Turbidimetrie bei 405 nm mit Trichloressigsäure als Fällungsmitte, N-acetyl-ß-D-glucosaminidase mittels Verfolgung der Hydrolyse von 3-Kresolsulfonphthaleinyl-N-acetyl-ß-D-glucosaminidin bei 550 nm (Boehringer, Mannheim, Deutschland), alpha

₁-Mikroglobulin, Albumin, Transferrin und Immunglobulin G per Immunoturbidimetrie bei 340 nm mit Antiseren und Kalibratoren von Dako (Dako, Hamburg, Deutschland) gemessen. Als pathologische Analyse oberhalb der 2. Standardabweichung einer von Ehrich und Koautoren 1993 publizierten pädiatrischen Referenzgruppe gewertet wurden: Gesamtprotein > 170 mg*gKrea^-1; Albumin > 35 mg*gKrea^-1; alpha

₁-Mikroglobulin > 16 mg*gKrea^-1; Transferrin > 0,7 mg*gKrea^-1; Immunglobulin G> 1 mg*gKrea^-1; N-acetyl-ß-D-glucosaminidase > 11 U*gKrea^-1 [ 51 ]. Hämodynamische Messwerte wurden den Anzeigen des Monitorsystems (Maquette, Milwaukee, USA) entnommen. Die Daten der Herz-Lungen-Maschine wurden elektronisch aufgezeichnet. Die Körpertemperatur der Patienten wurde mit einem rektalen Sensor fortlaufend gemessen. Für die jeweiligen Untersuchungsperioden erfolgte eine Mittelwertbildung aus 5 minütlichen Aufzeichnungen.

3.1.2 Ergebnisse

3.1.2.1 Patienten- und OP-Daten

Alle 37 Patienten überlebten die Operation im Studienzeitraum.

Tabelle 3: Diagnosen und Art des kardiochirurgischen Eingriffes

Patienten- anzahl

Operation

Ventrikelseptumdefekt und/oder Vorhofseptumdefekt

14

Korrektur

Atrio-ventrikulärer-Septumdefekt

6

Korrektur

Transposition der großen Gefäße

6

Arterielle Switch-Operation

Fallotsche-Tetralogie

2

Korrektur

Pulmonalatresie

5

Glenn-Anastomose (n=3), Korrektur (n=2)

Bland-White-Garland Syndrom

2

Korrektur

Truncus arteriosus communis

1

Korrektur

Aortenstenose

1

Kommissurotomie

Tabelle 4: Demographische Daten und Beschreibung des kardiopulmonalen Bypasses

Alter (Monate)

3,4 (0,2-17,0)

Körpergewicht (kg)

4,4 (2,62-9,9)

Bypasszeit (min)

106 (44-479)

Aortenklemmzeit (min)

59 (17-121)

Mittlere rektale Körpertemperatur während der Aortenklemmzeit (min)

31,3 (18,0-36,7)

Kolloidosmotischer Druck während der Aortenklemmzeit (mmHg)

15,3 (11,6-24,6)

Mittlerer Blutfluss (l/min/kg)

0,19 (0,11-0,28)

3.1.2.2 Nierenfunktion

Wegen geringer oder fehlender Urinmengen bei 7 Patienten bis zu Beginn des

kardiopulmonalen Bypasses und bei 5 Patienten während der Reperfusion konnten keine oder keine vollständigen Analysen durchgeführt werden. In der letzten Messperiode 24 Stunden postoperativ gelang die Sammelurinbestimmung bei 8 Patienten ohne Dauerkatheter technisch nicht, ein Patient war während dieser Messperiode anurisch. Verglichen mit der Einleitungsperiode der Operation stieg die Diurese während der Perfusion des kardiopulmonalen Bypasses an und blieb in den ersten 24 Stunden nach der Operation erhöht (Abbildung 10). Die Kreatininclearance war zu Beginn des kardiopulmonalen Bypasses höher als in der Narkoseeinleitungsphase und sank im weiteren Verlauf unter die präoperativen Werte (Abbildung 10). Sie war noch 24 Stunden nach der Operation reduziert. Eine erhöhte Albuminausscheidung, wie auch eine vermehrte Ausscheidung von Transferrin und Immunglobulin G bestand in der Reperfusionsperiode und in den ersten 4 postoperativen Stunden, erholte sich aber wieder innerhalb von 24 Stunden postoperativ bei allen Patienten mit erhaltener Diurese (Abbildung 10). Eine erhöhte Aktivität der N-acetyl-ß-D-glucosaminidase im Urin, eine erhöhte Natriumexkretion und eine erhöhte Ausscheidung von alpha

₁-Mikroglobulin bestand in der Reperfusionsperiode des kardiopulmonalen Bypasses und in den ersten 4 Stunden postoperativ und normalisierte sich ebenfalls innerhalb von 24 Stunden (Abbildung 10).

Abbildung 10: Nierenfunktion während des kardiopulmonalen Bypasses

Abkürzungen: CPB = kardiopulmonaler Bypass. * p < 0,05 im Vergleich zu den Basiswerten vor CPB. Eine Polyurie und eine erhöhte Natriumausscheidung traten während der extrakorporalen Perfusion auf (Diagramme oben und mitte links). Eine Proteinurie und eine erhöhte Aktivität der N-acteyl-ß-D-glucosaminidase wurden in der Reperfusionsperiode des kardiopulmonalen Bypasses und in den folgenden Stunden gemessen (rechtsseitige Diagramme). Die Kreatininclearance war postoperativ erniedrigt (unten links).

3.1.2.3 Blutanalysen

Hämoglobin und Hämatokrit waren während des kardiopulmonalen Bypasses, verglichen mit den Ausgangswerten, vermindert. Die Plasmaviskosität war während der hypothermen Perfusion der 2. Messperiode erhöht. Die Vollblutviskosität war während der Aortenklemmzeit nicht höher als in der Ausgangsanalyse und in der Reperfusionsperiode vermindert. (Abbildung 11). In Normothermie korrelierte das Ausmaß der Blutviskosität eng mit dem Hämoglobin und dem Hämatokrit, während eine solche Beziehung für die Plasmaviskosität nicht gefunden werden konnte. Demgegenüber korrelierten während der Hypothermie die Körpertemperatur und die Plasmaviskosität mit der Blutviskosität, während diese Beziehung für Hämoglobin und Hämatokrit nicht mehr vorhanden war (Tabelle 5). Je niedriger die Körperkerntemperatur während der 2. Messperiode war, umso höher war das Ausmaß der Albuminurie während der Reperfusion (r = -0,62; p < 0,01). Die Höhe der Blutviskosität während der Hypothermie korrelierte mit dem Ausmaß der Albuminurie (r = 0,7; p < 0,01) und der Aktivität der N-acetyl-ß-D-glucosaminidase im Urin (r = 0,55; p = 0,01) während der Reperfusionsperiode (Abbildung 12).

Abbildung 11: Hämorheologie während des kardiopulmonalen Bypasses

Abkürzungen: CPB = kardiopulmonaler Bypass.* p < 0,05 im Vergleich zu den Basiswerten vor CPB. Bei starker mittlerer Absenkung des Hämatokrit (oben links) in der Phase der Hypothermie (oben rechts), war die Blutviskosität nicht signifikant veringert (unten links) während gleichzeitig die Plasmaviskosität stark erhöht war (unten rechts).

Abbildung 12: Korrelation von Blutviskosität und Albuminurie

Korrelationskoeffizient r = 0,71; p < 0,01; n = 32. Die Höhe der Blutviskosität während der hypothermen Phase des kardiopulmonalen Bypasses zeigte einen positiven Zusammenhang zur sich entwickelnden Albuminurie.

Tabelle 5: Einflüsse auf die Blutviskosität bei Normo- und Hypothermie

Blutviskosität bei Normo-thermie (vor dem kardiopulmonalen Bypass)
(CPS; Schergrad 225 s^-1)

Blutviskosität bei Hypothermie (Aorten-klemmzeit)
(CPS; Schergrad 225 s^-1)

Hämoglobin*
(g/dl)

r = 0,81
p < 0,01

r = 0,41
p = 0,012

Hämatokrit*
(%)

r = 0,80
p < 0,01

r = 0,40
p = 0,025

Plasmaviskosität*
(CPS; Schergrad 225 s^-1)

r = 0,19
p = n.s.

r = 0,59
p < 0,01

Mittlere Körperkerntemperatur*
(°C)

r = 0,12
p = n.s.

r = -0,75
p < 0,01

* Die Daten stammen jeweils aus der mit der Messperiode der Viskositätsanalyse korrespondierenden Messperiode. Signifikante Korrelationen sind hervorgehoben.

3.2 Auswirkungen des hypothermen Kreislaufstillstandes

Im folgenden Kapitel wird der Wert der im neonatalen Tiermodell gewonnen Ergebnisse für kinderkardiologische Patienten mit einer Untersuchung an Säuglingen überprüft. In einer Literaturrecherche sind bisher keine vergleichenden Daten zur intraoperativen Nierenfunktion bei kardiopulmonalen Bypassoperationen mit und ohne hypothermen Kreislaufstillstand zu finden.

3.2.1 Material und Methoden

3.2.1.1 Patientenauswahl

Die im Kapitel 3.1.1.1. vorgestellte Patientengruppe mit Operationen am kardiopulmonalen Bypass wurde verglichen mit einer im gleichen Studienzeitraum rekrutierten Gruppe von Säuglingen, die eine kardiale Operation am kardiopulmonalen Bypass mit passagerem Kreislaufstillstand in tiefer Hypothermie erhielten. Diese Gruppe umfasste 7 Patienten, davon 5 mit einem hypoplastischen Linksherzsyndrom, von denen wiederum 2 eine primäre Norwood-I Operation erhielten [ 123 ]. Drei Patienten mit

hypoplastischem Linksherzsyndrom wurden wegen pulmonalarterieller Engen (n=2) und 1 Patient wegen zusätzlicher Reaortenistmusstenose nach Norwood-I Operation reoperiert. Bei 2 weiteren Patienten wurde eine komplette Lungenvenenfehleinmündung im hypothermen Kreislaufstillstand korrigiert.

3.2.1.2 Messperioden

Drei der im Kapitel 3.1.1.3. aufgeführten Messperioden sind zwischen den beiden Operationsverfahren vergleichbar:

Die Messperiode von der Narkoseeinleitung bis zur Kanülierung des Herzens und dem Start der Herz-Lungen-Maschine.
Die Reperfusionsphase vom Ende der Aortenklemmzeit beim full flow kardiopulmonalen Bypass oder vom Ende des Kreislaufstillstandes bis zur Beendigung der Herz-Lungen-Maschine.
Die postoperative Messperiode vom Ende der Herz-Lungen-Maschine bis zu Beginn der 5. postoperativen Stunde.

3.2.2 Ergebnisse

3.2.2.1 Bedingungen des kardiopulmonalen Bypasses

Während die Blutdruck- und Blutflussverhältnisse am kardiopulmonalen Bypass im Vergleich beider Patientengruppen keinen Unterschied aufwiesen, bestanden in der Patientengruppe mit hypothermen Kreislaufstillstand längere Bypasszeiten und eine tieferere rektal gemessene Körpertemperatur (Tabelle 6). Bezüglich Alter und Körpergewicht gab es keine Unterschiede zwischen beiden Gruppen.

Tabelle 6: Vergleich von demographischen und kardiopulmonalen Bypass Daten

Operationen mit Kreislaufstillstand

Operationen ohne Kreislaufstillstand

p-Wert

Alter (Monate)

2,4 (0,1-4,1)

3,4 (0,2-17,0)

n.s.

Körpergewicht (kg)

3,9 (3,1-4,7)

4,4 (2,6-9,9)

n.s.

Bypasszeit (min)

164 (137-191)

106 (44-479)

< 0,05

Aortenklemmzeit (min)

59 (17-121)*

Bypasszeit bis zum Beginn des Kreislaufstillstandes (min)

59 (40-91)

Kreislaufstillstandszeit (min)

58 (40-90)

Mittlere rektale Körpertemperatur während der Aortenklemmzeit (min)

25,6 (13,3-31,8)

31,3 (18,0-36,7)

<0,01

Mittlerer Blutfluss (l/min/kg)

0,17 (0,14-0,24)

0,19 (0,11-0,28)

n.s.

* 3 Patienten wurden ohne Kardioplegie am kardiopulmonalen Bypass operiert.

3.2.2.2 Nierenfunktion

Verglichen mit den präoperativen Messungen war die Diurese während der extrakorporalen Perfusion in beiden Gruppen erhöht, der Verlauf zeigte aber keinen Unterschied zwischen beiden Gruppen. Die Messungen der Kreatininclearance ergaben ebenfalls keine signifikanten Unterschiede (Abbildung 13). Keiner der Patienten aus beiden Gruppen hatte in den präopertaiven Messungen eine Albuminurie oder erhöhte Werte der N-acetyl-ß-D-glucosaminidase-Aktivität im Urin. Während der Reperfusionsphase und nach Beendigung des kardiopulmonalen Bypasses kam es in beiden Gruppen zu einer Albuminurie, die in der Gruppe mit hypothermen Kreislaufstillstand signifikant höher ausgeprägt war (Abbildung 14) und bei signifikant mehr Patienten auftrat (Tabelle 7). Das gleiche Verhalten zeigte die Aktivität der N-acetyl-ß-D-glucosaminidase im Urin nach Beendigung des kardiopulmonalen Bypasses (Abbildung 14, Tabelle 7).

Tabelle 7: Vergleich der Nierenfunktion

Operationen mit Kreislaufstillstand

Operationen ohne Kreislaufstillstand

p-Wert

Anzahl der Patienten mit Albuminurie
-vor Bypassbeginn
-während der Reperfusion
-nach dem Bypass

0/6 (0 %)
3/5 (60 %)
3/6 (50 %)

0/30 (0 %)
6/32 (19 %)^,
5/37 (14 %)

n.s.
< 0,05
< 0,05

Anzahl der Patienten mit erhöhter
N-acetyl-ß-D-glucosaminidase
-vor Bypassbeginn
-während der Reperfusion
-nach dem Bypass

0/6 (0 %)
3/5 (60 %)
5/6 (83 %)

0/30 (0 %)
7/32 (22 %)
6/37 (16 %)

n.s.
n.s.
< 0,01

Anzahl anurischer Patienten
-vor Bypassbeginn
-während der Reperfusion
-nach dem Bypass

1/7 (14 %)
2/7 (29 %)
1/7 (14 %)

7/37 (19 %)
3/35 (9 %)
0/37 (0%)

n.s.
n.s.
n.s.

Die Daten sind nummerisch angegeben. Der p-Wert gibt die Unterschiede zwischen beiden Gruppen im Fisher Exakt-Test an. Nach hypothermem Kreislaufstillstand kommt es während der Reperfusion und nach Beendigung des kardiopulmonalen Bypasses häufiger zu Albuminurien. Nach hypothermem Kreislaufstillstand sind N-acetyl-ß-D-glucosaminidase Werte im Urin häufiger erhöht.

Abbildung 13: Diurese und Kreatininclearance bei Patienten mit und ohne Kreislaufstillstand

Abbildung 14: Albumin und N-acetyl- beta -D-glucosaminidase im Urin bei Patienten mit und ohne Kreislaufstillstand

3.3 Postoperative Therapie

In der Behandlung eines postoperativen Nierenversagens stehen verschiedene Therapiestrategien zur Verfügung: Mildere Formen können mit Flüssigkeitsrestriktion, Erhöhung des renalen Filtrationsdruckes mittels Anhebung des arteriellen Mitteldruckes und Diuretika behandelt werden [ 190 ]. Schwerere Verläufe verlangen eine Hämofiltration [ 62 , 100 , 197 , 198 ] oder eine Peritonealdialyse [ 67 , 110 , 190 ]. Die Hämofiltration hat im Gegensatz zur Peritonealdialyse bei Säuglingen die Risiken des großlumigen zentralen Gefäßzuganges und der notwendigen systemischen Antikoagulation [ 62 , 198 ]. Die Rolle der Peritonealdialyse in der Therapie nach kardiopulmonaler Bypassoperation bei Säuglingen wird wiederum in der Literatur sehr unterschiedlich beurteilt. Insbesondere werden die Applikationstechniken, der optimale Zeitpunkt des Einsatzes und die Komplikationsrate des Verfahrens kontrovers diskutiert [ 110 , 173 , 190 ]. Ziel unserer Untersuchung war es daher, den Stellenwert der Peritonealdialyse in der Therapie von Säuglingen nach kardiopulmonaler Bypassoperation zu werten.

3.3.1 Material und Methoden

3.3.1.1 Patientenauswahl und Dokumentation

Zwischen April und Dezember 1996 wurden 366 Patienten einer Operation eines Vitium cordis congenitum unterzogen (Tabelle 9). Eingeschlossen in die Studie wurden alle Säuglinge, die eine Operation am kardiopulmonalen Bypass länger als 24 Stunden überlebten und im postoperativen Verlauf eine Peritonealdialyse erhielten. Die Dokumentation hämodynamischer und bilanztechnischer Parameter sowie von Laborwerten erfolgte im computergestützten patientenseitigen Dokumentationssystem EMTEC^® (Siemens, München, Deutschland). Für jeden Parameter wurden täglich 3 Werte erhoben und gemittelt. Im einzelnen wurde dokumentiert: Herzfrequenz, mittlerer arterieller Blutdruck, zentraler Venendruck, Diurese, Flüssigkeitseinfuhr, Flüssigkeitsbilanz, Katecholamindosierungen, Blutzuckerwerte, und im Serum Kreatinin, Natrium, Kalium, Calcium und Phosphat. Blutzuckerwerte über 300 mg*dl^-1 wurden als relevante Hyperglykämie interpretiert.

3.3.1.2 Peritonealdialyse und akutes Nierenversagen

Die Implantation eines Dacron-cuffed Silikon Peritonealkatheters (Tenckhoff, Sherwood, St. Louis, USA) entweder infraumbilikal in der Mittellinie oder linksseitig paraumbilikal

erfolgte nach klinischer Entscheidung entweder schon im Operationsraum oder auf der Intensivstation. Intraoperative Kriterien für eine Tenckhoff-Katheter-Implantation waren lange kardiopulmonale Bypasszeiten, lange Kreislaufstillstandszeiten, Herzinsuffizienz beim Abgang von der extrakorporalen Zirkulation oder Offenlassen des Thorax. Bei allen Patienten wurde wie im vorangegangenen Kapitel erklärt in der Routine am Anschluss an die Herz-Lungen-Maschine eine modifizierte Ultrafiltration von 50 ml/kg/KG durchgeführt [ 52 ]. Das Vorliegen eines akuten Nierenversagens wurde postoperativ definiert als das Vorliegen einer Oligurie unter 0,5 ml/kg/h über mindestens 4 Stunden bei Unwirksamkeit von Infusions- und Diuretikatherapie sowie positiver inotroper Unterstützung und/oder als Anstieg des Serum-Kreatinins über 1,2 mg/dl. Dialysatlösungen wurden standardisiert unter sterilen Bedingungen in der Klinikapotheke der Charité, Campus Virchow Klinikum hergestellt. Initial wurde immer eine 3%ige laktatfreie Glukoselösung (Tabelle 8) verwendet. Die Durchführung der Peritonealdialyse erfolgte mit einem Einlaufvolumen von 10 ml*kg^-1KG, einer Verweildauer von 10 min und einer Auslaufdauer von 20-50 min in einem geschlossenen, täglich gewechselten Peritonealdialyse-System (Fresenius, Bad Homburg, Deutschland). Bei Anzeichen einer lokalen oder systemischen Infektion wurde eine Peritonalflüssigkeitsprobe mikrobiologisch untersucht. Eine postoperative Standardinfektionsprophylaxe wurde mit Ceftazidim (100 mg*kg^-1*d^-1) und Vancomycin (20 mg*kg^-1*d^-1 unter Spiegelkontrolle) durchgeführt.

Tabelle 8: Zusammensetzung der Dialysatlösung

1100

ml

Aqua dest.

600

ml

Glukose 10 %

190

ml

NaCl 5.85 % (1 mmol/ml)

70

ml

NaHCO₃ (1 mmol/ml)

4

ml

Ca-gluconium 10 % (0.23 mmol/ml)

2

ml

Mg-aspartat 20 % (1.08 mmol/ml)

40

ml

Humanalbumin 20 %

2000

IE

Heparin

3.3.2 Ergebnisse

Im 9-monatigen Studienzeitraum wurden 291 der 366 Operationen (80%) am kardiopulmonalen Bypass durchgeführt (Tabelle 9). Unter diesen Patienten waren 81

Säuglinge (28%). In der gesamten Studienpopulation entwickelten 21 Patienten ein akutes Nierenversagen (7%).

Tabelle 9: Inzidenz des akuten Nierenversagens nach Operation angeborener Herzfehler

Anzahl Operationen

Anzahl akutes Nierenversagen

n =

n =

%

Alle Studienpatienten

366

22

6

Operationen mit kardiopulmonalem Bypass in allen Altersklassen

291

21

7

Operationen mit kardiopulmonalem Bypass im Säuglingsalter

81

11

14

Von den 81 Säuglingen entwickelten 11 Patienten ein akutes Nierenversagen (14%), von denen wiederum 3 verstarben (4% der gesamten Säuglingsgruppe, 27% der Säuglinge mit akuten Nierenversagen, Tabelle 10). Die Todesfälle in der Säuglingsgruppe verteilten sich auf ein Kind nach arterieller Switch-Operation bei Transposition der großen Gefäße, auf einen Patienten nach Korrektur eines Truncus arteriosus communis und auf einen Patienten mit komplettem atrioventrikulären Septumdefekt, der einige Tage nach primärer Korrektur eine Mitralklappenrekonstruktion benötigte. Alle 3 Patienten hatten eine schwere linksventrikuläre Insuffizienz. Ein Patient verstarb in der ventrikulären Tachykardie bei hyperkaliämischen Werten bis 6,5 mmol/l.

Eine Peritonealdialyse kam bei 27 der 81 Säuglinge (35%) zur Anwendung (Tabelle 9). Von den 27 Peritonealdialyse-Kathetern wurden 22 (81%) bereits primär am Ende der Operation implantiert. Die übrigen 5 Implantationen erfolgten auf der Intensivstation entweder wegen eines akuten Nierenversagens (n=2) oder wegen eines schweren Kapillarlecks mit Aszites (n=3). Ein offener Thorax am Ende der Operation wurde bei 17 Patienten belassen, von denen 9 (53%) ein akutes Nierenversagen entwickelten (Tabelle 10).

Tabelle 10: Diagnosen und perioperative Daten aller Säuglinge mit Peritonealdialyse

Säuglinge mit PD ohne akutes Nierenversagen

Säuglinge mit PD und mit akutem Nierenversagen

Anzahl Patienten

(n =)

16

11

Diagnosen

(n =)
TGA
CAVSD
TOF
CAVSD + TOF
APF
TAC
TAPVD
TGA,VSD,PS
TA
PA

6
4
2
0
0
1
1
1
1
0

5
1
1
1
1
1
0
0
0
1

Körpergewicht

(kg)

3,5 (2,7-7,1)

3,9 (2,6-7,3)

Alter

(Monate)

1,7 (0,2-9,5)

1,3 (0,1-11,8)

Offener Thorax

(n = )

8
(= 50%)

9
(= 82%)

Beatmungsdauer

(Tage)

6 (3-12)

8 (2-19)

PD-Dauer

(Tage)

4 (2-8)

5 (2-16)

Flüssigkeitsentzug über die PD

(ml/ml Dialysat-lösung)

0,4 (0,1-1,9)

0,4 (0,1-1,3)

verstorben

(n = )

0

3
(= 27%)

Abkürzungen: APF, aortopulmonales Fenster; TAC, truncus arteriosus communis; CAVSD, kompletter atrioventrikulärer Septumdefekt; PA, Pulmonalatresie; PD, Peritonealdialyse; PS, Pulmonalstenose; TA, Trikuspidalatresie; TAPVD, komplette Lungenvenenfehleinmündung; TGA, Transposition der großen Gefäße; TOF, Fallotsche Tetralogie; VSD, Ventrikelseptumdefekt.

Ein effektiver Flüssigkeitsentzug über die Peritonealdialyse konnte bei allen Säuglingen erreicht werden (Tabelle 10, 11). Säuglinge, die entweder unter Peritonealdialyse Diagnosekriterien eines akuten Nierenversagens entwickelten oder aufgrund eines akuten Nierenversagens eine Peritonealdialyse erhielten, hatten gegenüber der Vergleichsgruppe von Säuglingen mit intraoperativ implantiertem Peritonealdialysekatheter ohne klinische Anzeichen eines akuten Nierenversagens eine reduzierte Diurese und erhöhte Serum-Kreatininwerte. Sie hatten auch höhere zentralvenöse Füllungsdrucke und erhielten mehr Katecholamine (Tabelle 11). Die Flüssigkeitseinfuhr, die Herzfrequenz und der arterielle Mitteldruck unterschieden sich in beiden Gruppen nicht signifikant, Elektrolytwerte lagen bei allen Patienten im täglichen Mittel im Normbereich. In beiden Patientengruppen konnte in den ersten Tagen postoperativ nicht die klinisch gewünschte negative Flüssigkeitsbilanzierung erreicht werden. Die tatsächlichen Positivbilanzen waren aber unter klinischen Gesichtspunkten gering (Tabelle 11). Die postoperativen hämodynamischen Belastungen (niedriger arterieller Mitteldruck, hoher zentralvenöser Füllungsdruck) verringerten sich bei allen 24 überlebenden Patienten mit der Zeit und gingen mit einer Steigerung der Diurese einher (Tabelle 11). Bei allen Patienten normalisierten sich die Diurese und die Serum-Kreatininwerte bis zur Entlassung.

Tabelle 11: Vergleich der Peritonealdialyse-behandelten Säuglinge mit (ANV +) und ohne (ANV -) klinische Diagnosekriterien des akuten Nierenversagens

1. Dialysetag

2. Dialysetag

3. Dialysetag

24 h nach Ende der PD

1. Diurese (ml/kg/h)

ANV (-)

3,5 ± 0,5

4,3 ± 0,7

4,3 ± 0,7

4,9 ± 0,5^b

ANV (+)

2,5 ± 0,6

1,9 ± 0,6^c

2,3 ± 0,7^c

4,7 ± 0,6^a,b

2. Gesamt-Flüssigkeitsbilanz (ml/kg/h)

ANV (-)

+ 2,9 ± 0,7

- 0,7 ± 0,5^a

- 0,5 ± 0,6

- 0,2 ± 0,4^b

ANV (+)

+ 4,5 ± 1,7

+ 2,7 ± 1,7

- 0,4 ± 0,5

- 0,5 ± 0,5 ^b

3. Anteil der Diurese an der kristallinen Flüssigkeitsbilanz (%)

ANV (-)

47 ± 5

54 ± 6

56 ± 6^a,b

ANV (+)

36 ± 7

26 ± 7^a,c

33 ± 10^c

4. Mittlerer arterieller Blutdruck (mmHg)

ANV (-)

53 ± 2

57 ± 2

55 ± 2

62 ± 3^a,b

ANV (+)

52 ± 2

54 ± 3

58 ± 3

60 ± 3^b

5. Zentralvenöser Venendruck (mmHg)

ANV (-)

10,4 ± 0,7

9,5 ± 0,8

9,2 ± 0,8

9,8 ± 0,8

ANV (+)

13,9 ± 0,7^c

14,0 ± 1,2^c

12,3 ± 0,7 ^c

10,3 ± 1,1

6. Suprareninzufuhr (µg/kg/min)

ANV (-)

0,115 ± 0,047

0,083 ± 0,044

0,053 ± 0,031

0,006 ± 0,002 ^b

ANV (+)

0,515 ± 0,099^c

0,845 ± 0,262^c

0,556 ± 0,221^c

0,02 ± 0,018^a,b

7. Serum Kalium (mmol/l)

ANV (-)

3,9±0,09

4,2±0,12

4,2±0,09

4,1±0,12

ANV (+)

4,3±0,12

4,3±0,12

3,9±0,13

3,9±0,15^b

8. Serum Kreatinin (mg/dl)

ANV (-)

0,75 ± 0,06

0,76 ± 0,05

0,71 ± 0,06

0,74 ± 0,06

ANV (+)

0,99 ± 0,06^c

1,13 ± 0,09^a,c

1,29 ± 0,10^a,c

0,81 ± 0,09^a

Statistische Differenzen sind angegeben: a: zur voranstehenden Spalte; b: zum 1. Dialysetag; c: zwischen den beiden Gruppen für die jeweilige Zeile.

Insgesamt wurden in dieser Studie 17 Komplikationen bei 10 Patienten (39% aller Patienten mit Peritonealdialyse) registriert (Tabelle 12). Alle Blutverluste in die Peritonealhöhle bestanden früh postoperativ unter Heparintherapie und sistierten spontan. Bei 2 Patienten mit sterilen mikrobiologischen Kulturen aus Trachealsekret, Blut, Urin und Peritonealdialyseflüssigkeit unter antibiotischer Therapie wurde ein septisches Krankheitsbild dennoch als mögliche Komplikation der Peritonealdialyse gewertet.

Tabelle 12: Komplikationen unter postkardiochirurgischer Peritonealdialyse

Anzahl

Prozent

Technische Probleme (Einlauf/Auslauf)

4

15

Blutung in die Peritonealhöhle

4

15

Hyperglykämie

9

33

Infektion

2

7

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Tue Oct 16 13:48:41 2001

	Patienten- anzahl	Operation
Ventrikelseptumdefekt und/oder Vorhofseptumdefekt	14	Korrektur
Atrio-ventrikulärer-Septumdefekt	6	Korrektur
Transposition der großen Gefäße	6	Arterielle Switch-Operation
Fallotsche-Tetralogie	2	Korrektur
Pulmonalatresie	5	Glenn-Anastomose (n=3), Korrektur (n=2)
Bland-White-Garland Syndrom	2	Korrektur
Truncus arteriosus communis	1	Korrektur
Aortenstenose	1	Kommissurotomie

Alter (Monate)	3,4 (0,2-17,0)
Körpergewicht (kg)	4,4 (2,62-9,9)
Bypasszeit (min)	106 (44-479)
Aortenklemmzeit (min)	59 (17-121)
Mittlere rektale Körpertemperatur während der Aortenklemmzeit (min)	31,3 (18,0-36,7)
Kolloidosmotischer Druck während der Aortenklemmzeit (mmHg)	15,3 (11,6-24,6)
Mittlerer Blutfluss (l/min/kg)	0,19 (0,11-0,28)

	Operationen mit Kreislaufstillstand	Operationen ohne Kreislaufstillstand	p-Wert
Alter (Monate)	2,4 (0,1-4,1)	3,4 (0,2-17,0)	n.s.
Körpergewicht (kg)	3,9 (3,1-4,7)	4,4 (2,6-9,9)	n.s.
Bypasszeit (min)	164 (137-191)	106 (44-479)	< 0,05
Aortenklemmzeit (min)		59 (17-121)*
Bypasszeit bis zum Beginn des Kreislaufstillstandes (min)	59 (40-91)
Kreislaufstillstandszeit (min)	58 (40-90)
Mittlere rektale Körpertemperatur während der Aortenklemmzeit (min)	25,6 (13,3-31,8)	31,3 (18,0-36,7)	<0,01
Mittlerer Blutfluss (l/min/kg)	0,17 (0,14-0,24)	0,19 (0,11-0,28)	n.s.

1100	ml	Aqua dest.
600	ml	Glukose 10 %
190	ml	NaCl 5.85 % (1 mmol/ml)
70	ml	NaHCO₃ (1 mmol/ml)
4	ml	Ca-gluconium 10 % (0.23 mmol/ml)
2	ml	Mg-aspartat 20 % (1.08 mmol/ml)
40	ml	Humanalbumin 20 %
2000	IE	Heparin

	Anzahl Operationen	Anzahl akutes Nierenversagen
	n =	n =	%
Alle Studienpatienten	366	22	6
Operationen mit kardiopulmonalem Bypass in allen Altersklassen	291	21	7
Operationen mit kardiopulmonalem Bypass im Säuglingsalter	81	11	14

		Säuglinge mit PD ohne akutes Nierenversagen	Säuglinge mit PD und mit akutem Nierenversagen
Anzahl Patienten	(n =)	16	11
Diagnosen	(n =) TGA CAVSD TOF CAVSD + TOF APF TAC TAPVD TGA,VSD,PS TA PA	6 4 2 0 0 1 1 1 1 0	5 1 1 1 1 1 0 0 0 1
Körpergewicht	(kg)	3,5 (2,7-7,1)	3,9 (2,6-7,3)
Alter	(Monate)	1,7 (0,2-9,5)	1,3 (0,1-11,8)
Offener Thorax	(n = )	8 (= 50%)	9 (= 82%)
Beatmungsdauer	(Tage)	6 (3-12)	8 (2-19)
PD-Dauer	(Tage)	4 (2-8)	5 (2-16)
Flüssigkeitsentzug über die PD	(ml/ml Dialysat-lösung)	0,4 (0,1-1,9)	0,4 (0,1-1,3)
verstorben	(n = )	0	3 (= 27%)

	1. Dialysetag	2. Dialysetag	3. Dialysetag	24 h nach Ende der PD
1. Diurese (ml/kg/h)
ANV (-)	3,5 ± 0,5	4,3 ± 0,7	4,3 ± 0,7	4,9 ± 0,5^b
ANV (+)	2,5 ± 0,6	1,9 ± 0,6^c	2,3 ± 0,7^c	4,7 ± 0,6^a,b
2. Gesamt-Flüssigkeitsbilanz (ml/kg/h)
ANV (-)	+ 2,9 ± 0,7	- 0,7 ± 0,5^a	- 0,5 ± 0,6	- 0,2 ± 0,4^b
ANV (+)	+ 4,5 ± 1,7	+ 2,7 ± 1,7	- 0,4 ± 0,5	- 0,5 ± 0,5 ^b
3. Anteil der Diurese an der kristallinen Flüssigkeitsbilanz (%)
ANV (-)	47 ± 5	54 ± 6	56 ± 6^a,b
ANV (+)	36 ± 7	26 ± 7^a,c	33 ± 10^c
4. Mittlerer arterieller Blutdruck (mmHg)
ANV (-)	53 ± 2	57 ± 2	55 ± 2	62 ± 3^a,b
ANV (+)	52 ± 2	54 ± 3	58 ± 3	60 ± 3^b
5. Zentralvenöser Venendruck (mmHg)
ANV (-)	10,4 ± 0,7	9,5 ± 0,8	9,2 ± 0,8	9,8 ± 0,8
ANV (+)	13,9 ± 0,7^c	14,0 ± 1,2^c	12,3 ± 0,7 ^c	10,3 ± 1,1
6. Suprareninzufuhr (µg/kg/min)
ANV (-)	0,115 ± 0,047	0,083 ± 0,044	0,053 ± 0,031	0,006 ± 0,002 ^b
ANV (+)	0,515 ± 0,099^c	0,845 ± 0,262^c	0,556 ± 0,221^c	0,02 ± 0,018^a,b
7. Serum Kalium (mmol/l)
ANV (-)	3,9±0,09	4,2±0,12	4,2±0,09	4,1±0,12
ANV (+)	4,3±0,12	4,3±0,12	3,9±0,13	3,9±0,15^b
8. Serum Kreatinin (mg/dl)
ANV (-)	0,75 ± 0,06	0,76 ± 0,05	0,71 ± 0,06	0,74 ± 0,06
ANV (+)	0,99 ± 0,06^c	1,13 ± 0,09^a,c	1,29 ± 0,10^a,c	0,81 ± 0,09^a

	Anzahl	Prozent
Technische Probleme (Einlauf/Auslauf)	4	15
Blutung in die Peritonealhöhle	4	15
Hyperglykämie	9	33
Infektion	2	7