Langenbecks Arch. klin. Chir. 296, 147--153 (1960)

Aus der Chh'urgischen Klinik der Medizinischen Akademie in Diisseldoff (Direktor: ProL Dr. med. E. D~RA)

Untersuehungen fiber den Str~imungswiderstand der Lungen naeh Operation wegen Fallotseher Tetralogie*

Von

B. LOHR und G. ZIEGENRUCKER

Mit 2 Textabbildungen

(Eingegangen am 13. August 1960)

Die kausale Korrektur der Fallotschen Tetralogie hat zum Ziel, die interventrikul~re Kommunikat ion zu verschlieBen und Strombahnbe- hindertmgen zu beseitigen, die dem ven5sen Blur ~uf seinem Wege zu und durch den k]einen Kreislauf entgegenstehen. Deshalb kann der rechte Ventldkel das ihm unmittelbar nach Beendigung der extra- korporalcn Zirkulation zuflieBende Blutvolumen nm" noch zur Lungen- s t rombahn hin auswerfen. Die inadi~quate Beseitigung einer Ausflu~- bahnstenose 1s deshalb eine pathophysiologische Situation entstehen, die derjcnigen nuch VerscMuB eines Vcntrikclseptumdefektes bei be- stehender Shuntumkehr grunds~tzlich glcicht.

Wir haben u n s nun auf Grund klinischer Beobachtung die Frage gestellt, ob nach einer chirurgisch als gelungen zu bezeichnenden Kor- rektur auch wirklich alle Strombahnbehinderungcn zwischen rechtem und linkem Herzen beseitigt sind. Man finder n~mlich nicht selten - - nach eigenem Krankengut in 75% - - eine augenfifllige Unterent- wicklung der Lungenartcrie, die nicht nut den Stature, sondern anch die weiteren Aste des Gefs betrifft. Postmortale Angiogramme (ScHoEN- ~ ; n ~ S ) zeigen, dab selbst die feineren Abschnitte des Lungengef~- systems veriindert sind. Derartige pathologisch-anatomische Befunde lassen es denkbar erseheinen, dal~ dem durch den Lvmgenkreislauf fliel~enden Herzminutenvolumen bereits unmittelbar postoperativ ein betrs Widerstand entgegengesetzt wird. Dadurch wfirde eine Belastung des rechten Vcntrikels resultieren. Dieser ist jedoch dutch Incision, Herzstillstand und Infundibulumrcsektion, unter Umst~nden sogar durch Ausflu~bahnplastik und Pulmonalklappeniusuffizicnz in seiner Leistungsfghigkeit beeintrachtigt. Eine zusatzliche Belastungs- steigerung durch erhShten pulmonalen StrSmungswiderstand k~nn des- halb iu dieser Situation besonders leicht zur Insu~fizienz ffihren.

* Herrn Prof. Dr. Dr. h.c.K.H. B)~v~ zum 70. Geburtstag.

10"

148 ]3. L6m~ und G. ZIEGENR~-CKER:

Es sind jedoch nicht nut morphologisch, sondern auch funktionell bedingte J~nderungen des pulmonalen StrSmungswiderstandes m6glieh. So wird angenommen, dab der wegen des GrundMdens erheblich ver- mehrte BlutzufluB fiber die BronehiMarterien auch unmittelbar post- operativ bestehen bMbt. Es kann diskutiert werden, dab hieraus eine Beeintraehtigung des Lungenkreislaufes im Sinne einer Druckerh6hung resultieren k6nnte.

Eine operationsbedingte Sehadigung der Lungen mug aueh noch in Erwagung gezogen werden. Es ist bekannt, dab es bei angenfigender Drainage des Bronchialargerienblutes unter der Perfusion zu diffuser Infarzierung der Lunge kommt. Kliniseh zeigt sich in derartigen Fallen pos~operativ das Bild einer zunehmenden respiratorisehen Insuffizienz, der die Kranken je naeh Sehweregrad nach Siunden oder Tagen erliegen k6nnen. Naeh unserer Erfahrung findei sieh diese Komplikation nut selien (bei 3 unter 202 mit Hilfe extrakorporMer Zirknlation operierten Patienten).

Wit m6chten auf Grund eigener tierexperimenteller Untersuehungen indes annehmen, dab geringffigigere Sehaden dieser Art 6fters eintreten, sieh der klinischen wie r6ntgenologisehen Wahrnehmung jedoeh ent- ziehen und nieht zum manifesten Bild einer respiratorischen Insuffizienz ffihren. Dureh derartige Veranderungen kann abet bereits eine Er- h6hung des BlutstrSmungswiderstandes der Lnngen bedingt werden. Diese braueht sieh bei Patienten naeh VersehluB eines einfachen Ven- trikelseptumdefektes nut wenig auszuwirken, wahrend das reehte tIerz naeh Korrekinr einer TetrMogie ungleich mehr geschadigt und deshMb dieser zusatzliehen Belastung niehi immer gewaehsen isr

Da unseres Wissens das Verhalten des pulmonalen StrSmungswider- standes nach Xorrektur der Fallotsehen TetrMogie noch nicht untersueht worden isi, haben wit an 9 Patienten enispreehende Messungen dnrch- geifihrt.

Tabelle i. Klinische Daten der untersuchten Patienten (Ngheres s. Text)

P a t i e n t Nr .

120 143 148 151 153 159 167 170 175

N a m e

St.

Ge- seh lech t

?

Alte r

15 18 23 33 11

Blu t

Erythro- % H b c y t e n

(~i l l . )

140 8,14 121 6,22 133 6,57 105 5,53 107 5,21 132 6,42 115 5,54 90~4 4,74

1 5,02

Tronnne l - sehlegel-

f inge r

+

(+) (+) (+)

]~linisch

R u h e - eyanose

2

++

]3e- l a s tungs - c]ro~nose

§ 2 4 7 § +

(+) (+) d- § + d-

Untersuehungen fiber den StrSmungswiderstand der Lungen 149

K r a n k e n g u t

Tabe l l e 1 ze ig t d ie k l i n i s chen D a t e n der K r a n k e n . D i e O p e r a t i o n e n

w u r d e n m i t I-Iilfe e ines M a y o - G i b b o n - P u m p o x y g e n a t o r s durchgef f ih r t .

Tabe l l e 2 or ien~ier t f iber die O p e r a t i o n s d a t e n .

Methodik Die ffir unsere Fragestellung erforderlichen Melldaten wurden erst unmittelbar

vor Thoraxversehlug gewonnen. Zur Registrierung der Farbstoffverdfinnungskurven verwendeten wit das

Waters-Cuvette-Oximeter (Waters-Corporation), das durch AusschMtung seiner rotempfindlichen Zellele- mente hi ein nur im nahen Infrarot empfindliches Photometer umgewandelt werden kann (E. WooD). Photozell- und Filtermate- rim dieses Instrumentes ge- w~hren eine ausreichende Einengung des bei 805 m# gelegenen isosbestischen Be- reiches des H~moglobins, um eine yon der O.rSatti- gung des Blutes unabhi~n- gigeMessung zu ermSgliehen.

Es wurden jeweils 0,2 mg Farbstoff/kg K6rpergewicht in Form einer 500mg-%igen LOsung injizlert. Die Farb-

Tabelle 2. Angaben i~ber Operationsdauer, Per- fusionsdauer, Dauer des Herzstillstandes sowie iiber

die Korrektur des Ausflufitraktes

Opera- Patient tionsdauer

Nr. (Std, rain)

120 444 143 552 148 5 ~ 151 6 ~ 153 343 159 523 167 4 ~ 170 4 la 175 326

Per- fusions- dauer (rain)

143 146 143 83 64 91 72 74 50

Dauer des �9 noxischen Ausflul]- HerzstilI- trakt- standes pl~stik

(min)

43 -~- 95 @ 76 + 47 24 51 § 24 32 30

stoffverdfinnungskurven sind photographisch mittels SpiegelgMwnometer auf- genommen. Abb. 1 und 2 geben Originalregistrierungen wieder. Der Farbstoff wurde stogartig in den rechten Vorhof injizert, wi~hrend eine eigens ffir diesen Zweck konstruierte Absaugvorriehtung ffir gleichmggigen Blutflug aus der A. radialis dureh die Photometer-Cuvette sorg~e.

Als Infrarotfarbstoff verwandten wir Kardio-Green, ein Triearbocyanin. Die quantitative Auswertung der Farbstoffverdfinnungskurven erfolgte nach STEWART und HAMILTON.

Um einen unentstellten Kurvenverlauf ffir die Bereehnung des Herzminuten- volumens zu erhalten, wurde der exponentMle Verlauf der Verdfinnungsphase mit Hilfe halblog~rithmischen Papiers rekonstruiert.

Die den Berechnungen zugrunde liegenden Druckwerte wurden dureh Punktion yon A. pulmonalis und linkem Vorhof gewonnen. Die photographische Registrie- rung erfo]gte fiber Statham-Elemente.

Die Berechnung des GesamtstrSmungswiderstandes der Lunge erfolgte naeh der Gleichung

(Ppa -- Pla) . 1332 HMV (era ~) : 60

wobei -Ppa den mittleren Druek in der A. pulmonalis, P / a den mittleren Druck im lfilken Vorbof und HMV das Herzminutenvolumen bedeute~. Der Widerstand wird in dyn see em -5 angegeben, weshalb der zur Umreehnung yon mm Hg in dyn erforderliche Faktor 1332 in die Gleichung aufgenommen werden muB (RossIEn).

Langenbecks Arch. klin. Chir., Bd. 296 1 0 g

150 B. LSm~und G. ZIEGENRffCKER:

Untersuchungsergebnisse Die MeBergebnisse und die aus ihnen gewonnenen Daten fiber den

GesamtstrSmungswiderstand der Lungen sind in Tabelle 3 aufgeffihrt. Zur Orientierung ist der aus KSrperoberfls und Herzminuten- volumen ermittelte Herzindex ebenfalls angegeben.

Abb. 1. Fa rbs to f fve rd t innungskurve v o r der K o r r e k t u r einer Fal lotschen Tetralogie (Fall Nr. 170). Man e rkenu t knrz nach der In jek t ion des Farbstoffes in den rech ten Vorhof

einen Vorgipfel, der du tch den Rech ts -L inks -Shunt bedingt ist

Abb. 2. Fa rbs to f fve rd i innungskurve n a c h der K o r r e k t u r einer Fal lotschen Tetralogie (Fall Nr. 170). Der Rech ts -L inks -Shunt ist vol ls t~ndig beseitigt, es liegt eine vo l lkommen

normale Farbs to f fve rd t innungskurve vor

Die unter den Nr. 120, 148, 151, 153, 159, 170 und 175 aufgeffihrten Patienten haben den Eingriff gut fiberstanden und konnten geheilt ent- lassen werden. Das am Ende des Eingrfffes gemessene Herzminuten- volumen wird am besten in der Umrechnung mit der KSrperoberfl/~che, d .h . also als Herzindex, betrachtet, da sich hierbei die individuellen dutch KSrpergrSte, Gewieht, Alter und Gesehleeht bedingten Dif- ferenzen ann/~hernd aufheben. Die im Handbook of biological data als

Untersuehungen fiber den StrSmungswiderstand der Lungen 151

Tabelle 3. Aufstellung yon Mefl-

Patient l~r.

120 143 148 151 153 159 167 170 175

-P ~a -P la (ram Hg) (ram Hg)

19 10,4 18 6,4 13,6 7,2 19,2 10,8 15,2 7,2 8,5 2,8

17,2 12,4 18 14 22,8 17,6

und Berechnungsergebnissen (N~heres s. Text)

IIIvs (cmD

4000 1680 3030 4780 4960 3670 2450 2080 2440

:E:Srper- oberfl~che (m ~ )

1,58 1,03 1,28 1,66 1,83 1,74 1,31 0,86 1,00

Herzindex

2,53 1,63 2,37 2,88 2,71 2,11 1,88 2,24 2,44

Gesa~at - widerstand der Lunge

(dyn sec cm -5)

172 552 169 141 129 124 157 154 170

Norm angegebenen Werte liegen zwischen 2~17 und 2,901/min/m ~ KSrperoberfls

Der yon nns in dieser Gruppe ermittelte t terzindex betr~gt maximal 2,88, minimM 2,11 1/min/m 2 KSrperoberflAche.

Als Norm fiir den GesamtstrSmungswiderstand der Lungen wird im t tandbook of biological data der Bereich yon 67--238, yon I~OSSIE~ yon 130--220 dyn cm sec -5 benannt. Die yon nns ermitte]ten Werte liegen zwischen 124 und 170 dyn cm see -5.

Die mater Nr. 143 angeffihrte Patientin ist 4 Std postoperativ ver- storben. Xlinisch entwickelten sieh kurz nach dem Operationsende die Zeichen einer erhebliehen respiratorischen Insuffizienz, die auch dureh Beatmung mittels der EngstrSm-Apparatur nicht fiberwunden werden konnte. 0hne Zweifel bestand bei der Patientin eine Herzinsuffizienz, wie der gerz index yon 1,63 anzeigt. Die postoperative WAgung der Paiientin l~i3t einen Blutvolnmenmangel anssehlie]~en. D e r Gesamt- strSmungswiderStand der Lungen lag bei 552 dyn cm/see -~, war also ganz betrachtHch erhSht. Die Autopsie ergab multiple Atelektasen und Infarzierungen beider Lungen.

Der unter Nr. 167 aufgeffihrte Pat ient fiberstand den Eingriff zn- ni~ehst gut. Am 3. postoperativen Tage kam es jedoch zu einer Broncho- pneumonie. Der Kranke ist der Infektion am 6. Tage postoperativ erlegen. Die Autopsie besti~tigte die klinische Diagnose.

Besprechung der Untersuchungsergebnisse

Die Untersuchungsbefunde der geheilten Patienten zeigen, daI~ nach Operation wegen Fa]lotscher Tetralogie keine ErhShung des Gesamt- strSmungswiderstandes der Lungen besteht. In dieser Patientengruppe sind, wie Tabelle 1 zu entnehmen ist, Kranke der Schweregrade I I IV enthalten. (Einteilnng nach G~OSSE-BRocK~OFF nnd LooGE~.)

Langenbccks Arch. klin. Chir., Bd. 296 10b

152 B. L6m~und G. ZIEGENEUGKEE:

Wir ziehen daraus den SehluB, dab weder eine siehtbare I-Iypoplasie der Pulmonalarterio noeh ein stark entwiekelter Umgehungskreislauf fiber die Bronehialarterien postoperativ zu einer Belastung ffir das reehte I-Ierz werden. Die als Todesursaehe naeh Operation der Fallot- sehen Tetralogie oft anzutreffende l~eehtsherzinsuffizienz ist darch andere Faktoren bedingt.

Interessant ist der unter Nr. 143 a~ffgeftihrte Fall. I-Iier l~Bt sieh an den Werten des Herzindex und des Str6mungswiderstandes der Lungen bereits unmittelbar postoperativ erkennen, dab schwere Lungen- seh~tdigung und tterzinsuffizienz bestehen. Das Bild entspricht den pathophysiologisehen Daten. Der autoptische Befund zeigt eine schwere Lungenseh~digung. Wir folgern daraus, dab perfusionsbedingte Lungen- sehgden nicht nur zu respiratorischer Insuffizienz, sondern aueh zu erheblieher Reehtsherzbelastung ffihren kSnnen. Die Vermeidung der- artiger Schgden ist besonders ffir Patienten mit Fallotseher Tetralogie wegen der postoperati+ immer bestehenden Leistungsminderung des reehten tterzens yon entseheidender Bedeutung

Der unter Nr. 167 aufgeffihrte Fall wies kliniseh wie aueh patho- physiologisch ein gates Operationsresultat auL Er ist einer erst am 3. Tage auftretenden Bronehopneumonie am 6. Tage naeh dem Eingriff erlegen.

Zusammenfassung

Auf Grand kliniseher Beobachtung wurde die Frage gestellt, ob naeh kausaler Operation der Fallotschen Tetralogie ehl erh6hter pulmonaler GesamtstrSmungswiderstand auftreten kann. Die Ermitt lung des ~Ierz- minutenvolumens mittels der Farbstoffverdiinnungsmethode, die Be- stimmung der Drueke in A. pulmonalis and linkem Vorhof sowie die Berechnung des Gesamtstr5mungswiderstandes der Lungen and des t terzindex bei 9 Patienten gestatten die Beantwortung:

1. Eine ErhShung des GesamtstrSmnngswiderstandes der Lungen t r i t t nach komplikationsloser Operation der Fallotsehen Tetralogie nieht auf. Das gilt ffir Patienten aller Sehweregrade des Leidens.

2. Der Gesamtwiderstand der Lnngen erh6ht sieh erheblieh, wenn es unter der Perfusion zur Lungensehgdigung dureh mangelhafte Drainage des aus den Br0nchialarterien stammenden Blntvolumens gekommen war.

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Dr. BE~THOLI) L6}n~, Chirurgische Klinik der Medizinischen Akademie, Dfisseldorf; MoorenstraSe 5