Infermiere di anestesia e trapianto polmonare

A cura di Filippo Marchese e Pasquale Iozzo

Il trapianto di polmone è un’opzione terapeutica sempre più frequente per i pazienti con malattie polmonari allo stadio terminale. L’infermiere di anestesia opera a contatto con diverse figure professionali che vanno dal medico anestesista al tecnico della perfusione cardiocircolatoria, passando per l’infermiere circolante e l’infermiere strumentista. Divide il suo operato nei blocchi operatori tra la sala operatoria e la sala risveglio, dove coadiuva il medico anestesista ed è responsabile della gestione del paziente narcotizzato, della conoscenza e del governo dei macchinari di infusione e di monitoraggio, della gestione nell’immediato post-operatorio, sia in condizioni di instabilità clinica.

Se in Italia questa figura sanitaria stenta ancora ad essere riconosciuta, come tutte le competenze infermieristiche avanzate, la situazione subisce un netto capovolgimento in Svizzera, Stati Uniti, nord Europa e, negli stati subsahariani, dove i percorsi formativi sono ben distinti dal resto delle specializzazioni infermieristiche, con riconoscimenti economici e condizioni lavorative sorprendenti, che ne fanno – negli USA – il terzo miglior lavoro in sanità e il quarto migliore in assoluto. Presso l’IRCSS ISMETT di Palermo, una struttura ospedaliera che si occupa principalmente di trapianto di organi solidi, dove svolgo il ruolo di coordinatore della formazione infermieristica della peri-anestesia (PACU Nurse Educator), sono generalmente disponibili tre tipologie di procedure di trapianto:

  • Trapianto di polmone singolo (SLT);
  • Trapianto polmonare bilaterale (BLT);
  • Lobare e combinato (polmone-fegato, polmone-rene, polmone-cuore HLT).

L’IRCSS ISMETT è l’unico centro per il trapianto di polmone nel sud d’Italia ed è organizzato per provvedere a tutti i bisogni dei pazienti che devono essere valutati, dalla diagnosi all’intervento fino al follow-up postoperatorio. La divisione sostiene un programma di supporto ECMO (supporto respiratorio extra-corporeo) ed è in possesso di una tecnologia di “ricondizionamento” dei polmoni (EVLP) per incrementare la disponibilità di organi per il trapianto. Le patologie con indicazione al trapianto di polmone sono: fibrosi cistica; fibrosi polmonare; enfisema polmonare, BPCO, bronchiectasie; ipertensione polmonare; malattie reumatologiche e autoimmuni localizzate al polmone; altre patologie rare.

L’infermiere di anestesia in ISMETT gioca un ruolo fondamentale ai fini dell’output e dell’outcome del trapianto polmonare, è fondamentale che abbia un’eccellente preparazione in merito alle metodiche invasive o non invasive, all’osservazione dei parametri cardio-circolatori, il monitoraggio dell’ossigenazione, della temperatura corporea, della ventilazione. La gestione del paziente e il supporto tecnico avvengono durante il corso delle tre fasi principali del processo di assistenza intraoperatoria: la fase di induzione, la fase di mantenimento e la fase di risveglio. L’infermiere di anestesia si occupa di settare il monitoraggio multiparametrico, il monitoraggio dell’arteria polmonare, della gittata cardiaca (CO), delle resistenze vascolari polmonari e sistemiche. Si occupa di preparare i farmaci per affrontare eventuali criticità emodinamiche, farmaci dell’induzione all’anestesia e del mantenimento, i test di funzionalità del defibrillatore, gestione del ventilatore, del CELLSAVER (emorecupero intraoperatorio), del RIS (Rapid Infusion System) e della macchina dell’Ossido Nitrico (iNO) (figura 1).

Figura 1: emorecupero cell saver e macchina iNO

L’immunosoppressione e la profilassi antibiotica sono fondamentali per prevenire il rigetto dell’allotrapianto e preservarne la funzione. Si somministra un bolo di Metilprednisolone prima della riperfusione di ciascuna anastomosi al declampaggio dell’arteria polmonare. Una terapia immunosoppressiva aggiuntiva può essere somministrata durante il periodo intraoperatorio o immediato postoperatorio. Questi farmaci possono essere classificati in due gruppi: preparati di anticorpi monoclonali (es. Basiliximab) e agenti policlonali (es. Globuline anti-linfociti e anti-timociti). L’immunosoppressione pone i riceventi di trapianto di polmone ad alto rischio di infezioni batteriche opportunistiche, motivo per cui una profilassi antibiotica ad ampio spettro è somministrata prima dell’incisione chirurgica.

Il trapianto singolo del polmone

Rappresenta circa il 25% delle procedure di trapianto di polmone negli adulti. La procedura si esegue con il paziente in posizione laterale sul tavolo operatorio, tramite un’incisione toracotomica posterolaterale o anterolaterale standard sul lato selezionato. Durante la resezione del polmone che verrà sostituito, è necessaria una ventilazione mono-polmonare a meno che non sia stato avviato il supporto completo di bypass cardiopolmonare (CPB). La ventilazione polmonare durante i periodi in cui il paziente è in pieno supporto CPB, non è necessaria. Tuttavia, durante il supporto cardiorespiratorio meccanico parziale mediante ECMO (ossigenazione extracorporea della membrana) veno-arteriosa, la ventilazione del polmone “non clampato” può essere ancora necessaria per ossigenare il flusso sanguigno polmonare che attraversa il polmone ventilato prima che si mescoli con il flusso sanguigno ECMO. Questo “punto di miscelazione” che si verifica in aorta distale per i vasi dell’arco aortico, risulta fondamentale quando si utilizza la tecnica delle cannule femorali ECMO VA, per garantire il flusso sanguigno alla testa e alle braccia che potrebbero non essere completamente ossigenati, proveniente principalmente dal polmone ventilato non operato (e spesso malato) del paziente. La parte inferiore del corpo riceve sangue completamente ossigenato dal circuito ECMO. Questa discrepanza nell’ossigenazione del sangue per la parte superiore del corpo rispetto a quella inferiore, se non gestita bene, può comportare la sindrome “north-south”.

Nei pazienti in ECMO venoso (VV), il punto di miscelazione è solitamente nell’atrio destro (RA). In molti di questi pazienti può essere ancora necessaria la ventilazione meccanica per ottenere un adeguato scambio di gas; in altri, è tipicamente continuato come misura per prevenire l’atelettasia.

Nel trapianto di polmone singolo con ventilazione mono-polmonare, è necessario che il team per il supporto CPB rimanga in standby per l’intera durata della procedura di trapianto di polmone, in modo che il CPB possa essere avviato velocemente in caso di ipossiemia refrattaria, instabilità emodinamica intrattabile o sanguinamento grave. Ad esempio, i pazienti che inizialmente tollerano una ventilazione polmonare possono manifestare una grave disfunzione ventricolare destra e instabilità emodinamica al momento del clampaggio dell’arteria polmonare in preparazione alla resezione polmonare. Il clamping dell’arteria polmonare aumenta significativamente la pressione arteriosa polmonare poiché tutta la gittata cardiaca è improvvisamente deviata attraverso il sistema vascolare di un singolo polmone. I pazienti con ipertensione polmonare preesistente potrebbero non tollerare il clampaggio dell’arteria polmonare senza supporto cardiorespiratorio meccanico con ECMO o CPB completo.

In alcuni casi, il supporto cardiorespiratorio è necessario quando l’atrio sinistro è parzialmente bloccato per completare le anastomosi della vena polmonare, o al momento della riperfusione del polmone appena trapiantato.

Il trapianto polmonare bilaterale

Viene eseguito in circa il 75% dei casi adulti, che in genere presentano bronchiectasie generalizzate (per es. in pazienti con fibrosi cistica), infezioni polmonari croniche o ipertensione polmonare. Il polmone nativo con la funzione peggiore (valutato in precedenza dalla scansione di ventilazione/ perfusione) si sostituisce per primo, mentre si supporta con la ventilazione il polmone controlaterale. Dopo un breve periodo di riperfusione del primo allotrapianto polmonare, la ventilazione meccanica passa al lato opposto e viene impiantato il secondo polmone. Con il supporto respiratorio fornito dalla ventilazione monopolmonare durante il trapianto polmonare bilaterale, alcuni pazienti possono evitare il supporto cardiorespiratorio meccanico (CPB/ECMO) durante l’intera procedura chirurgica. L’approccio standard nella nostra struttura è un’operazione sequenziale bilaterale attraverso un’incisione toracosternotomica trasversale (cioè, a conchiglia). I polmoni sono impiantati separatamente e in sequenza. Il paziente è supino e le incisioni sottomammarie bilaterali sono eseguite con un’incisone trasversale dello sterno, consentendo la visualizzazione completa dei polmoni e del cuore. Tuttavia, in modo simile al trapianto di un singolo polmone, possono verificarsi problemi di ipossiemia o instabilità emodinamica, durante il primo o il secondo clampaggio dell’arteria polmonare quando ciascun polmone viene trapiantato in sequenza, il che può richiedere l’inizio del supporto cardiorespiratorio.

Accessi vascolari e monitoraggio

Si reperisce un catetere arterioso radiale e femorale prima dell’induzione dell’anestesia generale. Un catetere venoso centrale di grande diametro è sempre inserito, tipicamente dopo l’induzione dell’anestesia generale. Si preferisce un introduttore a doppio lume da 9 Fr posto nella vena giugulare interna destra per la maggior parte dei pazienti.  Il catetere di Swan-Ganz viene inserito attraverso l’introduttore per misurare e monitorare la pressione arteriosa polmonare (PAP) per tutto il periodo perioperatorio. Le cause dell’ipotensione possono essere rapidamente riconosciute con il monitoraggio continuo e gestite in modo appropriato con la terapia vasopressoria e la somministrazione di volume (dopo la valutazione delle perdite di sangue o di liquidi). Il chirurgo deve essere consapevole della posizione dello Swan-Ganz prima di sezionare l’arteria polmonare (PA) per evitare l’intrappolamento della punta del catetere.

L’Ecocardiografia transesofagea (ETT), è abitualmente impiegata per la valutazione iniziale dell’anatomia e della funzione cardiovascolare, il monitoraggio intraoperatorio continuo e la valutazione rapida durante i periodi di instabilità emodinamica cardiogenica. L’ETT è fondamentale per la valutazione post-trapianto delle anastomosi delle vene polmonari per escludere l’ipoperfusione da riduzione del flusso sanguigno attraverso questi vasi. Questa condizione può generare edema polmonare postoperatorio, ipossia e fallimento del graft polmonare. Il flusso venoso polmonare può essere limitato a causa di un trombo e il flusso delle vene polmonari deve essere valutato con il Doppler. Il flusso dovrebbe apparire laminare con velocità di picco <100 cm/sec, sebbene le velocità possano essere transitoriamente più alte dopo l’impianto di un singolo polmone, quando il flusso sanguigno è deviato in modo sproporzionato attraverso il nuovo allotrapianto polmonare, a causa della sua minore resistenza vascolare polmonare.

Il mantenimento di una strategia restrittiva dei fluidi è importante per la funzione delle anastomosi, tuttavia la vasodilatazione sistemica che si verifica dopo la riperfusione polmonare può generare ipotensione, particolarmente accentuata in quadri ipovolemici (l’ipovolemia può inficiare particolarmente il precarico del ventricolo sinistro).

La funzione del ventricolo destro è monitorata durante tutta la procedura, l’aumento del volume telediastolico del ventricolo destro, diminuita cinesi del ventricolo destro, lo spostamento del setto verso il ventricolo sinistro e la diminuzione del volume sistolico sul piano anulare della tricuspide sono alcuni dei segni, più comunemente osservati, di sovraccarico e disfunzione del ventricolo destro. Il mantenimento di adeguate pressioni di riempimento e della gittata cardiaca deve essere bilanciato, evitando il sovraccarico di liquidi per ridurre al minimo l’edema polmonare.  Un certo grado di edema del polmone appena trapiantato è scontato, dovuto all’aumentata permeabilità vascolare e all’interruzione del drenaggio linfatico. Questo fenomeno è definito “danno da riperfusione” anche se nel trapianto di polmone viene indicato come Primary Graft Disfunction (PGD). Per ridurre l’edema polmonare, la pressione della wedge capillare polmonare è mantenuta bassa (5- 15 mmHg), compatibilmente ad una adeguata diuresi oraria, ossigenazione e pressione sanguigna sistemica. È sempre più tenuto in considerazione il supporto ECMO VV a breve termine per la sola durata delle anastomosi. La gestione dei fluidi ottimale post-trapianto è sconosciuta, in generale, si evita la trasfusione e si preferisce in prima istanza la somministrazione di cristalloidi. Sebbene non sia stata stabilita una soglia chiara nel trapianto di polmone, generalmente si trasfonde nel primo periodo postoperatorio per un’emoglobina compresa tra 8 e 9 g/dL.

L’ipertensione arteriosa polmonare con insufficienza ventricolare destra

I pazienti con ipertensione arteriosa polmonare di tipo 1, in genere ricevono terapie endovenose mirate, orali e per via inalatoria, che devono essere continuate senza interruzioni fino all’inizio dell’ECMO o del Bypass cardio polmonare (CPB). I farmaci comprendono gli agonisti della via della prostaciclina (es., Epoprostenolo), antagonisti del recettore dell’endotelina (es. Bosentan, Macitentan, Ambrisentan) e gli stimolanti della guanosina monofosfato ciclico ossido nitrico (es. inibitori della fosfasi 5, Sildenafil e Tadalafil). L’ossido nitrico per inalazione (iNO) è utilizzato in aggiunta a questi farmaci durante il periodo intraoperatorio e nell’immediato post-operatorio. Tutti i vasodilatatori polmonari possono anche causare vasodilatazione sistemica. Pertanto, la terapia vasopressoria, tipicamente la noradrenalina, può essere necessaria per mantenere la SVR (Systemic Vascular Resistence) e ridurre il rapporto tra PVR (Pulmonary Vascular Resistence) e SVR durante l’induzione dell’anestesia e nel post riperfusione d’organo.

Il supporto cardiorespiratorio meccanico

Figura 2: Bypass cardiopolmonare

Per completare le procedure di trapianto polmonare in circa il 20-40% dei pazienti è necessario l’ECMO o il CPB completo, sebbene l’uso vari ampiamente tra i centri. I pazienti che hanno più probabilità di avere bisogno di ECMO o CPB sono quelli con ipertensione polmonare primaria grave con un gradiente di pressione transpolmonare > 20 mmHg, fibrosi polmonare o disfunzione del ventricolo destro con ipertrofia o dilatazione.  Il Cardiopulmonary bypass (CPB figura 2) è una macchina che sostituisce temporaneamente la funzione del cuore e dei polmoni durante l’intervento chirurgico come nel trapianto combinato del cuore-polmone, mantenendo la circolazione del sangue e il contenuto di ossigeno del corpo del paziente. Può essere stabilito elettivamente prima di iniziare la resezione polmonare nei pazienti con ipertensione polmonare grave e preoccupazione per la funzione del ventricolo destro. L’incannulazione venosa per il CPB viene eseguita con una singola cannula venosa a doppio stadio posizionata attraverso l’appendice dell’atrio destro con la punta distale della cannula posizionata nella vena cava inferiore, o con una cannula bicavale separata di vena cava superiore e inferiore. Per i pazienti sottoposti a CPB è necessaria una terapia anticoagulante sistemica completa. Tipicamente si somministra Eparina Sodica EV da 300 a 400 UI/kg e l’ACT (activated clotting time) viene mantenuto tra 400 – 480 secondi per prevenire la formazione di coaguli nel circuito del CPB.

Figura 3: ECMO VV

L’ECMO VV (figura 3), da vena femorale a vena femorale può essere stabilito elettivamente o urgentemente in caso di ipossia refrattaria durante l’instaurazione iniziale di una ventilazione polmonare, quando l’atrio sinistro è parzialmente bloccato durante l’anastomosi delle vene polmonari o riperfusione del polmone appena trapiantato.  In alternativa, l’anestesista può inserire una cannula bicavale a doppio lume attraverso la vena giugulare interna destra durante il periodo preoperatorio come accesso per il supporto ECMO. La punta distale della cannula è posizionata nella vena cava inferiore. Il lume centrale fornisce il drenaggio venoso alla punta del catetere con una seconda porta di afflusso all’interno della vena cava superiore. Dopo aver attraversato l’ossigenatore, il sangue ritorna al paziente da una porta di deflusso nel lume esterno che è posizionata per fluire attraverso la valvola tricuspide. Il supporto ECMO VV richiede un certo livello di anticoagulazione, sebbene inferiore a quello richiesto per il bypass cardiopolmonare completo. Tipicamente, una singola dose di 5000 U.I. di Eparina Sodica EV viene somministrata per iniziare l’assistenza in ECMO, il tempo di coagulazione attivato (ACT) viene mantenuto entro un intervallo (180 a 210 secondi). Se l’ECMO VV è stato impiegato durante il periodo preoperatorio, la strategia anticoagulante può variare tra 45 a 80 secondi di aPTT (tempo di tromboplastina parziale attivata).

ECMO veno-arterioso (VA): l’ossigenazione extracorporea della membrana veno-arteriosa periferica; (vena femorale – arteria femorale o all’arteria succlavia destra) o VA ECMO centrale (Atrio Destro – Aorta Ascendente) può essere stabilita elettivamente come ponte per il trapianto di polmone, o come emergenza se si verifica una compromissione emodinamica durante il trapianto polmonare off- pump. Sebbene l’ECMO VA periferico sia associato ad un aumento dei tassi di complicanze vascolari all’inguine, è la tecnica preferita dal team di trapiantologia polmonare presso il mio Istituto, per la probabilità che il supporto ECMO venga continuato dopo l’intervento, ma soprattutto per ridurre il fenomeno del primary graft disfunction.Lo sviluppo di una grave disfunzione del ventricolo destro avvia il supporto cardiorespiratorio meccanico (ECMO o CPB completo), in particolare durante il clamping dell’arteria polmonare se l’ipossiemia e/o l’instabilità emodinamica sono refrattarie agli agenti inotropi e ai vasodilatatori polmonari.

La disfunzione del ventricolo sinistro a seguito della riperfusione del polmone trapiantato può derivare da embolia gassosa coronarica a causa della de-ventilazione incompleta dell’innesto. Un’anomalia del movimento della parete regionale inferiore e una disfunzione del ventricolo destro possono essere dovute all’embolia gassosa dell’arteria coronaria destra.

L’instabilità emodinamica o l’ipossiemia refrattaria, richiede spesso l’impiego dell’ECMO o del CPB, ed è frequente dopo aver clampato l’arteria polmonare durante il trapianto del primo e/o del secondo polmone, dopo aver perfuso il primo allotrapianto e prima di iniziare il trapianto del secondo polmone.

L’intubazione

L’isolamento polmonare è più comunemente ottenuto con il posizionamento del tubo endotracheale a doppio lume (DLT). Durante il trapianto di un singolo polmone, per la pneumonectomia destra è selezionato un DLT del lato sinistro, ​​mentre per la pneumonectomia sinistra un DLT del lato destro. Per il trapianto di polmone bilaterale, di solito viene selezionata un DLT del lato sinistro per la facilità d’uso. In questo caso, la cuffia bronchiale del DLT sinistro è posizionata più prossimalmente per lasciare spazio all’anastomosi e la cuffia rimane gonfiata nel bronco principale sinistro durante l’anastomosi bronchiale sinistra per evitare una grande perdita d’aria nel campo chirurgico. Può essere utilizzato un otturatore bronchiale (bronchial blocker) inserito attraverso un tubo monolume (piuttosto che un DLT). Tuttavia, gli otturatori sono più instabili durante la manipolazione del bronco principale. In questi due video sono spiegate le caratteristiche di un DLT e la procedura di posizionamento. https://youtu.be/w1cgx2AVC6k https://youtu.be/JZkOiy4PXxg

La conduzione della ventilazione e dell’ossigenazione

Il passaggio dalla respirazione spontanea alla ventilazione a pressione positiva durante l’induzione e successivamente il passaggio a una ventilazione polmonare al momento della resezione polmonare può essere difficile in un paziente con grave malattia polmonare.

Dopo l’intubazione, la ventilazione è impostata con un volume corrente di circa 6 ml/kg (peso ideale). La frequenza respiratoria è regolata per mantenere l’anidride carbonica di fine espirazione (ETCO2) e la PaCO2 vicino ai valori basali. Quando si passa a una ventilazione mono-polmonare, il volume corrente è tipicamente ridotto a circa 4-5 ml/kg.  Tuttavia, fornire una ventilazione minuto troppo bassa aumenta l’ipercapnia, che può peggiorare l’ipertensione polmonare e la disfunzione del ventricolo destro. La pressione di plateau si mantiene su valori inferiori a 25-30 cm H2O. La PEEP è generalmente impostata su un valore compreso tra 5 e 10 cm H2O. Livelli di PEEP più elevati possono diminuire il precarico e causare ipotensione. La frazione di ossigeno inspirato (FiO2) viene regolata per SpO2 89 – 95 %.

Prolungare il tempo espiratorio (es. Rapporto inspiratorio-espiratorio [I: E] di 1:3 o 1:4 per i pazienti con BPCO può aiutare a ridurre l’intrappolamento d’aria, consentendo un tempo di espirazione sufficiente. Un tempo inadeguato per l’espirazione porta ad un aumento della pressione intratoracica e la diminuzione del ritorno venoso, che può indurre una profonda ipotensione.

Dopo il trapianto di un singolo polmone

Dopo la riperfusione (dopo il declampaggio dell’arteria polmonare), si eseguono diverse manovre di reclutamento del polmone trapiantato (30 cm H2O per 15 secondi). Si impiega poi una strategia di ventilazione protettiva polmonare, con bassi volumi correnti ≤6 mL / kg per la ventilazione a due polmoni (in base al peso corporeo del donatore). FiO2 > 40 % sono evitate durante la riperfusione del polmone trapiantato, poiché un alto contenuto di ossigeno inspirato è associato al primary graft disfunction.

L’iperinflazione del polmone nativo è un fenomeno specifico del trapianto di polmone singolo eseguito per l’enfisema grave, in cui l’intrappolamento di gas all’interno del polmone nativo (iperinflazione) può causare spostamento mediastinico e compressione del polmone trapiantato con conseguente scambio di gas alterato e compromissione emodinamica. In casi difficoltosi è possibile utilizzare, durante il periodo intraoperatorio, una ventilazione polmonare differenziale tramite DLT (cioè, un secondo ventilatore portatile per il lume diretto al polmone nativo), con impostazioni di ventilazione asincrone appropriate per quel polmone (es. tempo espiratorio prolungato per evitare iperinflazione, volumi correnti inferiori).

Dopo il trapianto del primo polmone durante il trapianto polmonare bilaterale e dopo il trapianto del secondo polmone durante il trapianto polmonare bilaterale valgono gli accorgimenti descritti per il trapianto di polmone singolo. Se l’ossigenazione è deficitaria può essere migliorata mediante ulteriori manovre di reclutamento, piccoli aumenti della PEEP, somministrazione di broncodilatatori o aspirazione delle vie aeree.

Lo svezzamento dell’anestesia ed estubazione

Al termine dell’intervento, il DLT è sostituito con uno a lume singolo. Se la gestione delle vie aeree era inizialmente difficile, si utilizza un catetere per lo scambio delle vie aeree (tube exchanger), in particolare se la ventilazione e l’ossigenazione sono compromesse al termine dell’intervento. Non estubiamo regolarmente i pazienti in sala operatoria. Criteri di candidabilità all’estubazione precoce, includono i pazienti che hanno ricevuto poche trasfusioni intraoperatorie, episodi minimi o assenti di instabilità emodinamica intraoperatoria, nessuna necessità di ECMO. Tuttavia, il rischio di reintubazione può essere maggiore dopo l’estubazione precoce in sala operatoria, rispetto all’estubazione in terapia intensiva, e i benefici sono incerti.

Filippo Marchese, Infermiere Coordinatore della Formazione PACU, IRCCS ISMETT (Istituto Mediterraneo Trapianti e Terapie), VAD Patient Coordinator Gestione, Ventricular Assist Device Project Cardio Thoracic VAD Team

Pasquale Iozzo, Responsabile di Area di Dipartimento urgenza ed emergenza, AUOP Palermo

 

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