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Intraaortale Ballonpumpe (IABP)

Dipl.-Ing. (FH) Christoph Benk

Universitäts - Herzzentrum Freiburg - Bad Krozingen

Klinik für Herz- und Gefäßchirurgie

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Die Intraaortale Ballonpumpe (IABP)

• Das am häufigsten eingesetzte Herzunterstützungssystem

• Weltweit 100.000 IABP Implantationen pro Jahr mit steigender Tendenz

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Funktionsprinzip

Ein Polyurethanballon wird herzzyklus-synchronisiert in der Diastole mit Helium aufgeblasen (Aortenklappenschluss) und in der Systole leergesaugt

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Prinzip der Gegenpulsation

• Eliminierung einer definierten Blutmenge aus dem Kreislauf während oder kurz vor der Systole

�Nachlastsenkung

�Senkung des myokardialen O2-Bedarfs

• Rückgabe der eliminierten Blutmenge während der Diastole

�verbesserte Koronarperfusion

�Erhöhung des myokardialen O2-Angebots

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Erste Lösungsansätze

Harken et al., 1961

• 1961 Beschreibung einer Methode zur diastolischen Augmentation durch Harken

• Abpumpen von ca. 70 ml Blut während der Systole über Leistenkanülen

• Rückpumpen des Blutes in der Diastole

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Harken et al. 1961

Probleme:

•Hämolyse

•Turbulenzen

•erfordert großlumige arterielle Zugänge

Volumenverschiebung durch Pumpe

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Harken et al. 1961

• Leistenkanülierung erforderlich (oft bds.)

• großlumige Zugänge

• Beinperfusion aufgrund der Konstruktion fast immer gefährdet

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Harken et al., 1961

Druckkurvenverlauf

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Intraaortaler Ballonkatheter

Moulopoulos et al.

• Übertragung des Prinzips der aortalen Gegenpulsation auf einen EKG-getriggerten intraaortalen Ballon 1962

• Entwicklung eines funktionierenden, experimentellen Prototypen

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Moulopoulos et al. 1962

• Implantation in die thorakale Aorta

• EKG-Triggerung

• Arbeitsgas CO2

• Füllvolumen 25ml

• Latexballon

• Experimente an toten Hunden

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Kantrowitz et al. 1967 (erster Einsatz)

• Implantation in die A. femoralis communis

• EKG-Triggerung

• Helium als Arbeitsgas

• Füllvolumen 32 cm³

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Geschichtliche Entwicklung der IABP

AVCO Model 7: Erstes kommerzielles

IABP-System (1969)

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Geschichtliche Entwicklung der IABP

AVCO Model 10 (1976)

erstes Gerät mit

Mikroprozessor-Steuerung

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Geschichtliche Entwicklung der IABP

Datascope System 97 (1993)

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Geschichtliche Entwicklung der IABP

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Datascope IABP CS 100 und CS 300

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Geschichtliche Entwicklung der IABP

ARROW ACAT 2 WAVE (2003)

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Funktionsweise

• EKG-getriggerte Inflation und Deflation eines Intraaortal gelegenen Ballons führt zu:

• Diastolischer Augmentation•���� verbesserte Koronarperfusion

•���� verbessertes myokardiales O2-Angebot

• Systolischer Drucksenkung•���� Nachlastsenkung

•���� Senkung des myokardialen O2-Bedarfs

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Ballongrößen

Ballonvolumen 30 ml 40 ml 50 ml

Körpergröße < 162 cm 162–182 cm > 182cm

BMI < 1,8 m² > 1,8 m²(Body Mass Index)

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Indikationen zur IABP

• Akutes Koronarsyndrom

• Kardiogener Schock

• Instabile Angina Pectoris

• Akuter Myokardinfarkt

• Akute Mitralklappeninsuffizienz

• Akuter Ventrikelseptumdefekt

• Postoperatives Low Output Syndrom (LOS)

• Akute Abstossung nach HTX

• Prophylaktisch bei Hochrisikopatienten mit deutlich reduzierter Herzfunktion (präoperativ)

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Kontraindikationen

• Absolut

• Aortenklappeninsuffizienz

• Aortendissektion

• Thorakales Aortenaneurysma

• Relativ

• Periphere AVK

• Bauchaortenaneurysma

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Ballonassistierte Druckkurve

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Ballondruckkurve

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Arterielle Druckkurve / Ballondruckkurve

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IABP - Monitor

EKG

Arterieller Druck

Ballondruck-kurve

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Funktionsweise

Ohne IABP

IABP 1:2

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Benefits der Inflation

• Zunahme der koronaren Blutversorgung

• Zunahme des myokardialen O2-Angebots

• Erhöhung des diastolischen Drucks

• Zunahme der systemischen Perfusion

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Zunahme der Koronarperfusion

ohne IABP mit IABP

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Benefits der Deflation

• Druckabfall in der Aorta durch Deflation des Ballons

• Nachlastsenkung

• Abnahme der linksventrikulären Wandspannung

• Abnahme des myokardialen O2-Bedarfs

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• Intern / Festfrequenz

• EKG

• Schrittmacher

• Arterielle Druckkurve

Triggerauswahl

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Neue Triggeralgorhythmen (ACAT 2 WAVE)

• WAVE: Kalkulation des Blutflusses und somit Erkennung des Aortenklappenschlusses

• Setzt schnelle Druckmessung voraus (spezielle Fiberoptik-Katheter)

Donelli et al, Performance of a Real-Time Dicrotic Notch Detection and Prediction Algorithm in Arrhythmic Human Aortic Pressure Signals, J Clin Monitoring 2002

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Zeitsteuerungsfehler

1. Frühe Inflation 3. Frühe Deflation

2. Späte Inflation 4. Späte Deflation

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• Inflation vor dem Aortenklappenschluss

• Diastolische Augmentation setzt in der Systole ein

Frühe Inflation

Charakteristik der Kurvenform:

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• Verfrühter Aortenklappenschluss

• Verringerung des Schlagvolumens

• Anstieg des LVEDV und LVEDP

• Erhöhte linksventrikuläre Wandspannung

oder erhöhte Nachlast

• Aortenregurgitation

• Anstieg des myokardialen Sauerstoffbedarfs

Physiologische Effekte (Frühe Inflation)

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Korrektur frühe Inflation

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• Inflation nach dem Aortenklappenschluss

• Suboptimale diastolische Augmentation

• Kein „scharfes V“

Charakteristik der Kurvenform:

Späte Inflation

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• Suboptimale Koronararterienperfusion

Physiologische Effekte (Späte Inflation)

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Korrektur späte Inflation

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• Steiler Druckabfall nach diastolischer Augmentation

• Assistierter enddiastolische Aortendruck gleich oder

niedriger als der NICHT assistierte enddiastolische Druck

• Suboptimale diastolische Augmentation

Frühe Deflation

Charakteristik der Kurvenform:

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• Suboptimale Koronararterienperfusion

• evtl. retrograder Koronar- und Karotisblutfluss

• Angina Pectoris als Folge des retrograden koronaren Blutfluss

• Suboptimale Nachlastreduktion

• Anstieg des myokardialen Sauerstoffbedarfs

Physiologische Effekte (Frühe Deflation)

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Korrektur frühe Deflation

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• Assistierte enddiastolische Aortendruck gleich oder höher

als der NICHT assistierte enddiastolische Druck

• Suboptimale diastolische Augmentation

• Diastolische Augmentation kann geweitet erscheinen

Späte Deflation

Charakteristik der Kurvenform:

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• Es findet keine Nachlastsenkung statt

• Myokardiale Sauerstoffverbrauch nimmt zu, da der Ventrikel gegen einen höheren Widerstand arbeiten muss

• Der Ballon kann den linksventrikulären Auswurf behindern dadurch steigt die Nachlast

Physiologische Effekte (Späte Deflation)

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Korrektur späte Deflation

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Entwöhnung von der IABP (Weaning)

• Bei kreislaufstabilem Patienten Reduktion der IABP-Unterstützung unter Kontrolle der hämodynamischen Parameter (SVO2, HZV, Lactat, Urinausscheidung)

• Reduktion der IAB-Füllung

• Reduktion der Unterstützungsfrequenz

• Bei Kreislaufstabilität Explantation

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Komplikationen durch die IABP-Therapie

Komplikationen durch die IABP-Therapie

sind eher selten:

• Medizinische Komplikationen

• Blutung, Ischämie, Fehllage

• Technische Komplikationen

• Ballonleckage, schlechte Inflation

• Managementbedingte Komplikationen

• Indikation, vorzeitige Entfernung

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Medizinische Komplikationen

• Blutung 4,3%

• Schwere Blutung 1,4%

• Mit Transfusionsbedarf 1,4%

• Ischämie 2,3%

• gefäßchirug. Eingriff 0,7%

• Amputation 0,1%

• Infektion 0,1%

• Schlaganfall 0,1%

• IABP-bedingte Letalität 0,05%

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Fehllage

�IAB-Katheter in kontralateraler Leiste

�Schlechte Augmentation

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Benefit der IABP im kardiogenen Schock

• Vergleich von 23.180 Patienten im kardiogenen Schock (Barron et al. Am Heart J 2001)

49% 67%

0%

35%

70%

mit IABP ohne IABP

Letalität

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IABP-Einsatz präoperativ

Vergleich bei präoperativem IABP-Einsatz bei Hochrisikopatienten (Christenson et al. Ann Thor Surg 2000)

4,8%

24,2% 22,0%

74,0%

IABP ohne IABP

Letalitätlow output

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Transport von Patienten mit IABP

Hubschrauber

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Zusammenfassung

• Die IABP ist ein sicheres Verfahren zur Stabilisierung von Patienten im kardiogenen Schock

• Die Insertion des Ballonkatheters ist eine einfache Prozedur

• Die Letalität im kardiogenen Schock kann damit deutlich gesenkt werden

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Intraaortale Ballonpumpe (IABP)

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