Zusammenfassung
Die Erweiterung operativer Eingriffe ist unter anderem begrenzt durch den Mindestsauerstoffbedarf
der Zellen. Besonders in der Herz- und Hirnchirurgie sind temporäre Unterbrechungen
der Blutzirkulation nur für kürzeste Zeiträume (3—4 Minuten) ohne Schäden tragbar.
Versuche, diese Grenzen zu erweitern, haben zu zwei Verfahren geführt:
1. zur Umgehung des körpereigenen kleinen Kreislaufs mit einem extrakorporalen Herz-Lungen-System
und
2. zur Senkung des Sauerstoffbedarfs der Zellen durch Unterkühlung des Organismus.
Auf Anregung und mit Unterstützung von Gütgemann habe ich an der Chirurgischen Universitätsklinik
Bonn versucht, unsere bisherigen Kenntnisse über den extrakorporalen Herz-Lungen-Kreislauf
und die künstliche Unterkühlung zu erweitern, insbesondere die nur wenig oder gar
nicht erforschte Gerinnungsphysiologie, Blutchemie, Hämodynamik und pathologische
Histologie bei Anwendung der genannten Verfahren zu studieren.
Die eigenen tierexperimentellen Arbeiten erstreckten sich
1. auf Untersuchungen mit dem extrakorporalen Herz-Lungen-Kreislauf und
2. auf Studien bei der Anwendung der künstlichen Unterkühlung.
Bei der Auswertung der Ergebnisse zeigt sich, daß die Problematik bei dem extrakorporalen
Herz-Lungen-System in der Steuerung der Blutgerinnung und der Verträglichkeit für
den peripheren, Kreislauf liegt. Eine eigene Maschine zur künstlichen extrakorporalen
Blutkühlung und Arterialisation des Blutes wurde entwickelt und ihre Arbeitsweise
erläutert.
Für die therapeutische Anwendung der künstlichen Unterkühlung kommen nur bestimmte
Temperaturbereiche in Frage. Die „kritische Phase” von ca. + 35 bis + 30 Grad Celsius
ist äußerst gefährlich, sie darf nicht benutzt werden und muß bei Tiefkühlung (Senkung
der Körpertemperatur auf + 25 bis + 30 Grad Celsius) schnell durchschritten werden.
Als beste Unterkühlungsmethode eignet sich nach unseren bisherigen Erfahrungen (und
nach jüngsten Berichten anderer Untersucher) die extrakorporale Blutkühlung unter
flacher Narkose und tiefer Ganglienblockade.
Mit dieser Methode und gleichzeitiger künstlicher Durchströmung des großen Kreislaufs
ist es heute möglich, das Herz von Versuchstieren zu eröffnen und am blutleeren Herzen
zu operieren. Es liegen auch bereits erste Erfahrungen über derartige Eingriffe am
Menschen vor. Zur sicheren Anwendung bedarf es noch weiterer sorgfältiger Untersuchungen
der stoffwechselphysiologischen, blutchemischen, hämodynaniischen, histopathologischen
Folgen der künstlichen Unterkühlung und Durchströmung des Organismus, über die von
uns noch an andere Stelle berichtet werden soll.
Summary
The possibility of extended operations is limited inter alia by the minimum of oxygen
requirements of the cells. Particularly in heart and brain surgery, a temporary interruption
of blood circulation, without causing serious damage, is possible only for very short
periods (3—4 minutes). The attempts to overcome this limitation have led to two new
methods: 1. Elimination of the body lesser circulation by means of an extracorporeal
heart-lung system; 2. Lowering of the oxygen requirements of the cells by the application
of lower temperatures. Acting on suggestions of Gütgemann and with his assistance
I have tried, in the surgical department of the University Hospital Bonn, to enlarge
our present knowledge of the extracorporeal heart-lung circulation and of artificially
produced hypothermia, and in particular to study the almost unexplored fields of coagulation
physiology, blood chemistry, haemodynamics and pathological histology in their relation
to the above-mentioned processes. My own animal experiments covered: 1. Research into
the extracorporeal heart-lung circulation, and 2. studies on the application of lower
temperatures. Evaluation of the results obtained made it clear that the chief problems
arising from the extracorporeal heart-lung system are the control of blood coagulation,
and compatibility as regards the peripheral circulation. A special machine has been
developed for extracorporeal refrigeration and arterialisation of the blood. Its operation
is described. For the therapeutical application of hypothermia certain temperature
ranges are of primary importance. The “critical phase” between approx. 35 and 30 °C (95 and 86 °F) is extremely dangerous and must not be used; it must be passed as quickly as possible
when low body temperatures (25 to 30 °C; 77 to 86 °F) are used. According to our own experiences (which are confirmed by the latest reports
of other investigators) the best refrigeration method is extracorporeal cooling of
the blood with light anaesthesia and deep blockade of the ganglia. With the help of
this method and simultaneous artificial systemic circulation it is now possible to
open the heart of test animals and to operate on the blood-drained heart. The first
data are now available on results obtained in surgical practice, too. Before the new
method can be regarded as safe and reliable, additional careful investigations are
necessary into the metabolophysiological, haemochemical, haemodynamic and histopathological
consequences of artificially produced hypothermia and circulation, on which we shall
report in another article.
Resumen
Circulación extracorpórea y refrigeración artificial Resultados experimentales y posibilidades
de aplicación práctica
La practicabilidad de las intervenciones quirúrigcas está limitada, entre otras cosas,
por las necesidades básales de oxígeno de las células. Singularmente en la cirugía
cerebral y en la cirugía cardiaca, la interrupción de la circulación sanguínea sin
determinar lesiones es sólo practicable durante muy corto tiempo (3—4 minutos). Las
investigaciones para ampliar estos límites han seguido dos direcciones: 1. - Sustituyendo
el círculo menor del paciente con un sistema corazón-pulmón extracorpóreo. 2. - Disminuyendo
las necesidades de oxígeno de las células mediante refrigeración del organismo. Siguiendo
las indicaciones de Gütgemann y con su ayuda, el autor ha intentado, en la Clínica
Quirúrgica de Bonn, ampliar nuestros conocimientos actuales acerca de la circulación
corazón-pulmón extracorpórea y de la refrigeración artificial, estudiando singularmente
los aspectos apenas abordados hasta hoy de la fisiología de la coagulación y el quimismo
sanguíneos, la hemodinámica y la histología patológica tras del empleo de estos procederes.
Los trabajos de experimentación animal del autor comprenden: 1. - Investigaciones
con la circulación corazón-pulmón extracorpórea. 2. - Estudios sobre la aplicación
de la refrigeración artificial. Para valorar los resultados se indica que todo el
problema de la circulación corazón-pulmón extracorpórea consiste en el control de
la coagulación de la sangre y en la compatibilidad con la circulación periférica.
Se explica el funcionamiento de un aparato de propia construcción para la refrigeración
y arterialización extracorpóreas de la sangre. Para la aplicación terapéutica de la
refrigeración artificial debe emplearse sólo determinadas temperaturas. La “fase crítica”
de + 35° a + 30° aproximadamente es extraordinariamente peligrosa, no se debe permanecer en ella y
cuando se hace una refrigeración a más baja temperatura (+ 30° a + 25°) se la debe pasar muy rapidamente. Según la experiencia del autor y los resultados
hasta ahora comunicados por otros autores, el mejor método de refrigeración es la
refrigeración extracorpórea de la sangre bajo narcosis superficial y bloqueo ganglionar
intenso. Con este método y circulación artificial simultánea para la circulación mayor,
hoy es posible abrir el corazón de los animales de experimentación y operar “en seco”
sobre él. Se tiene ya experiencia de tales intervenciones llevadas a cabo en el hombre.
Para tener seguridad en ellas se necesitan todavía cuidadosas investigaciones sobre
las consecuencias de la refrigeración y circulación artificiales en la fisiología
del recambio, del quimismo sanguíneo, de la hemodinámica y de la histopatología, sobre
las cuales hemos hecho ya referencia en otra ocasión.
