Korrelation zwischen Heparinkonzentration im Blut und ACT-Messung während pädiatrischen Herzeingriffen unter Einsatz der Herz-Lungen-Maschine : Validierung einer neuen Heparin-Messmethode

Abstract

Ziel und Hintergrund der Studie: Die Antikoagulationswirksamkeit von Heparin wird während der herzchirurgischen Eingriffe mit der ACT-Methode (activated clotting time) gemessen, dennoch wurde gezeigt, dass Heparinkonzentration und die ACT bei den Erwachsenen schwach korrelieren. Ziel dieser Arbeit war, die genaue Korrelation zwischen der ACT und der tatsächlichen Heparinkonzentration im Blut bei pädiatrischen Herzeingriffen zu zeigen. Methode und Material: Mit Hilfe einer neuen Messmethode (LiSA-H: Light Scattering Analysis Method Heparin) wurde die Heparinkonzentration bei 30 Kindern (21 männlich, 9 weiblich, Durchschnittsalter 3,8±6 Jahre, Gewicht 17±16 kg), mit unterschiedlichen herzchirurgischen Eingriffen direkt im Blut gemessen. Parallel und aus der gleichen Blutprobe wurde die ACT mit der üblichen Methode im OP mit dem Gerät Hemochron Junior bestimmt. Protamin wurde am Ende der OP 1:1 zur Antagonisierung gegeben.Das Prinzip der neuen Messmethode basiert auf der Tatsache, dass Heparin und Protamin einen Nanopartikelkomplex mit einander bilden. Dieser Komplex wird einer Lichtquelle in bestimmten Winkeln ausgesetzt und die verursachte Lichtstreuung, die proportional zu der Menge von Heparin verläuft, wurde bestimmt, und somit die Heparinkonzentration.Ergebnisse: Insgesamt wurden 210 LiSA-Messungen parallel zu ACT durchgeführt. Es kam in nur 36,7% der Fälle zu synchronen Verläufen zw. ACT und LiSA-Kurven. In den restlichen 63,3% wurde keine Korrelation gezeigt. In den meisten asynchronen Verläufen zwischen ACT und Heparinkurven zeigten sich fehlerhafte ACT Messungen von > 1000 Sek. Hier kam es überwiegend zu starken intra- und postoperativen Blutungen und bei insgesamt 5 Kindern sogar bei Tamponadegefahr und hämodynamischer Instabilität zu Rethorakotomien als Notfall-OP zur Blutstillung. Eine präzise Messung der Heparinkonzentration mit der neuen Messmethode (LiSA) war sogar bei fehlerhaften ACT-Messungen (ACT>1000 Sek.) möglich.ACT und tatsächliche Heparinkonzentrationen erwiesen sich als disjunkte Parameter für die meisten Patienten, was darauf hinweist, dass die ACT kein zuverlässiger Parameter für die Antikoagulation ist.Schlussfolgerung: In der Kinder- und Erwachsenenherzchirurgie sollte der Antikoagulations- und Protaminisierungsstatus durch die direkte Heparinmessung im Blut in Kombination mit der ACT bestimmt werden, da die ACT Methode allein nicht zuverlässig ist. Objective: The effectiveness of heparin anticoagulation during heart surgery is measured by means of the activated clotting time (ACT), though heparin and ACT have been shown to correlate only weakly with adults. The aim of this study was to correlate ACT measurements with heparin levels in pediatric heart patients.Methods: In 30 children (21 male, mean age 3,3 years, mean weight 15 kg) undergoing cardiac surgery, heparin levels were measured using a novel method for an intraoperative direct determination of heparin and heparin-protamine complexes in blood based on a light scattering assay (LiSA). Briefly, an excess of protamine was added to a blood plasma sample from heparinised blood (< 1 ml) and heparin was determined from the light scattering caused by the nanoparticles formed from heparin and protamin. Heparin levels were only measured, but not considered to control the amounts of heparin and protamine in these 30 children. ACT was measured using a Hemochron Junior. Protamine was administered 1:1 to restore normal coagulation; additional protamine doses were administered according to ACT values and bleeding status. Results: Accurate control of the heparin level with the novel method was possible even beyond the ACT limit (> 1000 s). ACT and heparin levels were found to be disjunct for most of the patients, indicating that ACT is not a reliable parameter for the anticoagulation status of patients during cardiac surgery. In spite of normal ACT, in the course of the surgical intervention increased heparin levels correlated with postoperative bleeding and hemodynamic instability in several patients.Conclusions: In pediatric cardiac surgery, anticoagulation therapy and protaminization for extracorporal circulation should be driven by direct analysis of heparin blood levels using a combination of ACT and LiSA and not by ACT alone.