Summary: The dynamic development of electrotherapy in recent years has increased the number of complications associated

Transkrypt

1 Odelektrodowe zapalenie wsierdzia CDIE (Cardiac device infective endocarditis) Dr Jacek Kuśnierz Klinika Kardiologii Inwazyjnej CSK MSW Warszawa kierownik Kliniki prof. R.J. Gil Streszczenie: Dynamiczny rozwój elektroterapii w ostatnich latach spowodował wzrost ilości powikłań związanych z implantacją CIED (Cardiovascular Implantable Electronic Devices). Najgroźniejszymi są powikłania infekcyjne, przede wszystkim odelektrodowe zapalenie wsierdzia (CDIE Cardiac device infective endocarditis). Częstość CDIE jest szacowana na 1,82/1000/rok przy pierwszorazowych implantacjach i 5,32/1000/rok przy wymianach CIED. Około 20% wszystkich powikłań infekcyjnych stanowi CDIE. Objawy związane z CDIE są niecharakterystyczne i rozpoznanie tej choroby niejednokrotnie stanowi problem diagnostyczny. Wyodrębniono czynniki podwyższonego ryzyka wystąpienia powikłań infekcyjnych przy implantacji/wymianie CIED. Postępowaniem z wyboru jest usuniecie wraz z elektrodami zakażonego urządzenia, najlepiej przezskórnie, chyba, że są wskazania do usunięcia kardiochirurgicznego. Słowa kluczowe: odelektrodowe zapalnie wsierdzia, powikłania infekcyjne, Cardiovascular Implantable Electronic Devices CIED Summary: The dynamic development of electrotherapy in recent years has increased the number of complications associated with CIED implantation (Cardiovascular Implantable Electronic Devices). Infectious complications are the most dangerous, especially cardiac device-related infective endocarditis (CDIE Cardiac device infective endocarditis). The frequency of CDIE is estimated at 1.82/1000/year for first implantations and at 5.32 /1000/year for replacement. Approximately 20% of all infections complications is CDIE. Symptoms associated with CDIE are usually uncharacteristic and proper identification of this disease is often a diagnostic problem. Infection complications risk factors associated with implantations/ replacement of CIED are identified. Treatment of choice is removal of infected electrodes and the device, preferably percutaneously, unless there are indications to do cardiac surgery removal. Key words: cardiac device related infective endocarditis, infection complications, Cardiovascular Implantable Electronic Devices CIED Od 1958 r., kiedy kardiochirurg dr Ake Senning implantował pierwszy stymulator serca u człowieka, upłynęły zaledwie 54 lata. Zarówno technika, jak i medycyna w dziedzinie elektrostymulacji serca zrobiły ogromny postęp, a liczba osób z implantowanym urządzeniem na całym świecie obecnie przekracza 4,2 mln. Tylko w Polsce w 2011 r. implantowano ponad 36 tys. urządzeń to około 250% wzrost liczby implantacji w kraju w ostatnim dziesięcioleciu. Tak dynamiczny rozwój tej dziedziny kardiologii powoduje niestety, że coraz częściej mamy 15

2 do czynienia z powikłaniami elektroterapii. Uważam, że jednymi z najgorszych powikłań, jakie mogą się w tym obszarze zdarzyć, są powikłania infekcyjne, a szczególnie odelektrodowe zapalenie wsierdzia (CDIE). Niestety wydaje się, że w ostatnich latach liczba powikłań infekcyjnych znacznie wzrosła [1]. Przyczyny tego są wieloczynnikowe. Implantujemy coraz bardziej skomplikowane urządzenia, używamy dużo więcej różnych rodzajów sprzętu, co wydłuża czas procedury i zwiększa narażenie pacjenta na powikłania [2,3]. Niebagatelną rolę odgrywają również zmiany populacji pacjentów poddawanych zabiegom. Czas życia pacjentów wydłuża się dzięki ogromnemu postępowi niemal w każdej dziedzinie medycyny (począwszy od pediatrii, poprzez onkologię, leczenie dializami, aż wreszcie leczenie zawału serca i niewydolności serca). Dlatego pacjenci poddawani procedurze implantacji urządzeń (CIED Cardiovascular Implantable Electronic Devices) to coraz trudniejsze przypadki pod względem medycznym, a zabiegi są coraz dłuższe i coraz bardziej skomplikowane. Wydłużony czas życia pacjentów to również większa liczba wymian CIED przypadająca na jednego chorego, a jest to jeden z głównych czynników ryzyka powikłań infekcyjnych [4]. W ostatnich latach ( ) wzrost CDIE w USA sięgnął 210% (rycina 1). Podobnie przedstawiają się szacunki dla innych krajów [3] i nie wydaje się, żeby w Polsce sytuacja pod tym względem różniła się. Jeśli chodzi o częstość występowania infekcji związanej z implantacją CIED, wynosi ona średnio 1,82/1000/rok przy pierwszorazowych implantacjach i 5,32/1000/rok przy wymianach. 75% infekcji występuje w pierwszym roku po implantacji [4] % wszystkich infekcji stanowią odelektrodowe zapalenie wsierdzia [5]. Szacowany koszt leczenia jednego pacjenta z CDIE w USA wynosi 146 tys. dol.! [6]. Rycina 1. Wzrost liczby zachorowań na odelektrodowe zapalenie wsierdzia w latach [2] Powikłania infekcyjne związane z implantacją CIED możemy podzielić na wczesne i późne. Kryterium podziału jest tu czas do wystąpienia powikłania. Przy operacjach chirurgicznych, również związanych z użyciem implantów, do roku występuje powikłanie wczesne (czyli związane z przebiegiem procedury). Powikłania, do których dojdzie później niż rok od zabiegu są powikłaniami późnymi, niezwiązanymi z przebiegiem procedury [7]. U części autorów za granicę pomiędzy powikłaniami wczesnymi i późnymi uznaje się sześć miesięcy od daty zabiegu [5]. Kolejnym podziałem powikłań infekcyjnych związanych z CIED jest ich lokalizacja. Możemy mieć do czynienia z infekcją ograniczoną do samej loży urządzenia, infekcją przebiegającą tylko w układzie wewnątrznaczyniowym, a także występującą i w jednym, i w drugim miejscu. Największe trudności diagnostyczne sprawia wykrycie infekcji przebiegających tylko w układzie naczyniowym, szczególnie jeśli zaczęły się wiele lat po implantacji urządzenia [3,4,7]. Patomechanizm odelektrodowego zapalenia wsierdzia prawdopodobnie różni się w zależności od tego, czy jest to wczesne, czy późne CDIE. We wczesnej infekcji, niezależnie czy to pierwszorazowe wszczepienie, czy też wymiana, główną rolę pełni kontaminacja loży stymulatora bakteriami skórnymi, a następnie szerzenie się zakażenia przez ciągłość wzdłuż przebiegu elektrod. Często tego typu zakażenie jest ograniczone tylko do loży, a organizm broni się przed rozsiewem zakażenia poprzez zakrzepicę, a w efekcie niedrożność w obrębie żyły podobojczykowej [2,8,9]. W tym przypadku do odelektrodowego zapalenia wsierdzia może w ogóle nie dojść, bo zakażenie będzie ograniczone tylko do loży urządzenia. Niekiedy dochodzi jednak do rozszerzenia się zakażenia na zastawki serca prawego, głównie zastawkę trójdzielną (rycina 2). Zakażone wegetacje mogą się urywać i drogą krwiopochodną dawać w płucach zatorowość, zawały płuca i ropnie przerzutowe. Patomechanizm późnego CDIE jest prawdopodobnie odmienny od patomechanizmu CDIE wczesnego. Zgadzam się całkowicie z poglądem prof. Andrzeja Kutarskiego, że jedną z głównych przyczyn rozpoczynających całą kaskadę zjawisk, jaką jest CDIE, stanowi uszkodzenie elektrod na ich przebiegu wewnątrznaczyniowym. To powoduje przedostawanie się tzw. biofilmu do wnętrza elektrody. Jeśli dojdzie do jego zakażenia, mamy poważny problem. Zamknięte wnętrze elektrody wypełnione jest doskonałą pożywką dla bakterii, osłonka elektrody jest nieprzepuszczalna dla antybiotyków, wiec to ogni- 16

3 sko infekcji da się wyeliminować tylko usuwając zakażoną elektrodę. W miejscach przetarć na elektrodach tworzą się zakażone wegetacje, które przez ciągłość lub drogą krwiopochodną mogą szerzyć się na otaczające tkanki. Dlaczego dochodzi do uszkodzeń elektrod na ich przebiegu wewnątrznaczyniowym? Jest to zjawisko wieloczynnikowe i bardzo złożone, począwszy od mechanicznych interakcji elektrod o siebie, o otaczające struktury serca, poprzez reakcje chemiczne pomiędzy osłonkami elektrod a otaczającym je środowiskiem, co prowadzi do degradacji obudowy elektrody. Wymieńmy jeszcze postępujące zmiany technologiczne w budowie elektrody, dotyczące stosowania nowych polimerów i zmniejszania średnicy elektrod kosztem ich osłonki. To wszystko powoduje, że elektrody są mniej trwałe [10,11]. CDIE jest definiowane jako obecność wegetacji na elektrodach lub zastawkach w badaniu echokardiograficznym, lub jeśli są spełnione kryteria Duke a dla infekcyjnego zapalenia wsierdzia u pacjentów z implantowanym CIEDs. Niestety, zarówno przebieg kliniczny, jak i objawy związane z odelektrodowym zapaleniem wsierdzia bywają bardzo różne i są często niecharakterystyczne. Do objawów klinicznych należą [12,4,13,14,15]: objawy ogólne: gorączka, dreszcze, osłabienie, poty, bladość powłok, uczucie zmęczenie występujące z różną częstością 30-80% przypadków, objawy związane z układem oddechowym: kaszel, duszność, bóle opłucnowe, tachypnoe, zmiany w rtg charakterystyczne dla zapalenia płuc, zawału płuca czy też zatorowości płucnej, ropnie płuca są opisywane u 25-40% pacjentów, zmiany w badaniach laboratoryjnych: dodatnie posiewy krwi w około 70-85% pacjentów, anemia normocytarna, wzrost CRP i OB, albuminuria u 50-70% pacjentów, objawowa niewydolność serca nawet u 28% pacjentów z CDIE, hipotensja: RR skurczowe < 90 mmhg, objawy sepsy, a nawet koagulopatii ze zużycia u do 10% pacjentów, zmiany w loży implantowanego urządzenia występujące ze zmienną częstością (w niektórych pracach nawet do 68%) i również nie będące objawem charakterystycznym dla CDIE. Niestety, nie ma objawów patognomonicznych dla odelektrodowego zapalenia wsierdzia i u wielu pacjentów rozpoznanie tej groźnej choroby bywa późne lub przyżyciowo nie zostaje rozpoznawane wcale, szczególnie u tych pacjentów, którzy nie mają objawów miejscowych związanych z lożą generatora. Należy pamiętać, że u pacjenta z podejrzeniem CDIE w skierowaniu na badanie echokardiograficzne przezklatkowe (TTE) musimy wyraźnie zaznaczyć rozpoznanie i cel badania. Wzmożona echogeniczność elektrod, ich różna grubość, obecność coila elektrody defibrylatorowej i ograniczone możliwości wizualizacji serca prawego powodują, że jeśli badanie nie będzie ukierunkowane na wykrycie CDIE, to może mieć ograniczoną wartość diagnostyczną. Poniżej przytoczę kilka przykładów hodowli wegetacji na elektrodach. Jest niemożliwością, żeby powstały one w ciągu nawet kilku tygodni, zaś wywiady pacjentów świadczą, że objawy nawracających infekcji, nawet sepsy, mieli od wielu miesięcy, a nawet na przestrzeni kilku lat. Wielokrotnie byli hospitalizowani na różnych oddziałach szpitalnych i regularnie przychodzili na kontrolę stymulatora (rycina 3,4)! Rycina 2. Obraz echokardiograficzny pacjentów z CDIE. Obraz A: strzałka pokazuje pogrubiałą elektrodę w prawej komorze serca, obraz B: widoczne wegetacje na zastawce trójdzielnej 17

4 A B D E C F Rycina 3. Przykłady ogromnych wegetacji na elektrodach endokawitarnych, które sądząc po ich rozmiarach narastały latami i musiały być usunięte chirurgicznie (obraz C i F). Na obrazie A wsuwka elektrody przedsionkowej, na której powstała ogromna wegetacja udko kurczaka. Być może interakcja nieprawidłowo podwiązanej elektrody przedsionkowej z coilem elektrody ICD spowodowała jej uszkodzenie i w efekcie kolonizację przez bakterie. Obraz D przedstawia nieprawidłowe położenie elektrod, które poprzez wegetacje są poprzyrastane do aparatu zastawkowego i do siebie nawzajem. Obrazy B i E ukazują w badaniu echokardiograficznym ogromne wegetacje, pokazane po ich usunięciu chirurgicznym Zdjęcia i obrazy dzięki uprzejmości prof. A. Kutarskiego i prof. A. Tomaszewskiego (Klinika Kardiologii Lubelskiego Uniwersytetu Medycznego) oraz dr n. med. M. Czajkowskiego (Klinika Kardiochirurgii Lubelskiego Uniwersytetu Medycznego). Rycina 4. Wegetacje na elektrodzie komorowej usunięte chirurgicznie. Pacjent kilka lat wcześniej miał po drugiej stronie odleżynę w loży, usunięty stymulator, elektrodę zatopioną w tkanki i implantowany nowy układ po stronie prawej. Dwuletni wywiad nawracających gorączek i niedokrwistości diagnozowanych wielokrotnie na oddziale hematologii! W badaniach mikrobiologicznych w posiewach z krwi, z loży urządzenia czy z elektrod dominują bakterie skórne. Prawie 90% stanowią gronkowce (Staphylococcus aureus MRSA około 35%, MSSA około 33%, Staphyloccocus epidermidis około 16%), pozostałe bakterie to Enterococcus 5%, bakterie G ( ) 4,5% oraz Str. viridans 2,8%. Stąd też logiczne wydaje się, że profilaktyka antybiotykowa powinna być skierowana przeciwko gronkowcom i jest niezbędnym elementem implantacji CIED, a dokładne przygotowanie pola operacyjnego przed zabiegiem stanowi jedną z najważniejszych procedur [16,17]. Wyodrębniono również czynniki predysponujące do wystąpienia infekcji związanej z implantacją CIED. Należą do nich [3,4,5,12,13,14,17,18]: wczesna reoperacja, gorączka na 24 godz. przed zabiegiem, 18

5 wymiana generatora, czas zabiegu powyżej 3 godz., drenaż loży stymulatora, cukrzyca, sterydoterapia, immunosupresja, zły stan ogólny pacjenta, obecność więcej niż trzech osób na sali zabiegowej, brak profilaktyki antybiotykowej, dializy, choroba nowotworowa, implantacja urządzenia wieloelektrodowego, przebyta wcześniej infekcja CIED, małe doświadczenie ośrodka implantującego CIED. Na podstawie wyodrębnionych czynników ryzyka CDIE możemy określić, którzy pacjenci są najbardziej zagrożeni tym powikłaniem i dzięki temu lepiej przygotować ich do zabiegu. Implantacji u takiego pacjenta powinien dokonać najbardziej doświadczony operator w zespole i w ośrodku o wyższym stopniu referencyjności. Czterodo szeciokrotnie wyższe ryzyko przy wymianie urządzenia [18] powinno skłonić nas do refleksji, komu powierzać zabieg wymiany urządzenia, a już na pewno nie powinni tego robić najmłodsi stażem adepci elektroterapii! Kolejnym zagadnieniem jest zagrożenie związane z odelektrodowym zapaleniem wsierdzia. Jest to powikłanie mające często bardzo ciężki przebieg, dające powikłania narządowe i niejednokrotnie kończące się ingerencją kardiochirurgiczną. Śmiertelność związana z CDIE zwykle jest podawana jako śmiertelność wczesna, związana z hospitalizacją. W różnych pracach jej częstość określana jest na około 4,3-4,6% przypadków. U pacjentów tylko z infekcją w obrębie loży wynosi ona około 1,7%, natomiast śmiertelność szpitalna wszystkich pacjentów poddanych zabiegowi implantacji CIED około 0,3%. Cukrzyca i niewydolność nerek powoduje znaczny wzrost śmiertelności u pacjentów z CDIE, nawet do 8-12% [18,19,20]. Śmiertelność roczną w tej grupie pacjentów szacuje się na 14,3% rocznie (w grupie kontrolnej bez infekcji wynosi ona 11%), a śmiertelność pięcioletnia jest szacowana na 35% (w grupie kontrolnej bez infekcji wynosiła 27%). Niezależnymi predyktorami zwiększonej śmiertelności u pacjentów z przebytym CDIE były [20]: zaawansowany wiek, implantowany wcześniej układ CRT, trombocytopenia, niewydolność nerek, u pacjentów z wymianą CIED układ epikardialny ze stymulacją RV. U pacjentów z objawami infekcji związanych z CIED jedyne leczenie stanowi usunięcie zakażonego układu wraz z elektrodami. Leczenie odelektrodowego zapalenia wsierdzia tylko antybiotykami jest obarczone ponad 60% śmiertelnością. Metoda z wyboru to usunięcie przezskórne zakażonych elektrod, jednakże bywają odstępstwa. Są cztery wskazania do usunięcia chirugicznego elektrod: współistniejąca konieczność zabiegu naprawczego na zastawce serca, w badaniu echokardiograficznym wegetacje > 2 cm na elektrodzie, niepowodzenie zabiegu przez skórnego, powikłania usuwania przezskórnego wymagające interwencji chirurgicznej. Powyższe zalecenia wynikają z ryzyka i śmiertelności, jakimi obarczone są obie metody. W przypadku zabiegu przeskórnego u pacjentów z CDIE śmiertelność około zabiegowa wynosi około 1%, a wewnątrzszpitalna nie przekracza 5% [19,21,22]. Zabieg chirurgiczny obarczony jest 10% śmiertelnością związaną z samą procedurą, a śmiertelność wewnątrzszpitalna może nawet sięgać 14% [23]. Kolejnym problemem jest pytanie: kiedy usuwać elektrody czy maksymalnie szybko po rozpoznaniu, czy też zabieg ten powinien być poprzedzony antybiotykoterapią? Wydaje się logiczne, że opcja leczenia wstępnego, oczywiście jeśli możliwa z klinicznego punktu widzenia, jest lepsza szczególnie jeśli w tym czasie uzyskamy posiewy krwi i antybiogram. Również w ten sposób unikamy rozsiewu infekcji w trakcie zabiegu usuwania elektrod. Uważam, że leczenie wstępne (antybiotykoterapia) powinno trwać do ustąpienia gorączki i zmniejszenia się wykładników stanu zapalnego, ale w razie braku efektów klinicznych nie należy go przeciągać dłużej niż kilka dni (rycina 5). Niestety, w wielu przypadkach sami stwarzamy warunki do rozwinięcia się CDIE, a największymi grzechami są: zbyt proksymalne nakłucia żyły podobojczykowej co powoduje crush syndrom i niejednokrotnie wpadnięcie elektrody do układu naczyniowego interakcje między elektrodami, uszkodzenia zastawki, zaburzenia rytmu, infekcja, pozostawianie nieczynnych elektrod i dokładanie coraz to nowych interakcje między elektrodami, uszkodzenie ich, infekcja, przechodzenie z implantacją na drugą stronę klatki piersiowej z pozostawieniem elektrod po stronie przeciwnej, implantacja elektrod po stronie przetoki do dializ, 19

6 Rycina 5. Obraz elektrody defibrylatorowej usuniętej przezskórnie. Pacjent z cechami tlącej się infekcji w loży ICD, bez wykładników stanu zapalnego, z ujemnymi posiewami krwi. Przyczyną usunięcia elektrody była jej dysfunkcja w zakresie pace/sense trzaski, nieadekwatne interwencje. Widoczna ewentracja elektrody (strzałka). Pozostawienie takiej elektrody zapewne miało by tylko jeden możliwy finał CDIE plastyka loży urządzenia. Przykłady można mnożyć, a przecież nie powinniśmy traktować implantacji na zasadzie tu i teraz, konsekwencje naszych zabiegów musimy rozpatrywać w odległej perspektywie. Pacjenci mają implantowane urządzenia do końca życia, a ich zadaniem jest wydłużać i poprawiać komfort życia, a nie je skracać. Piśmiennictwo [1] Cabell CH, Heidenreich PA, Chu VH et al.: Increasing rates of cardiac device infections among Medicare beneficiaries: ; Am Heart J 2004; 147(4): [2] Greenspon AJ, Patel JD, Lau E et al.: 16-year trends in the infection burden for pacemakers and implantable cardioverter-defibrillators in the United States 1993 to 2008; J Am Coll Cardiol 2011; 58(10): [3] Johansen JB, Jørgensen OD, Møller M, Arnsbo P, Mortensen PT, Nielsen JC: Infection after pacemaker implantation: infection rates and risk factors associated with infection in a population-based cohort study of consecutive patients; Eur Heart J 2011Apr; 32(8):991-8; epub 2011 Jan 20. [4] Klug D, Balde M, Pavin D et al.: PEOPLE Study Group. Risk factors related to infections of implanted pacemakers and cardioverter-defibrillators: results of a large prospective study; Circulation 2007; 116 (12): [5] Greenspon AJ, Prutkin JM, Sohail MR et al.: Timing of the most recent device procedure influences the clinical outcome of lead-associated endocarditis: results of the MEDIC (Multicenter Electrophysiologic Device Infection Cohort); J Am Coll Cardiol 2012; 59(7): [6] Ferguson TB Jr, Ferguson CL, Crites K, Crimmins-Reda P: The additional hospital costs generated in the management of complications of pacemaker and defibrillator implantations; J Thorac Cardiovasc Surg 1996; 111(4): [7] Mangram AJ, Horan TC, Pearson ML, Silver LC, Jarvis WR: Guideline for prevention of surgical site infection, 1999; Hospital Infection Control Practices Advisory Committee; Infect Control Hosp Epidemiol 1999; 20: [8] Klug D, Lacroix D, Savoye C et al.: Systemic infection related to endocarditis on pacemaker leads: clinical presentation and management; Circulation 1997; 95(8): [9] Da Costa A, Lelièvre H, Kirkorian G et al.: Role of the preaxillary flora in pacemaker infections: a prospective study; Circulation 1998; 97(18): [10] Kołodzińska A, Kutarski A, Koperski Ł, Grabowski M, Małecka B, Opolski G: Differences in encapsulating lead tissue in patients who underwent transvenous lead removal; Europace 2012 Jul; 14(7): ; epub 2012 Jan 13. [11] Kutarski A, Małecka B: Przetarcie silikonowych izolacji elektrod wewnątrzsercowych nowo odkryte zjawisko w elektroterapii: obserwacje własne; Folia Cardiologica Excerpta 2009, tom 4, nr 2, [12] Athan E, Chu VH, Tattevin P, Selton-Suty C, Jones P, Naber C, Miró JM, Ninot S, Fernández-Hidalgo N, Durante-Mangoni E, Spelman D, Hoen B, Lejko-Zupanc T, Cecchi E, Thuny F, Hannan MM, Pappas P, Henry M, Fowler VG Jr, Crowley AL, Wang A: ICE-PCS Investigators. Clinical characteristics and outcome of infective endocarditis involving implantable cardiac devices; JAMA 2012 Apr 25; 307(16): [13] Sohail MR, Uslan DZ, Khan AH i wsp.: Infective endocarditis complicating permanent pacemaker and implantable cardioverter-defibrillator infection; Mayo Clin Proc. 2008; 83: [14] Greenspon AJ, Rhim ES, Mark G, Desimone J, Ho RT: Lead-associated endocarditis: the important role of methicillin-resistant Staphylococcus aureus; PACE 2008; 31: [15] Tarakji KG, Chan EJ, Cantillon DJ, Doonan AL, Hu T, Schmitt S et al.: Cardiac implantable electronic device infections: presentation, management, and patient outcomes; Heart Rhythm 2010; 7(8): [16] Darouiche R, Mosier M, Voigt J: Antibiotics and Antiseptics to Prevent Infection in Cardiac Rhythm Management Device Implantation Surgery; Pacing Clin Electrophysiol 2012 Sep 4; doi: /j x.; epub ahead of print [17] Baddour LM: Cardiac Device Infection or Not; Circulation 2010; 121: ; originally published online April 5,