VENTILATORY AND CIRCULATORY EFFECTS OF ANAESTHESIA AND CARDIOPULMONARY BYPASS

SUMMARY Sixteen patients scheduled for open‐heart surgery were studied before, during and after cardiopulmonary bypass. Measurements were made of oxygen uptake, cardiac output, physiological dead space, blood‐gas tension, acid balance, peripheral vascular resistance and lung‐chest compliance. Anaesthesia was maintained with fentanyl and small concentrations of halothane. Oxygen uptake was higher than predicted values and was not influenced by anaesthesia and controlled ventilation. The uptake after cardiopulmonary bypass did not show any significant changes in comparison with preperfusion values. However, there was a significant increase at the end of anaesthesia and surgery. This can probably be attributed to the anaesthetic technique used with the light level of analgesia at the end of the procedures. Cardiac output showed only minor variations with no significant changes associated with the surgical procedures. Arterial mean blood pressure was stable with only minor variations within the range of 64‐80 mm Hg as measured before, during and after bypass. Blood gases showed only small variations and buffer‐base did not undergo any important changes. Alveolo‐arterial oxygen tension differences varied between 370‐439 mm Hg, corresponding to a venous admixture of 18‐24 per cent. There were no significant changes between the different periods of investigation. When calculating alveolar ventilation, physiological dead space and VD/VT ratios, an equation for the correction of the influence of venous admixture on Pcoa was taken into account. Significantly lower Pcog levels for all periods of determinations as compared with actually measured values were obtained. The values for VA, VD and VD/VT were significantly lower immediately before and after bypass as compared with non‐corrected values. The VD/VT ratios were virtually constant, varying between 0.47 and 0.5. Peripheral resistance did not change before and after bypass. During bypass there was a significant increase in peripheral resistance in the hypothermia group. Volume‐pressure changes of the lungs and chest varied between 27 and 39 ml/cm H20 with the highest values when the chest was open. At the end of anaesthesia there was a significant decrease in compliance. This decrease was not associated with an increase in alveolo‐arterial oxygen‐tension differences or on an increased venous admixture. In two patients, the decrease was probably due to left‐heart failure. In the other patients, the decrease might be explained by increased muscular tonus, where a contributory factor might have been the use of fentanyl. In comparison with our earlier experience of anaesthesia, where halodiane was the principal agent, the use of more analgesics and less halothane seems to have certain clinical advantages as regard a more stable circulation. However, there were no differences of major importance as compared with our previous findings. It is our opinion that low concentrations of inspired halothane provide a smooth and balanced anaesthesia level, counteracting to a certain extent peripheral vasoconstriction, as demonstrated in this series. The increased oxygen uptake observed at the end of the procedures in this series may be a disadvantage, as it is associated with a higher demand on circulatory and respiratory reserves. ZUSAMMENFASSUNG 16 Patienten, die Operationen am offenen Herzen unterzogen werden sollten, wurden vor, wahrend und nach kardiopulmonalem Bypass untersucht. Gemessen wurden: Sauerstoffaufnahme, Schlagvolumen, physiologischer Totraum, Blutgasspannung, Saure‐Basen‐Verhaltnisse, peripherer Gefass‐widerstand und Lungen‐Thorax‐Compliance. Die Narkose wurde mit Fentanyl und Halothan in geringen Konzentrationen aufrecht erhalten. Die Sauerstoffaufnahme war hoher als die erwarteten Werte, und wurde von der Narkose und der kontrollierten Beatmung nicht beeinflusst. Die Sauerstoffaufnahme nach kardiopulmonalem Bypass zeigte, verglichen mit den Werten vor der Perfusion, keine signifikanten Anderungen. Am Ende der Operation und Narkose wurde allerdings ein bedeutsamer Anstieg beobachtet. Dieser ist aber wahrscheinlich der Anaesthesiemethode und der leichten Analgesie am Ende des Eingriffes zuzuschreiben. Das Schlagvolumen zeigte nur geringe Anderungen im Zusam‐menhang mit dem chirurgischen Eingriff. Der arterielle Mitteldruck war konstant, abgesehen von kleinen Abweichungen im Bereich von 64‐80 mm Hg vor, wahrend und nach dem Bypass. Ebenso waren die Blutgaswerte und BufFer‐Basen nur geringfiigigen Anderungen unterworfen. Die alveolar‐arteriellen Sauerstoffspannungsdifferenzen bewegten sich zwischen 370‐439 mm Hg, entsprechend einer venosen Beimischung von 18‐24%. Zwischen den einzelnen Untersuchungen traten keine wesentlichen Anderungen auf. Beim Berechnen der alveolaren Beluftung, des physiologischen Totraumes und des VD/VT‐Verhaltnisses wurde eine Gleichung angewendet, um den Einfluss der venosen Beimischung auf den Pco2_Wert zu korrigieren. Wir erhielten, im Vergleich zu den tatsachlich gemessenen Werten, signifikant niedrigere Pcc>2 Werte fur alle Bestimmungszeitraume. Die Werte fiir VA, VD und VD/VT waren unmittel‐bar vor und nach dem Bypass signifikant niedriger als bei den nichtkorrigierten Werten. Die VD/VT‐Quotienten blieben praktisch konstant, und zwar zwischen 0,47 und 0,5. Der periphere Wiederstand anderte sich weder vor noch nach dem Bypass. Wahrend des Bypass wurde ein deutlicher Anstieg des peripheren Wiederstandes in der Hypodiermiegruppe beobachtet. Die Volumen‐Druck‐Anderungen von Lunge und Thorax bewegten sich zwischen 27 und 39 ml/cm H20, wobei die hochsten Werte bei geoffnetem Brustkorb erreicht wurden. Am Ende der Narkose kam es zu einer signinkanten Abnahme der Compliance. Diese Abnahme stand aber in keinem Zusammenhang mit einer Zunahme der alveolar‐arteriellen Sauerstoffspannungsdifferenz oder mit einer Erhohung der venosen Beimischung. Bei zwei Patienten war die Abnahme wahrscheinlich durch ein Linksherzversagen bedingt. Bei anderen Patienten konnte dies wiederum durch einen verstarkten Muskeltonus erklart werden. Ein weiterer zusatzlicher Faktor konnte auch die Verwendung von Fentanyl gewesen sein. Verglichen mit unseren fruheren Anaesthesieerfahrungen, bei denen hauptsach‐lich Halothan verwendet wurde, scheint der Gebrauch von mehr Analgetika und weniger Halothan gewisse klinische Vorteile in Bezug auf einen stabileren Kreislauf zu bringen. Es wurden jedoch keine Unterschiede von gesteigerter Bedeutung in Vergleich zu fruheren Ergebnissen gefunden. Wir sind der Mei‐nung, dass niedrige Konzentrationen von Halothan im Inhalationsgemisch einen gleichmassigen Narkosespiegel gewahrleisten und bis zu einem gewissen Grad der peripheren Vasokonstriktion entgegenwirken, wie dies in den vor‐liegenden Untersuchungen gezeigt wurde. Die vermehrte Sauerstoffaufnahme, die am Ende des Eingriffes in unserer Untersuchungsserie beobachtet wurde, mag ein Nachteil sein, da sie mit hoheren Anforderungen an die zirkulatorischen und respiratorischen Reserven verbunden ist.