LVAD

1. LVAD(Left Ventricular Assist Device)

 Left Ventricle에서 혈액을 받아 펌프를 통해 Aorta로 직접 넣어주는 개념의 장비다. 펌프는 체외로 나오는 driveline으로부터 전력과 정보를 받아 세팅된 값에 맞게 돌아간다. 그럼 그 flow가 튜브를 통해 aorta로 우회해서 들어가는데, 보통 NYHA class IV 인 환자나 C.I.(Cardiac Index)가 inotropes 없이 2.2 이하인 환자들에게 적용할 수 있다. 이 자체가 최종적인 치료가 될 수도, 이식으로 가기 위한 bridge therapy가 될 수도 있는데, 본원에선 LVAD 수술을 받은 환자는 자동으로 심장이식 대기자 명단에 올라간다고 한다.

LVAD의 모습. 출처: mayo clinic

 2. 본원에서 다루는 LVAD 기계 종류

 Heartmate II와 그 후속작인 III, 그리고 Heartware 사에서 나온 HVAD 모델이 있다. 하지만 HVAD는 몇 년 전 stroke 위험이 올라간다는 연구 결과가 발표되면서 리콜했다고 한다(...). 그래서 새로 LVAD를 달고나 오는 환자들은 무조건 HM3를 가지고 나온다. 세 모델 모두 큰 구성과 원리는 동일하고 세부 parameter나 전력 공급 구성 정도만 차이가 있다. 

3. 파라미터

 Heartmate 모델에는 flow, speed, PI, power 네 개의 값이 있고 HVAD모델은 PI대신 amplitute가 있다. 

• flow: estimated blood flow through the pump. 즉 절댓값이 아니고 계속해서 변하는 변수이다. 당연히 파워나 펌프스피드를 올리면 flow의 LPM(liter per minute)도 올라가게 되어있고, hypovolemia or increased afterload가 있다면 플로우가 떨어지게 된다. 보통 3~7L/minute이 정상이다. 
• Speed: 펌프가 돌아가는 속도이며 이 값은 core VAD team이 설정하게 된다. 이 기계에서 '설정'할 수 있는 유일한 상수이다. HM2는 8600~9800 RPM, HM3는 5000~6000 RPM 사이로 설정한다고 한다. 펌프들 모두 thrombus가 끼는 걸 방지하기 위해 주기적으로 속도를 늦췄다 확 올리면서 펌프 내부를 씻겨내는 메커니즘이 있다(lavare cycle). 따라서 RPM도 살짝 살짝 왔다 갔다 하게 된다. 
• power: 펌프가 설정된 RPM값을 따라가기 위해 얼마의 전력이 드는가 watt로 표시하는 값으로 역시 변수다. 파워값은 그 수치보단 트렌드를 파악하는게 더 중요한 데, 보통 수술 초기에 2~4와트 정도 fluctuation은 예상된다. 심장 밑으로 큼직한 기계가 들어갔기 때문에 내부 공간이 더 협소할 것이고, 수술 중 혹은 수술 후에도 fluid resuscitation으로 인해 volume이 엄청 늘기 때문이다. 다만 와트수가 10 이상으로 계속 유지된다면 thrombus in pump 가능성이 있기 때문에 VAD team을 호출해야 한다.
• PI: pump support+native heart contractility를 반영한 값이라고 보면 된다. 환자 상태에 아무런 변화가 없다는 가정 하에 pump speed를 올리면 당연히 PI값도 오르겠다. PI가 3.0 이하(HM2) 혹은 2.0 이하(HM3)로 계속 유지된다면 값이 낮으므로 팀에게 알리도록 하자. 물론 절대적인 수치라는 건 없고 환자의 hemodynamic에 따라 바뀌는 값이기 때문에 개별마다 안전 범위가 있을 것이다.
• PI event: 펌프가 너무 빨리 돌아 LV자체를 빨아들이는 것을 방지하기 위해 기계에서 감지한다. 그 후 RPM을 lower limit까지 낮춘 뒤 서서히 회복한다. 보통 hypovolemia로 인해 빨아들일 혈액이 없을 때 PI event가 생기지만, 기침하거나 bearing down 하는 등의 일시적인 hemodynamic변화에 의해서도 생긴다. 
• Amplitute: LVAD적용 환자의 심장이 아예 안 뛰는 것은 아니므로 환자의 고유 pulsatility에 따라 어느 정도 진폭이 생기게 된다. 이 진폭이 HVAD기계의 amplitute며, 보통 2~3 정도면 양호하다고 본다.
• HM3모델은 펌프 특성상(centrifugal pump) afterload에 상당히 영향을 많이 받는다고 한다. 그렇기 때문에 목표 MAP 범위를 꽤 엄격하게 보는 것이 일반적이다.
• HM3와 HVAD는 환자의 Hct값을 입력하게 되어있다. 이를 통해 환자 blood viscosity를 가늠하여 모든 파라미터의 계산에 영향을 준다고 한다. 입력한 Hct값의 +-5% 이상 헤마토크릿이 증감한다면 core VAD팀에 알려서 새로 hct값을 기계에 입력시켜야 한다. 

3. Heartmate II/3 

[1] controller

 포켓 컨트롤러의 배터리그림을 길게 누르면 self test를 진행한다. 신경 쓰이는 알람이 겁나 크게 울리므로 주변에 미리 테스트한다고 알려 혼선을 방지하는 것이 좋겠다. 본원에서는 매일 데이간호사가 하게 되어있다. 

HM3 controller. 출처: University of Michigan

heartmate의 가장 큰 특징 중 하나는 controller 자체에 15분가량 지속되는 내장배터리가 있어 power line malfunction이나 disconnection 시에도 대처할 시간을 벌어주게 된다. HVAD모델은 컨트롤러 내부에 내장배터리도 없고 셀프테스트도 따로 없다고 한다(자신 있냐..?).

(1) 알람

 HVAD모델은 알람이 울리면 스크린에 어떤 종류의 알람인지 텍스트로 나오며 그 해결방안까지 나오므로 따로 알람에 대해 짚지 않겠다. 아래에선 heartmate 모델들 알람만 설명하겠다. 

• 노란색 wrench 모양 알람: technical issue다. hardware or software fault 시 울리는 알람으로 간호사가 할 수 있는 게 없다. core VAD팀을 호출하고 가능하다면 그들의 지시에 따라 controller 자체를 교체해야 한다. controller 교체는 core VAD team의 instruction하에만 수행해야 하며 절대 누구라도 단독수행해서는 안된다.
• 빨간 heart alarm: emergency에 해당하며 power source가 없는 경우다. 배터리가 아예 없거나 전원선이 모두 빠져있는 경우가 해당될 수 있고 significant low flow일 때도 이 알람이 울린다. 전자의 경우 연결상태와 충전상태를 확인할 수 있겠지만 후자의 경우는 역시 팀을 부르는 게 최선이겠다(어느 상황에서든 이 알람을 보면 팀을 호출하자).
• 빨간 battery alarm: HM3는 외장배터리 두 개를 모두 연결할 경우 두 배터리에서 동시에 전력을 끌어오는데, 둘 다 잔량이 5분 미만으로 남을 때 이 알람이 울린다. 두 배터리 모두 교체해줘야 하며 교체를 한다고 disconnect시엔 반드시 하나씩 교체하며, 둘을 동시에 disconnect 하지 않는다.
• 배터리 그림 바로 밑 yellow diamond alarm: 배터리 잔량이 15분 미만일 때 불이 들어오며 이때 배터리를 교체해 주어 red battery alarm이 울리지 않도록 하자.
• 좌측 하단 red alarm: driveline이 빠지면 이 알람이 울리는데, 즉시 재 연결하자. driveline이 빠지면 장비작동이 멈추게 되기 때문이다. 
• HVAD는 배터리 두 개에 연결되어 있다면 하나의 배터리를 25%까지 소모한 다음 나머지 하나를 25%까지 소모한다. 이렇게 둘 다 25% 미만으로 남으면 알람이 한번 울리고, 그 뒤로도 하나씩 순차적으로 배터리를 소모한다. 

[2] Power module

출처: abott cardiovascular

 환자가 활동하지 않을 때는 반드시 벽의 전원과 연결된 파워모듈에 controller를 연결하도록 한다. 각종 수치를 보여주는 모니터는 환자가 퇴원 시엔 집으로 가져가지 않는다. 사진 화질이 좋지 않아 잘 안 보이지만 우측에 전원과 그 밑의 배터리그림에 초록불이 들어와 있으면 정상이다. 마찬가지로 alarm silence버튼을 길게 눌러서 self test를 진행할 수 있다.

 HVAD의 컨트롤러에는 내장배터리가 없어서인지 powerline 하나는 무조건 배터리에 연결하게 되어있다(back-up power로 배터리를 사용하는 듯).

[3] battery

 HM2의 배터리는 완충 시 12시간~16시간 지속되며 HM3는 17시간 까지도 간다고는 하지만, 환자마다 세팅에 따라 전력소모가 다르기 때문에 지속시간은 천차만별이다(3시간 밖에 안 가는 사람도 있다고 한다). 이에 따라 병원에선 환자에게 8개의 배터리팩을 제공하고, 이를 모두 돌려쓰도록 권장하고 있다. 환자가 간단한 검사(CT scan정도) 갈 때는 배터리팩 몇 개로도 커버가 가능하지만 긴 시술이나 수술 시엔 파워모듈이 담긴 카트를 전부 끌고 가도록 하자.

4. 어레스트가 나면....?

 동일하게 BLS나 ACLS를 수행할 수 있지만 그전에 반드시! carotid pulse나 femoral pulse가 있는지 Doppler로!!! 확인하도록 하자. VAD환자들은 정상인과 다르게 pulsatility가 거의 없다시피 하기 때문에 도플러로 소리를 듣는 게 확실하다. 이 펄스가 없다면 compression을 하고, 있다면 절대 compression 하지 않는다. 펌프가 심실에서 빠져버리면 큰일이기 때문이다. 그리고 무슨 일이 있어도 반드시 장비를 멈추면 안 된다. Defib을 쳐야 하는 경우에도 LVAD장비는 돌아가도 상관없으니 절대 정지시키지 말자. 그리고 power connection 등을 한번 더 확인해 보자.