DHCA & Cerebral Protection (Circulatory Arrest, ACP/RCP, Temperature) (CVT)

🫀

Short Note in CVT — A3 · CPB & Perioperative core (SNC-CVT Template C: perioperative/physiology). เพจนี้คือ canonical home ของ temperature target, cerebral protection (ACP/RCP) และ safe arrest time — หน้า aorta (C1/C2/C4) link มาที่นี่เพื่อดูรายละเอียด. ต่อยอดจาก Cardiopulmonary Bypass (CPB) — Circuit & Physiology (CVT) (CPB). Application ใน dissection → Acute Type A Aortic Dissection — Surgical Management (CVT).

Contents

• Principle — ทำไมต้อง circulatory arrest
• Temperature classification & neuroprotection physiology
• Safe arrest time
• Cerebral perfusion adjuncts (ACP vs RCP)
• Conduct & pitfalls (cooling, rewarming)
• Key numbers

1. ⚙️ Principle — ทำไมต้อง Deep Hypothermic Circulatory Arrest

งานบางอย่าง โดยเฉพาะ aortic arch surgery ต้องเปิด arch ออกจนไม่สามารถ clamp หรือ perfuse cerebral vessel ผ่าน CPB ตามปกติได้ จึงต้องหยุด systemic circulation ชั่วคราว (circulatory arrest) เพื่อทำงานใน bloodless field สมองเป็น organ ที่ ischemia ไวที่สุด (normothermia brain injury เกิดภายใน ~4 นาที) กลไกของ DHCA คือ cool สมอจน cerebral metabolic rate ต่ำลงจนทน flow cessation ได้ชั่วคราว

2. 🌡️ Temperature classification & neuroprotection

Neuroprotection physiology: cerebral metabolic rate for oxygen (CMRO₂) ลดลงประมาณ 7% ต่อการลดอุณหภูมิ 1°C ที่อุณหภูมิต่ำลง metabolism ของสมอจะถูกกดจนเกิด electrocerebral silence (isoelectric EEG) ที่ราว 18°C มี ~60% ของผู้ป่วยเข้า isoelectric เพิ่มเป็น ~99% ที่ 12.5°C จุดที่ EEG เงียบคือจุดที่ cerebral metabolic activity ถูกกดสูงสุด

Classification (International Aortic Arch Surgery Study Group / Yan consensus — อ้างอิงใน 2024 EACTS/STS):

Tier	Temperature	หมายเหตุ
Profound	≤14°C	ECS เกือบทั้งหมด แต่ rewarming injury มาก, ไม่ค่อยใช้
Deep	14.1–20.0°C	classic DHCA (18–20°C); นิยาม 2024 = ≤20°C
Moderate	20.1–28.0°C	low-moderate 20.1–24 · high-moderate 24.1–28; trend ปัจจุบันเมื่อคู่กับ ACP
Mild	28.1–34°C	rewarming injury น้อยสุด แต่ต้องมี cerebral perfusion ตลอด

Paradigm shift: DHCA เดิมที่เคยเป็น platform มาตรฐานของ arch surgery กำลังถูกแทนที่ด้วย moderate hypothermia (24–28°C เอา 25) + selective ACP เพราะลด coagulopathy และ time penalty ของการ cool/rewarm ลึก ขณะที่ cerebral protection ยังเทียบเท่า (2024 EACTS/STS: high-moderate HCA + cerebral perfusion สำหรับ hemiarch = Class I; target temp กำหนดตาม extent + expected arrest duration + malperfusion = Class IIa)

3. ⏱️ Safe arrest time

โดยไม่มี cerebral perfusion adjunct ที่ deep hypothermia (18–20°C):

• <30–40 นาที — ช่วงที่ถือว่า safe โดยทั่วไป
• >40 นาที — stroke rate เริ่มเพิ่มชัด
• >65 นาที — overall mortality เพิ่ม

ค่าเหล่านี้คือเหตุผลที่ cerebral perfusion adjunct (ACP/RCP) เข้ามา extend safe arrest time เพราะคง metabolic supply ไว้ขณะ systemic arrest — เมื่อมี ACP ที่ adequate จึงทำ moderate hypothermia ได้โดยไม่ต้อง cool ลึกถึง 18°C

โน้ต: แม้ที่อุณหภูมิต่ำมาก cerebral metabolism ก็ไม่เคยเป็นศูนย์จริง จึงต้องเก็บ arrest time ให้สั้นที่สุดเสมอ

4. 🧠 Cerebral perfusion adjuncts (ACP vs RCP)

	ACP (antegrade)	RCP (retrograde)
ทางให้	cannulate innominate/carotid (หรือ axillary) perfuse เข้าสมองตามทิศ flow ปกติ	perfuse ย้อนทาง SVC เข้า cerebral venous system
Flow / pressure	~5–10 mL/kg/min (สูงขึ้นดีกว่าใน preclinical), คุม right radial/NIRS	SVC pressure ≤~25 mmHg (บาง center ดันถึง 40 ที่ 28°C), กัน cerebral edema
ข้อดี	physiologic กว่า, extend safe arrest ได้นานที่สุด — gold standard ของ arch surgery	ไม่ต้อง cannulate arch vessel (เลี่ยง manipulation), flush debris/air ออก
ข้อเสีย	complexity ใน field มากกว่า, เสี่ยง embolism จากการ cannulate	metabolic supply จำกัดกว่า ACP (เลือดส่วนใหญ่ไหลกลับ), benefit จำกัดกว่า; เป็น adjunct มากกว่า primary

สรุป: ACP = gold standard สำหรับ arch surgery ที่ต้อง arrest นาน — จับคู่กับ moderate hypothermia ได้ดี; RCP เป็น adjunct ที่ flush debris/air ได้และใช้เมื่อ ACP ไม่ feasible แต่ metabolic benefit จำกัด; 2024 EACTS/STS ให้เลือก method ตาม extent + arrest duration + malperfusion

5. ⚠️ Conduct & pitfalls

• Cooling ค่อยๆ ช้าๆ เหนือ 30–60 นาที ให้ homogeneous ก่อน arrest; maintain full-flow CPB อย่างน้อย 30 นาทีให้สมอ cool ทั่วถึงก่อน arrest
• Verify electrocerebral silence (EEG/BIS) ก่อน arrest เพื่อยืนยันว่า metabolism ถูกกดเต็มที่
• Rewarming ต้องช้าและคุม gradient — rewarming เร็วเกินไปเพิ่ม cerebral AV O₂ difference และ worsen neurological outcome; ห้ามให้ arterial outlet temp >37°C (cerebral hyperthermia ทำลาย neuron) และระวัง afterdrop ของอุณหภูมิ core
• Adjunct neuroprotection: คุม glucose (hyperglycemia ช่วง hypothermia เพิ่ม intracellular acidosis), acid-base management (alpha-stat vs pH-stat), hemodilution

🚨

STRICT AVOIDANCE / RED FLAGS

• ห้าม arrest ก่อนคูลถึง target และยืนยัน ECS — arrest ขณะ metabolism ยังสูง → ischemic brain injury; cool อย่างน้อย 30 นาที
• ห้าม rewarm เร็ว/ร้อนเกิน (arterial outlet >37°C) — cerebral hyperthermia และ rewarming injury เพิ่ม neurological deficit
• อย่า arrest เกิน safe window โดยไม่มี cerebral perfusion — deep >40 นาที stroke ↑, >65 นาที mortality ↑; ถ้า arrest นานต้องมี ACP
• อย่าปล่อย hyperglycemia ขณะ hypothermia — เพิ่ม anaerobic glycolysis + intracellular acidosis → แย่ ischemic injury

🎯

High-Yield Recall

• Temp tiers (Yan/IAASSG): profound ≤14 · deep 14.1–20 · moderate 20.1–28 · mild 28.1–34°C; deep = ≤20°C (2024)
• CMRO₂ ↓ ~7%/°C · isoelectric EEG ~18°C (60%) → 99% ที่ 12.5°C
• Safe deep arrest <30–40 นาที · stroke ↑ >40 · mortality ↑ >65
• ACP = gold standard (5–10 mL/kg/min, innominate/carotid); RCP = adjunct, SVC ≤25 mmHg, flush debris
• Trend: moderate (24–28°C) + ACP แทน deep — ลด coagulopathy/time; hemiarch + cerebral perfusion = Class I (2024)
• Pitfall: cool ≥30 นาที + verify ECS; rewarm ช้า อย่า>37°C; คุม glucose

• 🔍 Verification status

  ✅ Searched & verified (web, 4 ส.ค. 2026):

  • Temp classification (profound ≤14 / deep 14.1–20 / moderate 20.1–28 [low-mod 20.1–24, high-mod 24.1–28] / mild 28.1–34°C) — IAASSG/Yan consensus 2013, อ้างใน 2024 EACTS/STS (Ann Cardiothorac Surg; ICVTS; Ann Thorac Surg 2021; PMC11354408)
  • CMRO₂ ↓ 7%/°C; isoelectric EEG 60% @18°C → 99% @12.5°C (WFSA 373; cardiperf.com)
  • Safe arrest deep <30–40 นาที, stroke ↑ >40, mortality ↑ >65; normothermia brain injury ~4 นาที (AccessAnesthesiology McGraw Hill)
  • ACP flow ~5–10 mL/kg/min (preclinical dose-response, Ann Thorac Surg 2026); RCP pressure ≤25 mmHg (ดันถึง 40 @28°C, PMC12185165)
  • 2024 EACTS/STS: high-moderate HCA + cerebral perfusion hemiarch = Class I; target temp ตาม extent = Class IIa (Frontiers 2024)
  • Cooling 30–60 นาที, full-flow ≥30 นาที, verify ECS, rewarming injury (AccessAnesthesiology; ScienceDirect)

  ⚠️ From source/textbook, ไม่ได้ re-verify effect size:

  • ACP flow 5–10 mL/kg/min มาจาก animal/preclinical — human optimal ยังไม่มี RCT ชี้ขาด
  • Safe arrest time เป็นช่วงจาก observational — ตัวเลข 40/65 นาทีเป็น threshold โดยประมาณ

  🔴 Flagged uncertain:

  • Deep vs moderate + ACP superiority ยังถกเถียง (“colder better?” — ไม่มี RCT ชี้ขาด, evidence เอียง moderate+ACP ด้าน coagulopathy/recovery)
  • RCP pressure limit (25 vs 40 mmHg) — center-dependent, ไม่ standardized
  • alpha-stat vs pH-stat acid-base ใน adult ยังถกเถียง