Editorial - Blood Transfusion
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Editorial - Blood Transfusion
Editorial Development of a complete blood management in surgery Francesco Mercuriali1,2, Giovanni Inghilleri2 1 2 Servizio di Immunoematologia e Medicina Trasfusionale, AO Ospedale Niguarda Ca' Granda, Milano Servizio di Immunoematologia e Medicina Trasfusionale, AO Istituto Ortopedico Gaetano Pini, Milano Introduction Introduzione Prevention of allogeneic blood utilization in surgical patients has become an important topic in transfusion medicine owing to the lack of absolute safety and, more recently, to the increasing problem of donor blood availability. For these reasons, in the last decades a number of different strategies involving transfusion practice at different level have been proposed, evaluated and utilized to reduce allogeneic transfusion in surgical patients. Transfusion requirement in surgery depends upon 2 parameters: the volume of blood [particularly red blood cells (RBCs)] that the patient loses during surgery and in the postoperative period (perioperative blood loss) and the volume of RBCs that the patient can tolerate to lose before requiring transfusion support. Consequently, strategies aimed at reducing allogeneic transfusion in surgical patients can be divided into 2 groups, according to "the mechanism of action" by which they reduce transfusion requirement: a- strategies reducing the patient's perioperative RBCs loss; b- strategies increasing the amount of RBCs that the patient can tolerate to lose before requiring RBCs transfusion support. Negli ultimi anni la riduzione dell'utilizzo di sangue allogenico nei pazienti candidati ad interventi chirurgici é divenuto un obbiettivo di primaria importanza sia per i rischi, oggi fortunatamente molto bassi, a cui la trasfusione di sangue allogenico espone il ricevente, sia per il sempre crescente problema della disponibilità di sangue da donatore in quantità adeguata a coprire il fabbisogno. Per tali motivi, nell'ultimo decennio sono state proposte, sperimentate e utilizzate numerose strategie per ridurre l'uso di sangue allogenico e, in particolare, di concentrati eritrocitari che costituiscono l'emocomponente di gran lunga più utilizzato in chirurgia e che coinvolgono la pratica trasfusionale a diversi livelli. Il fabbisogno trasfusionale in chirurgia dipende da 2 parametri: il volume di sangue e, in particolare, di eritrociti (RBC) che il paziente perde nel corso dell'intervento chirurgico e del periodo postoperatorio (perdita ematica perioperatoria) e dal volume di eritrociti che il paziente può tollerare di perdere prima di necessitare di supporto trasfusionale. Conseguentemente, le diverse strategie finalizzate a ridurre il fabbisogno trasfusionale in chirurgia possono essere divise in 2 categorie, a seconda del meccanismo attraverso il quale lo influenzano: a- strategie per la riduzione delle perdite intraoperatorie e postoperatorie di eritrociti, b- strategie per incrementare il volume di eritrociti che il paziente può tollerare di perdere prima di necessitare di supporto trasfusionale. Strategies reducing the patient's perioperative RBCs loss The most utilized or promising strategies to preserve Correspondence: Prof. Francesco Mercuriali SIMT Ospadale Niguarda Ca' Granda Piazza Ospedale Maggiore 3 20162 Milano 80 Strategie per la riduzione delle perdite intraoperatorie e postoperatorie Un elenco delle tecniche volte a limitare la perdita ematica in chirurgia che sono ad oggi più comunemente impiegate Blood Transf 2003; 2: 80-101 Blood management in surgery Table I - Strategies to reduce perioperative RBCs loss - - - Identification and correction of coagulation impairment Less invasive surgical procedures Accurate surgical haemostasis Optimal anesthesiological techniques - regional anesthetic technique - hypotensive general anesthetic technique Procoagulant drugs - desmopressin - aprotinin - antifibrinolytic drugs Topical haemostatic agents Acute normovolemic haemodilution (ANH) Intraoperative and postoperative blood salvage allogeneic transfusion by limiting the total volume of RBC that the patients lose during surgery and in the early postoperative period are reported in table I. As it can be seen, a number of strategies are available and they involve the intervention of different players of the surgical process: surgeons, anaesthesiologists and transfusion medicine specialists. More in detail, transfusion medicine specialists are directly involved in the realization of the last 3 strategies reported in table I. Indeed, they may have a critical role in the preparation of home-made fibrin glue and in the organisation, coordination and in some cases also realization of acute normovolemic haemodilution (ANH) and perioperative salvage procedures, according to the legislation of the Country where they operate. Topical haemostatic agents Enhancement of the haemostasis at the site of the surgical wound represents, since long time, a very attractive way to limit perioperative bleeding and to reduce the need for blood transfusion support. A number of natural or synthetic topical haemostatic agents have been developed through the years, including collagen products (i.e. collagen fleece), absorbable gelatin sponges, oxidized cellulose, and synthetic cyanoacrylatebased glue1. Among these products, fibrin glue has been advocated by many surgeons as the material that best approaches the ideal operative sealant. Fibrin glue, also called fibrin sealant or fibrin adhesive, is a 2 component sealant composed of a variously obtained fibrinogen concentrate (usually containing also other factors such as aprotinin) and thrombin. At the time of utilization. the two components are mixed in the presence of calcium chloride, thus reproducing the last step of coagulation cascade: thrombin-induced Blood Transf 2003; 2: 80-101 e di maggior interesse è riportato in tabella I. Come si può rilevare dalla tabella, le tecniche oggi disponibili sono molto numerose e coinvolgono molti dei diversi "attori" del processo chirurgico: chirurghi, anestesisti e trasfusionisti. Per quanto riguarda più specificamente il ruolo del centro trasfusionale, questo è direttamente coinvolto nella realizzazione delle ultime 3 tecniche riportate in tabella. Il centro trasfusionale, a seconda anche delle diverse legislazioni vigenti nei diversi Paesi, può avere un ruolo fondamentale nella preparazione di colla di fibrina prodotta in laboratorio e nella organizzazione, coordinamento e, in alcuni casi, anche nella esecuzione della emodiluizione acuta normovolemica e nel recupero perioperatorio delle perdite ematiche. Agenti emostatici locali L'accelerazione dei processi emostatici a livello dei tessuti lesi nel corso dell'intervento chirurgico rappresenta da sempre il metodo principale per limitare le perdite ematiche perioperatorie e ridurre la necessità di supporto trasfusionale. Nel corso degli anni sono stati sviluppati numerosi agenti emostatici naturali o sintetici quali i prodotti a base di collagene, le spugne di gelatine riassorbibili, i composti di cellulosa ossidata e le colle a base di cianoacrilato sintetico1. Tra questi prodotti, la "colla di fibrina"2 é considerata da molti chirurghi come il prodotto che più si avvicina al "collante" topico ideale. La "colla di fibrina" é un adesivo a 2 elementi, composto da un concentrato di fibrinogeno variamente ottenuto (e che normalmente contiene anche altri fattori attivi nei processi emostatici, quale, ad esempio, l'aprotinina) e da soluzioni di trombina. Al momento dell'utilizzo i 2 componenti vengono miscelati in presenza di ioni calcio, riproducendo così le fasi finali del processo della coagulazione: l'attivazione del fibrinogeno, indotta dalla trombina, porta alla formazione di un "coagulo" di fibrina che immediatamente consolida e aderisce ai tessuti3. La colla di fibrina é priva di tossicità per i tessuti su cui viene applicata, promuove la formazione di un coagulo ben adeso ai tessuti in pochi secondi, é completamente riassorbita in qualche giorno e sembra inoltre in grado di stimolare i processi riparativi e la crescita dei tessuti lesi su cui é applicata2. Attualmente vengono utilizzati diversi tipi di "colla di fibrina" che vengono normalmente raggruppati in 2 categorie, i prodotti commerciali e quelli realizzati in laboratorio (o home-made). Nei prodotti commerciali, il fibrinogeno é ottenuto attraverso il processo di frazionamento di Cohn, mentre nella colla di fibrina realizzata "in laboratorio" il fibrinogeno viene concentrato attraverso 81 F Mercuriali, G Inghilleri activation of fibrinogen results in the formation of a fibrin clot that consolidates and adheres to the site of application2. Fibrin glue has no tissue toxicity, promotes a firm seal in seconds to minutes, is reabsorbed in days to week and appear to promote local tissue growth and repair3. Two different types of fibrin glue products are currently in use: the commercial products and the home-made prepared products. In the commercial products, fibrinogen is obtained through Cohn's fractionation process, while in the homemade products fibrinogen is concentrated through the method of cryoprecipitation of allogeneic or autologous plasma4. Commercially prepared fibrin glues have optimally high fibrinogen concentration, are safe (virus-inactivated), are easy to use but very costly. Home made products, conversely, have lower and high variable fibrinogen content, their preparation is timeconsuming, can not undergo virus inactivation process but are cheaper. Beside the large number of experiences demonstrating the efficacy of fibrin glue as adhesive agents in maxillofacial and plastic surgery, numerous reports can be found concerning the haemostatic efficacy of fibrin glue, particularly in European literature. However, studies reviewing experiences in human subjects generally fail to compare fibrin glue-treated group with control group. Altogether, despite considerable variation in experimental design, these studies have generally shown fibrin sealant systems to be efficacious in controlling slowly bleeding foci, diffuse oozing bleeding from needle puncture site and diffuse parenchymal organ haemorrhage5. For these reasons fibrin glue has found its most extensive application in the field of cardiovascular surgery where it has been successfully used to seal the foci of microvascular bleeding (form anastomoses and needle puncture sites) and in prosthetic valve implantation. Fibrin sealants have been successfully used also to reduce bleeding in hepatic surgery (particularly in liver resection), thoracic surgery, neurosurgery and in plastic surgery (particularly in excision and grafting procedures in burns). Moreover, fibrin glues have been proven effective in reducing bleeding at the site of dental extraction or minor surgical procedures in patients at increased risk for bleeding because of congenital coagulopathies or the use of anticoagulants6-8. Few experiences and reliable data on efficacy have been collected in the field of major bleeding surgery. 82 il processo della crioprecipitazione di plasma allogenico o autologo4. I prodotti del commercio possiedono elevate concentrazioni di fibrinogeno, sono privi di rischi infettivi in quanto sottoposti a trattamenti di inattivazione virale, sono di pronto e facile utilizzo ma hanno costi molto elevati. I prodotti realizzati "in laboratorio" hanno, viceversa, un contenuto di fibrinogeno inferiore e altamente variabile da una preparazione all'altra, richiedono molto tempo per la preparazione, non vengono sottoposti a processi di inattivazione virale ma hanno costi molto più bassi. In letteratura, a parte numerose esperienze in chirurgia plastica e maxillofacciale che dimostrano l'efficacia della colla di fibrina nel facilitare l'adesione tessutale, sono presenti numerosi lavori che evidenziano le proprietà emostatiche di questi prodotti, soprattutto nella produzione scientifica europea. La maggior parte di tali lavori, tuttavia, si riferisce a studi non controllati e condotti su un limitato numero di pazienti. Nell'insieme tali studi sembrano dimostrare che la colla di fibrina è efficace nel controllare il sanguinamento proveniente da piccole lesioni vascolari o l'emorragia conseguente a lesioni di organi parenchimatosi5. Per tali motivi, la colla di fibrina è stata fino ad ora utilizzata in chirurgia cardiovascolare per l'emostasi di "foci" di emorragia microvascolare (in corrispondenza delle anastomosi vascolari o delle lesioni prodotte dagli aghi chirurgici) e nella chirurgia di impianto valvolare. La colla di fibrina è impiegata con successo anche per controllare il sanguinamento in chirurgia epatica (particolarmente negli interventi di ampia resezione epatica), in chirurgia toracica, in neurochirurgia e nella chirurgia plastica ricostruttiva (in particolare, per il trattamento chirurgico delle lesioni nelle ustioni e per il trapianto di cute). Inoltre, la colla di fibrina si è dimostrata efficace nel ridurre il sanguinamento in corso di estrazioni dentali o di piccoli interventi chirurgici in pazienti ad elevato rischio di sanguinamento per difetti congeniti della coagulazione o perché in terapia anticoagulante6-8. Nell'ambito della chirurgia maggiore ad elevato sanguinamento, gli studi disponibili sono limitati. Recentemente, é stato condotto presso l'Istituto Ortopedico Gaetano Pini uno studio controllato per valutare l'efficacia della colla di fibrina, prodotta da crioprecipitato autologo, nel limitare il sanguinamento in 20 pazienti sottoposti ad intervento di protesi totale d'anca9. Per la preparazione del crioprecipitato é stata utilizzata una apparecchiatura automatica (Thermogenesis-Dideco Cryoseal, Mirandola, MO, Italia) recentemente realizzata, che consente, in circa 30 minuti, la preparazione di 7-10 mL di crioprecipitato da 250 mL di plasma. Il crioprecipitato è stato applicato nel canale femorale prima della installazione della protesi mediante un Blood Transf 2003; 2: 80-101 Blood management in surgery At the Gaetano Pini Orthopaedic Institute, the efficacy of fibrin glue obtained from cryoprecipitate of autologous plasma has been evaluated in patients undergoing major orthopaedic surgery9. In this experiment, a recently developed automatic device to produce cryoprecipitate has been utilized (Cryoseal Thermogenesis-Dideco, Mirandola, MO, Italy). Cryo was topically applied into the femur canal before the prosthesis installation through a delivery kit allowing the mixing of cryo with a solution of 100U/mL of human thrombin (Ortho Clinical-Diagnostics, Raritan, NJ, USA) in a 1:1 ratio. The efficacy of the fibrin glue utilization has been determined by comparing between the 2 groups the perioperative RBCs loss calculated as the reduction of the circulating RBCs mass from presurgery to the 5th postoperative day plus the volume of RBCs transfused during this period. Patients receiving intraoperative application of fibrin glue had significantly lower perioperative RBCs loss (640+121 mL vs 904+152 mL of RBCs; p < 0.005), with a mean saving of 264 mL of RBCs per patient. Moreover, patients in fibrin glue group had a reduced transfusion requirement (2.2+1 vs 2.9+0.9 units of blood). The difference was not statistically significant, due to the limited number of cases. None of the patients had any adverse effect related to the use of the studied agent. These results, although preliminary, seem to indicate that fibrin glue may represent an effective further strategy to reduce perioperative blood loss also in major bleeding surgery. However, further studies are needed to define the costeffectiveness of the procedure and the role that fibrin gluing may have in transfusion medicine. Perioperative salvage Perioperative salvage refers to the collection and reinfusion of autologous RBCs lost by a patient during surgery (intraoperative salvage) or in the early postoperative period from surgical drains (postoperative salvage). When the safety profile is concerned, it has been observed that, if the shed blood is collected by sterile methods and properly transfused, the procedure has few risks. In particular, it has been claimed that the risk of clerical error is practically non existent if blood collection and patient are at the same site and reinfusion is conducted without the blood having left the patient side10. Blood Transf 2003; 2: 80-101 applicatore che consente il mescolamento con rapporto 1:1 del crioprecipitato con una soluzione di 100 U/mL di trombina umana. L'efficacia della colla di fibrina é stata valutata comparando, tra i 2 gruppi, le perdite eritrocitarie calcolate sommando alla riduzione della massa eritrocitaria circolante occorsa tra il preintervento ed il 5° giorno postoperatorio il volume di eritrociti trasfusi nello stesso periodo. Nel gruppo di pazienti in cui é stata utilizzata la colla di fibrina la perdita di RBC é risultata significativamente inferiore (640 + 121 mL contro 904 + 152 mL di RBC; p<0,005) con una riduzione media della perdita di eritrociti di 264 mL. Nei pazienti inseriti nel gruppo che riceveva l'applicazione della colla di fibrina è stata osservata anche una riduzione del fabbisogno trasfusionale (2,2+1 contro 2,9+0,9 unità di sangue) che, tuttavia, probabilmente per il limitato numero di pazienti arruolati, non ha raggiunto la significatività statistica. In nessuno dei pazienti sono stati osservati effetti indesiderati attribuibili all'uso della colla di fibrina. Tali risultati, sebbene preliminari, sembrano indicare che la colla di fibrina possa rappresentare un efficace strategia per ridurre le perdite ematiche anche nella chirurgia maggiore. Sono tuttavia necessari ulteriori studi per definire il rapporto costo-efficacia della procedura e il ruolo che la colla di fibrina può svolgere nella medicina trasfusionale. Recupero perioperatorio Col termine di recupero perioperatorio si intende la raccolta e successiva reinfusione delle emazie perse dal paziente durante l'intervento chirurgico (recupero intraoperatorio) o nell'immediato periodo postoperatorio (recupero postoperatorio). L'esperienza accumulata ha consentito di dimostrare che quando il sangue viene raccolto con procedure che garantiscono la sterilità e viene ritrasfuso in modo corretto, la trasfusione di sangue recuperato intra e/o postoperatoriamente ha pochi rischi. In particolare, è stato dimostrato che quando le fasi di raccolta, trattamento e reinfusione del sangue avvengono nello stesso luogo e viene mantenuta la continuità tra paziente e apparecchiatura, il rischio di errore umano, che porti alla trasfusione di sangue ad un paziente diverso da quello a cui era stato raccolto, è praticamente nullo 10 . Vi sono, tuttavia, alcune controindicazioni considerate assolute (sepsi e neoplasie maligne) e alcune controversie cliniche in merito a supposti effetti indesiderati dell'utilizzo del recupero (coagulopatie conseguenti all'infusione di sangue recuperato). La presenza di focolai infettivi nel campo chirurgico è generalmente considerata una controindicazione assoluta al recupero perioperatorio, il cui impiego è considerato 83 F Mercuriali, G Inghilleri There are, however, some contraindications to the use of perioperative salvage (infection, cancer) and some medical controversial hazards (coagulation derangement after reinfusion of high volumes of salvaged blood). Infection in the operative field is widely regarded as an absolute contraindication to perioperative blood salvage, while the use of blood salvage is regarded as contraindicated in cancer surgery as concern exists that tumour cells harvested during perioperative salvage would be reinfused to the patient and promote metastatic disease12. Although an increased incidence of recurrence or metastasis in cancer patients receiving salvaged blood during cancer resection surgery has not been documented, the safety of the technique has not been established and the transfusion of blood contaminated with malignant cells should be avoided. Recently, very promising results have been obtained with blood irradiation. Experimental studies have shown that blood irradiation with 50 Gy is very efficient in eliminating cancer cells that contaminate the surgical field. This effective strategy suffers from relevant problem of feasibility (availability of the blood irradiator close to the operating room; special transfusion bags) and exposes to an increased risk of mistaken exchange; however several hospital in Europe are now utilising successfully blood irradiation for intraoperative salvage in cancer surgery. A long standing controversy focuses on the coagulation risk to the patient who receives unwashed salvaged blood as the product is partially haemolysed and may contain high concentration of cytokines, vasoactive contaminants, activated clotting factors and fibrin degradation products. Moreover, when large volume of unwashed salvaged blood are reinfused, the amount of anticoagulant (heparin or ACD) may be clinically remarkable13. A number of animal and human studies addressed the issue if whether or not it is safer to wash salvaged blood prior to reinfusion but no conclusive results have been obtained. Taking the different studies together, it can be concluded that although unwashed blood may contain potentially harmful soluble products, its use appears to be safe if the volume of salvaged blood transfused is less than 1,0001,400 mL in the absence of shock, acidosis or hypoperfusion13,14. One of the major advantages of perioperative salvage is that is logistically easier to organise than other autotransfusion technique and it is not affected by cancellation of operation and is applicable in emergency cases. 84 controindicato anche nella chirurgia oncologica, in quanto vi è il timore che cellule neoplastiche maligne eventualmente aspirate dal campo operatorio possano essere reinfuse al paziente e rappresentare un potenziale rischio di sviluppo di metastasi11. Recentemente sono stati ottenuti risultati incoraggianti con irradiazione con raggi gamma del sangue recuperato. Studi sperimentali hanno dimostrato che l'irradiazione con 50Gy è altamente efficace nell'eliminare le cellule cancerose che contaminano il campo chirurgico12. Tale strategia presenta importanti problemi di fattibilità (disponibilità di un irradiatore in prossimità delle sale operatorie, speciali sacche per reinfusione) ed espone ad un aumentato rischio di errori clericali; tuttavia numerosi ospedali in Europa utilizzano con successo tale metodica per il recupero intraoperatorio in pazienti oncologici. Una ancor più lunga controversia scientifica riguarda i possibili rischi coagulatori nei pazienti che ricevono, in notevoli quantità, sangue recuperato non sottoposto a procedura di lavaggio, in quanto tale emocomponente contiene elevate concentrazioni di citochine, sostanze vasoattive, fattori della coagulazione attivati, prodotti di degradazione del fibrinogeno nonché emoglobina libera e fattori procoagulanti di origine tessutale. Inoltre, qualora vengano somministrati elevati volumi di sangue recuperato e non lavato, la quantità di anticoagulante infusa può essere clinicamente rilevante13. Numerosi studi clinici nell'uomo e nell'animale hanno cercato di valutare l'opportunità di procedere al lavaggio del sangue recuperato prima della sua reinfusione, ma non sono stati raggiunti risultati conclusivi. Dall'insieme di questi studi sembra emergere che, benché il sangue recuperato e non lavato possa contenere sostanze potenzialmente dannose, il suo utilizzo può considerarsi sicuro se il volume di sangue recuperato e infuso è inferiore a 1.000 –1.400 mL in pazienti in cui non siano presenti stato di shock, acidosi o alterata perfusione nel ricevente13,14. Principali vantaggi del recupero perioperatorio delle perdite ematiche sono rappresentati dal fatto che la tecnica è estremamente semplice da organizzare, più delle altre tecniche di autotrasfusione, non è influenzata da variazioni nella programmazione degli interventi e può essere utilizzata nelle urgenze. Per quanto riguarda l'efficacia, il recupero perioperatorio consente di mettere a disposizione del paziente un pronto supporto trasfusionale in quantità direttamente proporzionale alla perdita chirurgica. Inoltre, vari studi hanno dimostrato che la tecnica consente di ridurre l'utilizzo di sangue allogenico, specialmente negli interventi chirurgici nei quali si verificano perdite ematiche molto elevate, come nel caso del trapianto di fegato, degli interventi di correzione di scoliosi che coinvolgano ampi tratti di colonna, degli interventi di cardiochirurgia (byBlood Transf 2003; 2: 80-101 Blood management in surgery When the efficacy of technique is concerned, it can be observed that it provides a ready supply of blood that is available in proportion to the losses that are occurring. Moreover, numerous studies have shown that perioperative salvage reduces allogeneic blood transfusions, especially in high-volume blood loss situations such as liver transplantation, extensive scoliosis repair, and complex cardiac and major vascular surgery10. In orthopaedic surgery, we calculated that the recovery varies between 30% and 45% of the blood lost during operation time and constitutes the 5% - 32% of all the blood transfused in patients undergoing different major orthopaedic procedures. The subject of cost-effectiveness for intraoperative and postoperative salvage, has not been adequately addressed in any large prospective controlled study. Most researchers have sought to show whether or not the technique achieves cost equivalence with allogeneic blood as the determining measure of its effectiveness. With the use of automated cell-washing devices, it is generally agreed that the equivalent of at least 1.5 – 2 units of blood needs to be recovered in order for the method to be cost-effective15. Thus selective use of the method in situations in which large perioperative blood loss are anticipated would improve the cost-effectiveness of the procedure, but such blood losses are difficult to predict. Indeed, the amount of blood that is lost during surgery and that can be recovered depends on a number of unpredictable variables, beside the type of operation. Consequently, the identification of the cases in which the salvaging procedures have to be performed may be erroneous when based only on the type of operation. To offer all the patients the benefit of salvaging their own blood but maintaining a favourable cost-benefit ratio, the "stand-by procedure" is utilised. It consists in mounting the collection set in all the procedures where transfusion is expected and proceed to the washing cycle only if enough blood has been recovered. However, the estimation of the volume of RBCs that can be actually rendered available for transfusion may be fallacious when it simply relies on the volume collected into the reservoir. To estimate the volume of RBCs that can be saved and transfused before proceed to the washing cycle, we defined a mathematical approach16 that takes into account the total volume collected into the reservoir (Vol in reserv), the volume of anticoagulant solution (anticoag), the volume of solutions used to irrigate the surgical field (irrig solut), Blood Transf 2003; 2: 80-101 pass aorto-coronarico e sostituzione valvolare) ed in alcuni interventi di chirurgia vascolare10. Nell'ambito della chirurgia ortopedica maggiore è stato calcolato, presso l'Istituto Gaetano Pini, che la quota di sangue recuperato negli interventi di chirurgia ortopedica maggiore varia tra il 30 e il 45% del volume di sangue perso nel corso dell'intervento e nell'immediato periodo postoperatorio e che tale quota consente di coprire una percentuale variabile tra il 5 e il 32% dell'intero fabbisogno trasfusionale di questi pazienti. Molto più complessa é invece la valutazione del rapporto costo/efficacia di questa tecnica. Nella maggior parte degli studi condotti sull'argomento, la valutazione è stata per lo più finalizzata a verificare se, e in quali condizioni, il costo del sangue ottenuto con tale metodica fosse equivalente a quello del sangue allogenico. Nel caso di utilizzo di sistemi automatici che prevedono il lavaggio del sangue recuperato si ritiene che per raggiungere una equivalenza con i costi del sangue allogenico sia necessario raccogliere, nel corso di ciascuna procedura, un volume di eritrociti pari ad almeno 1,5-2 unità di sangue15. Da ciò consegue che, per ottenere un favorevole rapporto costoefficacia, è indispensabile selezionare accuratamente gli interventi in cui eseguire il recupero perioperatorio, limitandone l'uso a quegli interventi in cui si verificano elevate perdite ematiche. Tuttavia l'esperienza insegna che l'entità delle perdite ematiche intraoperatorie e postoperatorie è spesso imprevedibile, in quanto non dipende solo dal tipo di intervento chirurgico ma anche da molte altre variabili (tecnica operatoria, caratteristiche cliniche del soggetto). Pertanto, il basare la selezione degli interventi in cui eseguire il recupero perioperatorio esclusivamente sul tipo di intervento chirurgico può essere causa di errori di valutazione. Per tale motivo, al fine di garantire a tutti i pazienti l'opportunità di usufruire dei benefici derivanti dall'uso di sangue autologo pur garantendo un ottimale rapporto costo/beneficio, si ritiene raccomandabile l'uso del recupero perioperatorio con la metodica stand-by. Questa consiste nel montare la linea di aspirazione e il reservoir di raccolta in tutti gli interventi chirurgici in cui la tecnica del recupero perioperatorio sia applicabile e vi sia una elevata probabilità di supporto trasfusionale, e di procedere al ciclo di lavaggio solo nel caso in cui venga raccolto un volume di eritrociti la cui trasfusione sia ritenuta clinicamente significativa per il paziente. Poiché è generalmente difficile valutare, sulla base del volume contenuto nel reservoir, la quantità di eritrociti che al termine del processo di lavaggio possono essere resi disponibili per la trasfusione, presso l'Istituto G. Pini è stato messo a punto presso un approccio matematico16 che 85 F Mercuriali, G Inghilleri the patient's preoperative haematocrit (preop Hct), and the expected haemolysis, expressed as a ratio, occurring throughout the process (haemol ratio); according to the following formula: Expected volume of salvaged RBCs = = [(Blood in reserv - anticoag - irrig solut) x Preop Hct] x (1- haemol ratio) We prospectively compared the estimated volume of salvaged RBCs [calculated with the formula assuming an haemolysis ratio of 0.3 (30%)] with the volume of RBCs actually salvaged in 99 patients undergoing different orthopaedic surgical procedures. An optimal correlation between the estimated and the actually collected salvaged RBCs was obtained (r = 0.957). The formula seems to represent a simple and precise method to estimate the volume of RBCs that can be saved and can be used during a "stand by" procedure to base the decision to process the collected blood, thus improving the cost-effectiveness of the technique. Acute normovolaemic haemodilution (ANH) ANH is the technique in which whole blood is removed from a patient, while the circulating blood volume is maintained with acellular fluid, shortly before a surgical procedure that is anticipated to result in significant blood loss. In adults, the technique is most commonly used when blood loss of more than 1 litre is anticipated, and usually moderate haemodilution is employed, the target haematocrit (Hct) at commencement of surgery being 0.30- 0.3517,18. The rationale of its use is that the blood lost during surgery after haemodilution has a lower RBCs concentration, which decreases the amount of RBCs lost and thus potentially decreases the need for allogeneic transfusion. The proponents of ANH observe that the technique can be safely performed in a large number of patients without significant haemodinamic changes because, when normovolaemia is preserved, the reduction in RBCs results in a decreased blood viscosity and systemic vascular resistance that are associated with preservation of O2 delivery. However, ANH carries the potential for a variety of adverse effects, even when the use is limited in extent. These effects include the occurrence of peripheral edema, and the increase in lung water when crystalloid is used for replacement19. 86 consente di definire tale valore, espresso in mL di eritrociti. Il calcolo tiene conto del volume totale contenuto nel reservoir (Vol in reserv), del volume di soluzione anticoagulante utilizzata (anticoag), del volume di soluzioni per irrigare il campo operatorio (sol irrig) dell'Hct preoperatorio del paziente (Hct preop) e del grado di emolisi che si verifica nel corso dell'intero processo (emol ratio), secondo la formula: Volume di RBC recuperati (mL) = = [(Vol in reserv – anticoag – sol irrig) x Hct preop] x (1- emol ratio) In uno studio condotto in 99 pazienti sottoposti a vari interventi di chirurgia ortopedica maggiore è stata dimostrata una ottima correlazione (r = 0,957) tra il volume di eritrociti raccolti al termine del ciclo di lavaggio e quello stimato, applicando la formula soprariportata (assumendo una emolisi del 30%), prima di sottoporre al ciclo di lavaggio il contenuto del reservoir. Tale formula sembra, pertanto, poter rappresentare un valido e semplice metodo per stimare con sufficiente precisione, prima di procedere al lavaggio del sangue recuperato, il volume di eritrociti che verranno resi disponibili per la trasfusione e può pertanto rappresentare un valido metodo per valutare, nel corso della procedura stand by, l'opportunità di procedere al lavaggio del sangue recuperato, ottimizzando così il rapporto costoefficacia della tecnica del recupero perioperatorio. Emodiluizione normovolemica acuta (ENA) L'ENA é la tecnica che prevede il prelievo, nell'immediata prossimità dell'intervento chirurgico, di un consistente volume di sangue con contemporanea infusione di soluzioni cristalloidi e/o colloidi per mantenere la normovolemia. Negli adulti, l'impiego di tale tecnica è in genere riservata a quegli interventi in cui la perdita attesa è superiore a 1 litro. Normalmente, inoltre, viene realizzata una emodiluizione di grado medio, finalizzata a ridurre l'ematocrito del paziente a valori di 30-35%17,18. Il razionale della ENA consiste nel fatto che avendo il sangue "emodiluito" una più bassa concentrazione di eritrociti, a parità di perdite ematiche, la perdita netta di eritrociti risulta inferiore. I sostenitori di questa tecnica indicano che l'ENA può essere condotta, in totale sicurezza, in larga parte dei pazienti senza che si determino variazioni emodinamiche di rilievo, in quanto la riduzione della concentrazione di eritrociti indotta dalla procedura si associa, a condizione che sia mantenuta la normovolemia, a una riduzione della viscosità e delle resistenze vascolari, che garantiscono il Blood Transf 2003; 2: 80-101 Blood management in surgery The most significant potential risk of ANH is myocardial ischaemia, the risk of which increases with decreasing Hct, in patients with impaired compensatory mechanisms to anaemia. Another relevant issue regarding the safety of ANH is the chance of clerical errors. While many Authors claim that ANH minimise the risk (as the blood units generally remain in the operating room), concern exists on proper and safe management of blood units when many procedures are performed daily at the same time and from each patient a relevant number of blood units are collected and some of them have to be transfused in the early postoperative period. There is no doubt that ANH has several logistic advantages over other modalities of autologous transfusion and it has been claimed that ANH is simple to perform, has not impact on staffing because usually is performed by anaesthesiologist and does not prolong operating room time19,20. The latter, however, is an argument of debate. As ANH can be performed in awake and anaesthetised patients it can be implemented both in a surgical "prep" area or in the operating room (OR). In order not to impact overall OR time, by delaying the onset of surgery, it is suggested to initiate ANH immediately following tracheal intubation and complete it after the induction of anaesthesia, during the initial period of the operation when blood loss is minimal. However, taking into account that approximately 10 minutes are required to collect one unit of blood, when extensive haemodilution is carried out the time required to collect the required amount of blood may be not compatible with the surgical timetables. When ANH is performed, an adequate preoperative evaluation of patient's cardiovascular condition and a careful monitoring during haemodilution are mandatory. The monitoring required depends upon haemodilution and the physical condition of the patient. The positioning of a pulmonary artery catheter is usually indicated if extreme haemodilution is to be employed, while it is not necessary for moderate haemodilution. However, the procedure must be performed by experienced personnel. ANH requires vigilance, clinical expertise, and an understanding of the physiologic consequences. The efficacy of ANH in reducing allogeneic blood requirements is highly controversial. Early studies claimed to document the ANH Blood Transf 2003; 2: 80-101 mantenimento di un adeguato apporto di ossigeno ai tessuti. L'ENA ha, tuttavia, alcuni rischi che sono presenti anche quando la procedura non viene condotta in modo "spinto". Tali rischi includono, in particolare nei casi in cui vengono utilizzate le soluzioni cristalloidi per il rimpiazzo volemico, un incremento del contenuto d'acqua nei tessuti e nei polmoni19. Il più importante rischio connesso con le procedura di emodiluizione è, tuttavia, rappresentato dalla ischemia miocardica, rischio che, nei pazienti con ridotta capacità di adattamento all'anemia, aumenta proporzionalmente al diminuire dell'ematocrito. Un altro importante aspetto correlato con la procedura di ENA è rappresentato dal rischio di errore umano che porti alla somministrazione del sangue ad un paziente diverso da quello a cui era stato raccolto. Molti Autori sostengono che l'ENA minimizzi tale rischio in quanto il sangue in genere rimane nella sala operatoria vicino al paziente cui è stato prelevato. Tuttavia, nel caso in cui in un "blocco"operatorio vengano contemporaneamente svolte diverse procedure di ENA a più pazienti, che da ogni paziente vengano prelevate più unità e che alcune delle unità prelevate vengano trasfuse nel postoperatorio, il rischio che si verifichi un errore di somministrazione delle unità prelevate appare elevato e consistente. La tecnica dell'ENA presenta, dal punto di vista logistico, numerosi vantaggi nei confronti delle altre tecniche di autotrasfusione ed è ritenuta semplice da eseguire e con un limitato impatto sia sui carichi di lavoro del personale sanitario sia sui tempi operatori19,20. Quest'ultimo aspetto è, peraltro, argomento piuttosto controverso. Poiché l'ENA può essere effettuata indifferentemente sia prima che dopo l'induzione dell'anestesia, viene in genere consigliato, al fine di non prolungare i tempi operatori, di iniziare la procedura subito prima dell'induzione dell'anestesia e di completare l'emodiluizione nel corso delle primissime fasi dell'intervento. Tuttavia, tenendo conto che per il prelievo di una unità di sangue sono necessari circa 10 minuti, nei casi in cui si debba procedere ad una emodiluizione "spinta" il tempo necessario per il prelievo del sangue può non essere compatibile con i tempi operatori. L'ENA, inoltre, richiede una accurata valutazione preoperatoria delle condizioni cardiocircolatorie del paziente e un attento monitoraggio della situazione emodinamica nel corso del prelievo di sangue. Il tipo di monitoraggio richiesto dipende dal grado di emodiluizione che si vuole raggiungere e dalle condizioni cliniche del paziente. Nei casi di emodiluizione "spinta" è necessario il posizionamento di un catetere polmonare, che, invece, può 87 F Mercuriali, G Inghilleri effectiveness in allogeneic blood conservation, however many of these studies used small group of patients, historic or literature controls and were accompanied by changes in transfusion practice, with lower final Hct levels in ANH group compared with control. Interesting results have been obtained in studies utilising mathematical modelling to evaluate the clinical efficacy of ANH21,22. These studies suggest that moderate haemodilution to maintain a preoperative Hct of 30-35% results in the preservation of small volumes of RBCs (equivalent to 0.5 – 1 unit of blood) when the perioperative blood loss is in the range of 1 – 1.5 litres of whole blood. Only when more substantial haemodilution (Hct <24%) is performed in patients with greater blood loses, the savings become more substantial. However such a severe haemodilution requires the collection of very large volume of blood that involves safety concerns in a considerable number of patients. Even more difficult is to define the cost-effectiveness of ANH. As indicated above, studies of ANH are few in number, with small numbers of patients enrolled and poorly selected controls. It seems unlikely that studies large enough to determine the relationship between the risks of ANH and the benefits of the reductions in allogeneic blood use achieved by its use will ever be carried out. ANH is a relatively inexpensive form of autologous blood transfusion. However, its cost-effectiveness seems questionable as a results of theoretical and observational studies showing that the ability of the procedure in reducing allogeneic blood transfusion is limited. Presently, ANH seems safe, efficacious and costeffective only when undertaken very aggressively (target Hct <24%) in healthy, young patients undergoing surgery with large (higher than 2 liter) expected blood losses. Such extensive haemodilution cannot be applied in elderly patients because in this case has the potential for adverse event. ANH should therefore be reserved for patients under 40, or for patients over 40 who are at low risk of ischaemic heart disease, that are unable to deposit preoperatively sufficient blood to meet their transfusion need or for whom allogeneic blood is unavailable. In our hospitals, ANH is recommended only in selected cases in associations with rHuEPO administration, or other treatment aimed at preoperatively increase the patients 88 essere omesso quando l'emodiluizione è moderata: la procedura, comunque, deve essere eseguita esclusivamente da personale esperto. In ogni caso, l'ENA richiede una attenta vigilanza del paziente, esperienza clinica e una profonda conoscenza dei meccanismi fisiopatologici dell'emodiluizione. L'efficacia dell'ENA nel ridurre l'uso di sangue allogenico è, anch'esso, argomento molto controverso. Molti degli studi pubblicati che dimostrano una buona efficacia dell'ENA sono poco attendibili, in quanto o sono stati condotti in un numero limitato di casi o utilizzano controlli storici. In alcuni studi, inoltre, la politica trasfusionale adottata sembrerebbe differire tra i gruppi di trattamento, con valori di ematocrito posttrasfusionale più bassi nei pazienti sottoposti a ENA rispetto ai controlli. Interessanti indicazioni sono fornite dagli studi che utilizzano modelli matematici per valutare l'efficacia dell'emodiluizione21,22. Tali studi indicano che, in interventi con perdite ematiche perioperatorie comprese tra 1 e 1,5 litri di sangue, l'esecuzione di una moderata emodiluizione mirata a portare l'Hct del paziente a valori di circa 30-35% consente il risparmio di limitati volumi di eritrociti (equivalenti a circa 0,5-1 unità di sangue). Il risparmio di sangue allogenico diviene consistente solo nei casi in cui l'emodiluizione è condotta in maniera aggressiva (Hct <24%) e le perdite perioperatorie sono molto consistenti. Tuttavia, il raggiungimento di valori preoperatori di Hct così bassi impone il prelievo di rilevanti volumi di sangue con importanti implicazioni circa la sicurezza della procedura in una notevole quota di pazienti. La valutazione del rapporto costo-efficacia dell'ENA è di ancor più difficile valutazione. Come già indicato, gli studi sull'ENA sono in numero limitato e riguardano esperienze su "casistiche" in genere non molto numerose e con una scelta dei controlli spesso inadeguata. Nessuno di questi studi ha valutato il rapporto tra i costi della procedura e gli effettivi benefici derivanti dalla reale riduzione dell'utilizzo di sangue allogenico e sembra, peraltro, poco probabile che studi di questo tipo, su casistiche adeguatamente ampie, vengano realizzati in futuro. L'ENA è una tecnica di autotrasfusione molto economica, tuttavia il suo rapporto costo-efficacia sembrerebbe non essere molto favorevole, alla luce dei risultati degli studi teorici e osservazionali che indicano una limitata efficacia dell'ENA nel ridurre l'uso di sangue allogenico. In conclusione, la tecnica dell'emodiluizione può essere considerata una pratica sicura, efficace e con un favorevole rapporto costo-efficacia solo se condotta in modo aggressivo e, affinché sia garantito un accettabile grado di sicurezza, deve essere limitata a pazienti giovani (o se di Blood Transf 2003; 2: 80-101 Blood management in surgery circulating RBCs mass, when preoperative autologous blood donation could not be performed. The rationale of this utilisation is based on the fact that perioperative RBCs loss is strictly correlated with the patient Hct. Thus, part of the new RBC produced in consequence of the specific treatment to stimulate erythropoiesis would be dissipated by the increased RBCs loss induced by the treatment itself, through the increase in the patient Hct. In this view, the association of ANH can optimize the efficacy of the strategies utilized to increase the RBCs mass. Strategies increasing the amount of RBCs that the patient can tolerate to loss before requiring RBCs transfusion support. Tolerated blood loss can be increased by following guidelines for a correct indication of blood transfusion (lowering intra and post operative transfusion trigger) or expanding the circulating RBCs mass of the patients through the preoperative correction of anaemia with haematinics, utilizing preoperative blood donation, or stimulating erythropoiesis with rHuEPO treatment. età superiore a 40 anni con un bassissimo rischio di malattia cardiaca), in ottime condizioni cliniche e candidati ad interventi chirurgici con elevate perdite ematiche (> 2 litri) che non siano idonei, per motivi clinici o logistici, all'inserimento in un programma di predeposito. Nei nostri ospedali l'ENA è consigliata ed effettuata solo in pochi selezionati casi, in associazione con il trattamento con eritropoietina (o altri trattamenti finalizzati ad incrementare la massa eritrocitaria prima dell'intervento) in pazienti in cui il predeposito risulta non indicato. Il razionale di tale utilizzo dell'ENA si basa sul fatto che la perdita eritrocitaria perioperatoria è strettamente correlata con l'ematocrito del paziente. Pertanto, parte dei nuovi eritrociti prodotti per effetto diretto del trattamento stimolante l'eritropoiesi verrebbe sprecato dalla maggior perdita eritrocitaria conseguente all'incremento di ematocrito prodotto dal trattamento stesso. In questi casi, pertanto, l'utilizzo dell'ENA può rappresentare un utile strategia per ottimizzare l'efficacia di trattamenti finalizzati all'espansione della massa eritrocitaria del paziente. Strategie per incrementare il volume di eritrociti che il paziente può tollerare di perdere prima di necessitare di supporto trasfusionale Indication for blood transfusion in surgery The objective of blood transfusion in the majority of surgical and traumatic patients is to prevent or correct tissue hypoxia following acute blood loss. For many years the values of haemoglobin concentration (Hb) and Hct to be considered as transfusion trigger has been internationally debated. Although there is a general agreement that the decision to transfuse depends not only on the values of Hb or Hct but has to be the conclusion of a thorough clinical evaluation, it is accepted that blood transfusion is rarely necessary when Hb concentration is higher than 9 g/dL, most patients should receive blood transfusion when Hb is lower than 7 g/dL and, when Hb is between 9 g/dL and 7 g/dL, the decision to transfuse should be based on clinical judgment23-25. Recently, proposals to lower transfusion trigger have been discussed based on the results of studies performed in critical care patients comparing restrictive versus liberal RBCs transfusion policy, and on the experience acquired in patients refusing blood transfusion. In critically ill patients no difference in mortality at 30 day, organ dysfunction score, length of stay in intensive care unit and total hospital stay between the two groups has been documented26. Blood Transf 2003; 2: 80-101 La perdita eritrocitaria tollerata può essere incrementata adottando criteri più restrittivi nella decisione di prescrivere supporto trasfusionale (accettando, cioè, valori limite di emoglobina ed ematocrito più bassi) o inducendo una espansione della massa eritrocitaria del paziente, attraverso la correzione di eventuali stati anemici, con l'uso di ematinici, il predeposito di sangue autologo o la stimolazione dell'eritropoiesi del paziente con la somministrazione di eritropoietina. Indicazioni alla trasfusione di sangue in chirurgia Obiettivo della trasfusione di sangue nella maggior parte dei pazienti chirurgici e traumatologici è prevenire o correggere l'ipossia tessutale conseguente alla perdita ematica acuta. Il valore di emoglobina (Hb) ed ematocrito (Hct) da considerarsi come limite al di sotto del quale è opportuna la trasfusione (valore indicato con il termine di transfusion trigger) è stato internazionalmente dibattuto per moltissimi anni. Benché sia unanimemente riconosciuto che la decisione di prescrivere un supporto trasfusionale non debba basarsi esclusivamente sui valori di Hb ed Hct, bensì su una valutazione generale delle condizioni cliniche del paziente, viene generalmente accettato il principio 89 F Mercuriali, G Inghilleri Table II - Transfusion trigger in different operative period recommended at the Gaetano Pini Orthopaedic Institute During general anaesthesia The reduction in metabolic needs reduces the risk of O 2 transport insufficiency (Hb = 7 g/dL are well tolerated) Awakening period O2 demand increases (Hb = 8-9 g/dL) Postoperative period Depends on the possible continuation of haemorrhage, on the energy needs for the re-education and convalescence (Hb = 8-10g/dL according to cardiovascular conditions) Moreover, in patients who refuse blood transfusion it has been shown that when Hb is <5 g/dL in most cases mortality is due to anaemia but when Hb is >5 g/dL there is a lack of substantial rate of mortality due to anaemia. This might reassure clinicians in their decision to consider lower transfusion triggers. However, transfusion at a rigid Hb threshold without consideration of the patient's general clinical condition should be avoided. In table II the policy adopted in our hospital and agreed upon with surgeons and anaesthesiologists is reported. Preoperative correction of anaemia Tolerated blood loss is mainly affected by the clinical conditions of the patient, particularly by the cardiopulmonary condition and the haematological status. Low baseline Hct has been shown to be a critical parameter in affecting transfusion requirement. The incidence of preoperative anaemia is relevant in many categories of patients but particularly in patients with anaemia of chronic diseases. The patients more interested by this type of anaemia are those with cancer and rheumatoid arthritis. Besides these groups of patients low baseline Hct values are frequently found also in surgical patients without underlying diseases candidate for major elective surgery. In these patients the most common cause of anaemia is iron deficiency. Thus, a preoperative clinical and haematological evaluation of the patients far in advance of surgery is essential to optimizing preoperative Hb level and reducing or avoiding allogeneic transfusion. At the Gaetano Pini Orthopaedic Institute, where a program of preadmission clinical evaluation allowing the blood transfusion service to evaluate the patients at least 90 secondo il quale la trasfusione è raramente necessaria quando l'Hb è superiore a 9 g/dL, è quasi sempre necessaria quando l'Hb è inferiore a 7 g/dL, mentre quando l'emoglobina è compresa tra 7 e 9 g/dL la decisione di trasfondere deve necessariamente basarsi su un giudizio clinico complessivo23-25. Recentemente, è stato proposto l'utilizzo di transfusion triggers più bassi, sulla scorta dei risultati ottenuti in studi condotti su pazienti in terapia intensiva e volti a confrontare la sicurezza di approcci trasfusionali più restrittivi (trasfusione solo con valori di Hb <7g/dL) nei confronti di comportamenti più liberali e sulla base delle esperienze acquisite nei pazienti che rifiutano la trasfusione di sangue. Nei pazienti in terapia intensiva non è stata osservata alcuna differenza tra i due gruppi di trattamento per quanto riguarda la mortalità a 30 giorni, il grado di danno d'organo, la permanenza in terapia intensiva ed il tempo di ospedalizzazione26. Inoltre, nei pazienti che rifiutano la trasfusione, è stato osservato che l'anemia costituisce una causa certa di morte del paziente solo quando il valore di Hb è inferiore a 5g/dL, mentre, per valori superiori a questo limite, non è possibile provare una correlazione tra anemia e mortalità. Tali dati sembrano confermare la possibilità di utilizzare, con adeguata sicurezza, transfusion triggers più bassi di quelli generalmente adottati. In ogni caso, l'adozione di rigidi parametri su cui basare la decisione di trasfondere un paziente senza tener conto delle sue particolari condizioni cliniche è, tuttavia, pratica che deve essere assolutamente evitata. In tabella II è riportata la politica trasfusionale, concordata con chirurghi ed anestesisti, che viene adottata presso l'Istituto Ortopedico Gaetano Pini. Correzione degli stati anemici pre-operatori La perdita ematica tollerata dipende, oltre che dalle condizioni cliniche e in particolare cardiorespiratorie del paziente, dalle sue caratteristiche ematologiche. La presenza di bassi valori di ematocrito prima dell'intervento chirurgico rappresenta, infatti, un fattore critico nel condizionare la necessità di supporto trasfusionale. L'incidenza dell'anemia nei pazienti candidati a intervento chirurgico è spesso rilevante, soprattutto nei pazienti affetti da anemia in corso di malattie croniche. Questo tipo di anemia si riscontra più frequentemente nei pazienti oncologici o in affetti da artrite reumatoide. Bassi valori di ematocrito ed emoglobina si riscontrano, tuttavia, abbastanza frequentemente anche in pazienti senza Blood Transf 2003; 2: 80-101 Blood management in surgery 25 days before surgery has been set up more than 15 years ago, iron deficiency anaemia has been documented in 7% of the patients candidates for major orthopaedic surgery. The appropriate treatment with intravenous administration of iron sucrose (700-900 mg of elemental iron) in these patients has allowed in approximately 30 days a consistent increase of Hct values before surgery with a mean RBCs production of 135 mL. Moreover, the organization of a preoperative clinical evaluation program is essential for allowing the optimal application of other strategies effective in increasing the tolerated blood loss (PABD and EPO treatment) as will be discussed later. Preoperative autologous blood donation Preoperative autologous blood donation (PABD) is an attractive way to obtain autologous blood, because it is simple to perform, relatively economical and safe in most patients scheduled for elective surgery; moreover, when correctly utilized, it has been demonstrated to reduce significantly the use of allogeneic blood. The experience accumulated on the use of PABD in different surgical settings, (orthopaedic, cardiovascular, abdominal and cancer surgery) has demonstrated that with a good organization more than half of the patients undergoing major elective surgical procedures are suited for enrolments in a PABD program28. Although autologous donors may have more complex medical problems than normal blood donors, the donation process is generally without consequence in the majority of patients suitable for elective surgery. The risks of PABD, however, should be carefully considered as there are definite risks associated not only with the donation of blood29 but also with the delay of surgery for the time needed for blood collection and subsequent adequate regeneration of RBCs. Patients in whom the likelihood to require transfusion support is small, those whose medical condition increases the potential for adverse reaction to blood donation such as cardiovascular patients, and those in whom the risks of a delay in surgery may be more detrimental then the now quite small risk of acquiring an infection via allogeneic transfusion (cancer and cardiovascular patients), should not be enrolled into PABD programme29,30. A number of studies in USA and Europe seem to demonstrate the efficacy of PABD in preventing the patient's exposure to allogeneic blood. At the Gaetano Pini Orthopaedic Institute a Blood Transf 2003; 2: 80-101 particolari patologie di base che sono candidati ad interventi di chirurgia maggiore elettiva. In questi casi, la causa più comune di anemia è la carenza di ferro. Pertanto, una accurata valutazione clinica e, in particolare, ematologica del paziente, effettuata con opportuno anticipo rispetto all'intervento chirurgico, rappresenta un provvedimento essenziale per ottimizzare il quadro ematologico del paziente e conseguentemente ridurne il fabbisogno trasfusionale. È stato da noi documentato presso l'Istituto Ortopedico Gaetano Pini, dove è attivo un programma di preaccertamento del paziente chirurgico che consente al Centro Trasfusionale di valutare il paziente circa 25 giorni prima della data prevista per l'intervento, che circa il 7% dei pazienti candidati ad intervento di chirurgia ortopedica maggiore presenta una anemia sideropenica. L' appropriato trattamento di questi pazienti con ferro per via endovenosa (dose totale 700-900 mg di ferro elementare come ferro saccarato) ha consentito di incrementare il loro ematocrito in modo consistente in circa 30 giorni di trattamento con una produzione media di nuovi eritrociti di circa 135 mL. L'organizzazione di un programma di valutazione clinica prima dell'intervento è essenziale, inoltre, per consentire l'ottimale applicazione delle altre tecniche che consentono di incrementare la perdita ematica tollerata (eritropoietina e predeposito) e che saranno discusse nei capitoli successivi. Predeposito di sangue autologo Il predeposito di sangue autologo costituisce tuttora una metodica molto interessante per ottenere sangue autologo in quanto è semplice da realizzare, relativamente economica e sicura nella maggior parte dei pazienti ritenuti idonei ad interventi di chirurgia elettiva. Inoltre, quando correttamente condotta, si è dimostrata in grado di ridurre significativamente l'uso di sangue allogenico. L'ampia esperienza acquisita in questi anni in diversi ambiti chirurgici (chirurgia ortopedica, cardiovascolare, addominale e oncologica) ha dimostrato che con una buona organizzazione oltre la metà dei pazienti sottoposti ad interventi di chirurgia elettiva può essere inserita in un programma di predeposito28. Seppure tali pazienti possano presentare maggiori problemi clinici e siano normalmente più anziani dei normali donatori di sangue, la donazione di sangue autologo è generalmente priva di conseguenze nella maggior parte dei pazienti, che siano considerati idonei ad interventi di chirurgia elettiva maggiore. Tuttavia, nel processo decisionale che porta all'inserimento di un paziente in un programma di predeposito è necessario che vengano 91 F Mercuriali, G Inghilleri retrospective analysis in more than 10,000 patients operated and transfused for major orthopaedic surgical procedures from January 1990 to June 1995 showed that the utilization of PABD allowed to avoid allogeneic blood transfusion in 72.6% of predepositing patients while only 19.6% of the patient that could not predeposit their own autologous blood (AB), accomplished this goal31. However, to optimize the efficacy of PABD in reducing the use of allogeneic blood it is mandatory to start the collection of autologous blood far in advance of surgery. Indeed, at each collection of AB unit (350-450 mL) a mean decrease of 1g/dL of Hb and 3 point of Hct is induced. If we don't give the patient enough time to compensate for the collected red cells through the physiologic erythropoietic mechanisms, PABD offers very little advantage to the patient because, in this case, only a reduction of intraoperative RBCs loss is obtained through the moderate haemodilution induced by blood collection. The production of new RBCs throughout a PABD program depend on many variables, such as the patient's baseline Hct, the underlying disease and the interval between the first donation and the day of surgery. With the aim of defining the relevance of the different factors influencing the production of new RBCs induced by PABD, we reviewed the data collected in the last 15 years in our Institute32. Critical factor influencing the production of new RBCs is the time interval between the collection of autologous units and surgery. Indeed, in a study carried out in 11 female patients with optimal hematological conditions who predeposited 3 units of AB in 10 days, it has been observed that at least 15-20 days after the collection of the first units are necessary before a consistent production of new RBCs is obtained. The interval between collection seems to have no influence on the patient's erythropoietic activity, as no difference has been observed in terms of volume of new RBCs produced between a group of 40 patients who predeposited 3 AB units in 7 days (collection every 3 days) and a group of 80 patients who predeposited the same number of AB units in 15 days (collection every 7 days). The volume of new RBCs produced was 258+130 mL versus 262+208 mL of RBCs, respectively. A major role is, on the contrary, played by the number of AB units collected as emerged by the analysis of the data from 358 patients candidate to total hip replacement. In a period of 29±5 days patients who predeposited 1 AB 92 sempre presi in considerazione i potenziali pericoli del predeposito29, tenendo presente non solo i rischi direttamente connessi con il prelievo del sangue ma anche quelli connessi con il posticipo dell'intervento chirurgico, necessario per l'esecuzione dei prelievi e la successiva adeguata ricostituzione degli eritrociti prelevati. Pertanto, nei pazienti per i quali la probabilità di ricevere supporto trasfusionale è molto basso, in quelli che presentano condizioni cliniche che si associano ad un incremento della probabilità e della gravità di reazioni avverse (come nei pazienti cardiovascolari) e nei pazienti in cui il rischio legato al ritardo dell'intervento chirurgico risulta maggiore del rischio, oggi molto basso, di contrarre infezioni attraverso la trasfusione di sangue allogenico (ad esempio, i pazienti cardiovascolari e oncologici) l'inserimento in un programma di predeposito è da ritenersi sconsigliabile29,30. L'efficacia del predeposito nel ridurre l'uso di sangue allogenico è stato dimostrato in numerosi studi pubblicati in USA ed in Europa28 ed è stato confermato da una analisi retrospettiva condotta nell'Istituto Ortopedico G. Pini su oltre 10.000 pazienti sottoposti ad interventi di chirurgia maggiore tra il 1990 ed il 1995. In questo gruppo di pazienti l'utilizzo del predeposito ha consentito di evitare la trasfusione di sangue allogenico nel 72,6% dei casi mentre solo il 19,6% dei pazienti che non avevano predepositato il loro sangue ha evitato la trasfusione di sangue allogenico31. Tuttavia, per rendere efficace la tecnica del predeposito, è necessario che il programma di salassi venga iniziato con sufficiente anticipo rispetto all'intervento chirurgico. Infatti, per ogni unità di sangue autologo sottratta (350-450 mL di sangue intero) si induce mediamente una riduzione di 1 g/ dL della Hb circolante e di circa 3 punti di Hct. Se non si concede al paziente tempo sufficiente per ricostituire almeno parte degli eritrociti prelevati, la tecnica del predeposito offre vantaggi molto limitati. In questo caso, il predeposito consente solamente di ridurre in misura minima la perdita intraoperatoria di eritrociti attraverso la moderata emodiluizione indotta dai prelievi. La produzione di nuovi eritrociti nel corso di un programma di predeposito dipende da molti fattori, quali i valori ematologici (Hb e Hct) del paziente, la patologia di cui è affetto e l'intervallo di tempo tra il prelievo della prima unità di sangue e l'intervento chirurgico. Al fine di meglio definire il "peso" che i vari fattori hanno nell'influenzare la produzione di eritrociti indotta da un programma di predeposito sono stati valutati i dati raccolti negli ultimi 15 anni di attività presso l'Istituto G. Pini32. Fattore "critico" nel condizionare la produzione di nuovi eritrociti si è confermato essere l'intervallo di tempo Blood Transf 2003; 2: 80-101 Blood management in surgery unit produced 94±78 mL of RBCs that increased to 175±100 mL of RBCs in patients predepositing 2 units and reached 238±13 mL of RBCs in the patients from which 3 AB units were collected. These data indicate that the degree of jatrogenic anaemia induced by PABD plays a role in influencing the stimulation of erythropoiesis even if the patient's Hct remains above 30%. These results are of practical utility because if can be gathered that to obtain a net gain of about 200 mL of new RBCs through PABD, (equivalent to 1 unit of donor blood) the patient need at least 20 days after the donation of at least 2 units of AB. Another issue to take into consideration is that the blood units obtained with PABD are generally considered more costly than allogeneic blood units. Thus strategies should be adopted to reduce the direct cost of PABD and to optimize its efficacy. Moreover, as the major responsible for the high cost of AB units are the units collected and not utilized and discarded, then selection of the patient to be enrolled into the PABD program and the number of units to be collected from them should be very accurate. Patients eligible for PABD are those where the benefit of decreased exposure to allogeneic blood is higher than the risk of donating blood and of delaying surgery and who are candidates to elective surgery associated with a high transfusion rate. A personalized approach to define the patient's transfusion requirement can help in the decision to enroll the patient into the PABD program and to define the number of units to be collected from that specific patient32. Erythropoietin treatment Erythropoietin (EPO) is the primary regulator of erythropoiesis and exerts its effect binding to a surface receptor on erythroid progenitor and precursor33. Recombinant human erythropoietin (rHuEPO) became available for clinical trials in 1985 and, since than, it has been used extensively and successfully to treat anaemia associated with end-stage renal disease. The results obtained in this field stimulate the evaluation of EPO as an alternative to blood transfusion also in surgical patients. Several studies have evaluated, in different group of patients, the efficacy of rHuEPO in enhancing the collection of autologous blood in patients candidate to elective surgery, in correcting anaemia before surgery and in Blood Transf 2003; 2: 80-101 tra l'inizio della raccolta e l'intervento chirurgico. Infatti, in uno studio condotto in 11 pazienti di sesso femminile in ottimali condizioni ematologiche di base sottoposte al prelievo di 3 unità di sangue autologo in 10 giorni è stato osservato che sono necessari almeno 15-20 giorni dal prelievo della prima unità affinché si possa ottenere una consistente produzione di nuovi eritrociti. Viceversa, l'intervallo di tempo tra i prelievi sembra avere scarso rilievo sull'attività eritropoietica del paziente, in quanto non è stata osservata alcuna differenza in termini di produzione di nuovi eritrociti tra un gruppo di 40 pazienti sottoposti a predeposito di 3 unità in 7 giorni (un prelievo ogni 3 giorni) e un gruppo di 80 pazienti nei quali le 3 unità sono state prelevate nell'arco di 15 giorni (un prelievo ogni 7 giorni). Il volume di eritrociti prodotti nei due gruppi, dopo circa 1 mese dall'inizio del programma, è infatti risultato essere di 258 ± 130 mL e di 262 ± 208 mL, rispettivamente. Fattore di importanza critica nel condizionare la produzione di nuovi eritrociti è rappresentato dal numero di unità che vengono predepositate, come è emerso da una indagine condotta in 358 pazienti candidati a protesi totale d'anca. In un periodo di 29 ± 5 giorni la produzione di nuovi eritrociti è risultata essere di 94 ± 78 mL nel gruppo di pazienti che aveva predepositato una sola unità, di 175 ± 100 mL nei pazienti che avevano predepositato 2 unità e di 238 ± 13 mL nel gruppo in cui erano state prelevate 3 unità di sangue. Questi dati indicano che il grado di anemia indotta dal predeposito gioca un ruolo molto importante nell'influenzare la stimolazione dell'eritropoiesi anche quando l'ematocrito del paziente rimane sopra il 30%. Dall'insieme di questi dati si può, pertanto, trarre indicazioni pratiche utili, in quanto si può osservare che per ottenere la produzione di un volume di eritrociti di circa 200 mL (pari al contenuto di una unità di sangue allogenico) è necessario prelevare almeno 2 unità di sangue autologo e lasciare al paziente un intervallo di almeno 20 giorni dal prelievo delle unità. Un altro importante aspetto relativo al predeposito è rappresentato dal fatto che le unità ottenute con questa tecnica sono generalmente considerate più costose delle unità allogeniche. Pertanto, è indispensabile che vengano adottati tutti i provvedimenti che consentano di ridurre i costi diretti della tecnica e di ottimizzarne l'efficacia. Inoltre, poiché la causa principale dell'elevato costo delle unità predepositate è rappresentata dalla consistente quota di unità prelevate che non vengono utilizzate, è indispensabile valutare accuratamente sia la popolazione di pazienti da inserire nel programma di predeposito sia il numero di unità da prelevare a ciascun paziente. L'uso di approcci personalizzati per definire il 93 F Mercuriali, G Inghilleri Figure 1 - Comparison of the production of new RBCs, induced by association of rHuEPO (100IU/kg subcutaneously biweekly for 3 weeks) plus a single intravenous bolus of 200IU/kg at the first rHuEPO dosing), iron support (200mg of elemental iron as iron sucrose at each rHuEPO dosing) and predeposit (black line = rHuEPO patients) and in patients who receives only iron support (same dosage) in association to predeposit (grey line: control patients) accelerating postoperative erythropoietic response, thus reducing the use allogeneic blood34-37. In all the clinical studies considered, rHuEPO was found to be effective in stimulating erythropoiesis and increasing new RBC production (although this was found to vary considerably) and the number of units predeposited. It was also effective in correcting anaemia induced by blood collection38. The increase in the production of new RBCs induced by the administration of rHuEPO in association with predeposit in comparison with the production induced by predeposit alone is reported in figure 1. Currently, dosage of 100 to 300 IU/kg bw given subcutaneously twice a week for 3 weeks plus an optional initial intravenous administration of 150 to 200 IU/kg bw at the starting of the treatment is recommended. Moreover, iron supplementation in combination with rHuEPO should be administered intravenously possibly as iron sucrose (from 100 to 200 mg of elemental iron at each donation visit). If this or any other safe preparation of intravenous iron is not available, oral supplementation should be provided by administering at least 150-200 mg of elemental iron daily38. Recently, some studies have also evaluated the role of 94 fabbisogno trasfusionale del singolo paziente può rappresentare un utile supporto per raggiungere tale fondamentale obiettivo32. Uso dell'eritropoietina umana ricombinante (rHuEPO) L'eritropoietina è il principale fattore di regolazione dell'eritropoiesi ed esplica la propria attività legandosi a uno specifico recettore presente sulla superficie dei progenitori e precursori eritroidi33. A partire dal 1985, è stato possibile utilizzare in studi clinici l'eritropoetina umana ricombinante (rHuEPO). Da allora, la rHuEPO è stata, sempre più ampiamente e con grande successo, utilizzata per il trattamento dell'anemia associata all'insufficienza renale cronica. I risultati ottenuti in questo ambito clinico hanno stimolato la sperimentazione della rHuEPO come alternativa alla trasfusione di sangue anche nei pazienti chirurgici. Numerosissimi studi nel corso degli anni hanno valutato, in varie tipologie di pazienti, l'efficacia della rHuEPO nell'aumentare il volume di sangue autologo che può essere predepositato da pazienti candidati ad interventi di chirurgia elettiva, nel correggere stati anemici presenti preoperatoriamente e nell'accelerare la fisiologica risposta Blood Transf 2003; 2: 80-101 Blood management in surgery rHuEPO in those subgroups of patients for whom preoperative autologous blood donation is not feasible39-42. These include patients with anaemia or other disorders precluding donation, patients with limited time to surgery, and individuals who are unwilling to participate in an autologous blood donation program because of logistical problems or religious beliefs. For example, postponing the operation in cancer patients or candidates to heart surgery might be more detrimental than receiving allogeneic blood transfusion. The protocols of rHuEPO administration differed significantly in the different studies evaluating the perisurgical use of the drug. The differences involved the total dose of rHuEPO administered during the study treatment, the duration of treatment (from 1 to 3 weeks) and the interval between dosing (from daily to weekly). Altogether, however, these studies showed a reduction in allogeneic transfusion rate in treated patients compared with controls. At the Gaetano Pini Orthopaedic Institute a short-term perisurgical treatment has been developed. The protocol involves subcutaneous administration of rHuEPO at a daily dose of 100 IU/kg beginning 4-5 days before surgery up to the second day following surgery. On the first day of treatment, one 200 IU/kg bolus is also administered intravenously. Intravenous iron sucrose is administered concomitantly at a total dose of 600 to 1,000 mg, according to baseline iron reserve levels. The treatment has been showed to be effective in producing a 2 to 7 points increase in Hct value before surgery, with average increase in circulatory RBC mass of some 100 mL in the same period. When utilised in patients undergoing major orthopaedic surgical procedures for which an allogeneic blood transfusion requirements of 2-3 units is expected, approximately 80% of the patients could avoid any allogeneic blood transfusion43. Although preliminary, these findings suggest that rHuEPO administration together with IV iron during a preoperative period of 4-5 days is able to stimulate erythropoiesis significantly, expand the circulatory red cell mass and reduce the transfusion requirement in patient who are poor candidates for depositing autologous units prior to elective surgery. Because of the short time period, this protocol could also be offered to a proportion of trauma patients about to undergo surgery, when surgery is planned to take place 45 days after injury. Blood Transf 2003; 2: 80-101 eritropoietica nel periodo postoperatorio e conseguentemente nel ridurre il fabbisogno di sangue allogenico nel paziente chirurgico34-37. In tutti gli studi condotti, la rHuEPO si è dimostrata efficace nello stimolare l'eritropoiesi e nell'incrementare la produzione di nuovi eritrociti (sebbene in misura sensibilmente variabile tra i vari studi) e il numero di unità predepositato38. In figura 1 è riportato il confronto tra la produzione di eritrociti indotta dalla somministrazione di rHuEPO in associazione con il predeposito e la produzione di eritrociti indotta dal solo predeposito. Attualmente, il protocollo di trattamento più utilizzato prevede la somministrazione per via sottocutanea di dosi di rHuEPO comprese tra 100UI/kg e 300UI/kg due volte alla settimana per 3 settimane, con l'eventuale e opzionale somministrazione per via endovenosa di 150200UI/kg di rHuEPO, in concomitanza con la prima somministrazione sottocutanea. Inoltre, in associazione alla rHuEPO, deve essere somministrata terapia marziale endovenosa, possibilmente in forma di ferro saccarato (da 100 a 200 mg di ferro elementare in occasione di ciascuna donazione di sangue). Nel caso non siano disponibili preparati per uso endovenoso di tale tipo o, comunque, di pari sicurezza, è necessario, nel corso del periodo di trattamento con rHuEPO, associare un supporto marziale per os con dosaggi di almeno 150-200 mg di ferro elementare al dì38. Recentemente, alcuni studi hanno valutato l'efficacia della rHuEPO in quei gruppi di pazienti nei quali non è possibile o indicato utilizzare la tecnica del predeposito di sangue autologo39-42. Tali gruppi includono i pazienti con anemia o altre condizioni cliniche che precludono il predeposito, i pazienti in cui l'intervento deve essere effettuato in breve tempo e i pazienti che rifiutano l'inserimento in un programma di predeposito, per motivi logistici o religiosi. Un tipico esempio di pazienti candidabili ad un trattamento con sola rHuEPO è rappresentato dai pazienti oncologici o candidati ad interventi di cardiochirurgia, in cui il rischio derivante dal procrastinare l'intervento è maggiore dei rischi derivanti dalla trasfusione di sangue allogenico. I protocolli di somministrazione utilizzati nei trattamenti con rHuEPO senza predeposito (definiti anche "perichirurgici") differiscono moltissimo tra i vari studi .Tali differenze coinvolgono sia la dose totale di rHuEPO somministrata durante lo studio, sia la durata del trattamento (da 1 a 3 settimane) sia l'intervallo tra le somministrazioni (da 1 a 7 giorni). Globalmente, tuttavia, tali studi hanno documentato una significativa riduzione dell'uso di sangue allogenico nei pazienti trattati nei confronti dei controlli. Presso l'Istituto Ortopedico Gaetano Pini è stato realizzato un trattamento "perichirurgico" a 95 F Mercuriali, G Inghilleri It can be concluded that rHuEPO therapy may be safe and effective, in selected surgical patients, in stimulating erythropoiesis, in increasing the volume of AB that can be collected pre-operatively, in expanding circulating RBCs volume preoperatively and, consequently, in reducing the exposure to homologous blood. Therapy with rHuEPO may prove to be a useful addition to existing strategies of blood conservation to minimise exposure to allogeneic blood. Criteria for appropriate use of the transfusion alternatives in the single patient All the alternatives to allogeneic blood transfusion in surgery have, as well as any other medical intervention, defined risks and costs. Thus, it is mandatory that each strategy would be used only when really needed. For an optimal management of transfusion practice in surgery it is necessary that the patient should be assessed by transfusion specialists far in advance of surgery to define its transfusion need and consequently the most appropriate strategies to cover it. Until recently, evaluation of transfusion need for patients candidates to major surgical procedures has been based on statistical methods taking into account the number of units transfused to the patients undergoing the same type of surgery performed by the same surgical team. These methods, such as the MSBOS (Maximun Surgical Blood Order Schedule) and the SOPCAB (Schedule of Optimal Preoperative Collection of Autologous Blood), although valuable to obtain an appropriate management of blood inventory, give no indication on the appropriateness of transfusion indication and on the transfusion need of a specific patient. Recently, methods that allow to define the transfusion need of a specific patient taking into account not only the type of surgery the patient is candidate for, but also its clinical characteristics, have been proposed. One of these methods has been realized at the Gaetano Pini Institute44. This new approach is aimed to personalize the patient's transfusion requirement estimation taking into account the two parameters from which it depends, i.e. the perioperative blood loss and the volume of blood that the specific patient can tolerate to lose before blood transfusion support is indicated. According to this algorithm, patient's transfusion 96 breve termine e a basse dosi, che prevede la somministrazione giornaliera di rHuEPO per via sottocutanea alla dose di 100UI/Kg a partire da 4-5 giorni prima dell'intervento chirurgico sino al secondo giorno dopo l'intervento43. Il primo giorno di trattamento viene, inoltre, somministrato un bolo di 200UI/Kg di rHuEPO per via endovenosa. Alla somministrazione di rHuEPO viene associato un trattamento marziale per via venosa in dose totale variabile da 600 a 1.000mg (di ferro saccarato) a seconda dei valori basali dei depositi di ferro. Tale trattamento è risultato in grado di indurre un incremento dell'Hct, dai valori basali a quelli rilevati il giorno dell'intervento, variabile da 2 a 7 punti con un incremento medio della massa eritrocitaria circolante prima dell'intervento di circa 100 mL di eritrociti (da 0 a 245 mL). L'impiego di questo protocollo in pazienti candidati ad interventi di chirurgia ortopedica maggiore con un fabbisogno trasfusionale previsto di 2-3 unità, ha consentito di evitare completamente la trasfusione di sangue allogeneico nell'80% dei pazienti trattati43. Benché preliminari, questi dati indicano che la somministrazione di rHuEPO associata a trattamento marziale per via endovenosa nei 4-5 giorni prima dell'intervento é in grado di stimolare significativamente l'eritropoiesi, di espandere la massa eritrocitaria circolante e di ridurre il fabbisogno trasfusionale in pazienti che per ragioni cliniche o logistiche non possono predepositare unità autologhe prima dell'intervento chirurgico. Dato il breve lasso di tempo utilizzato, questo protocollo può essere proposto anche ad una quota di pazienti traumatologici quando l'intervento chirurgico viene eseguito a distanza di 4-5 giorni dall'evento traumatico. In conclusione, il trattamento con rHuEPO è sicuro ed efficace, in pazienti accuratamente selezionati, nello stimolare l'eritropoiesi, aumentare il volume di sangue che può essere predepositato prima dell'intervento, nell'espandere la massa eritrocitaria circolante prima dell'intervento e, conseguentemente, nel ridurre l'esposizione alla trasfusione di sangue allogenico. La terapia con rHuEPO rappresenta, pertanto, un efficace strumento aggiuntivo alle tecniche più comunemente utilizzate per ridurre l'uso di sangue allogenico. Definizione della strategia trasfusionale del singolo paziente Ciascuna delle strategie alternative alla trasfusione di sangue allogenico attualmente disponibili ha, così come ogni procedura sanitaria, dei costi e dei rischi associati. Pertanto, è indispensabile che tali strategie vengano utilizzate solo quando necessario, vale a dire quando sussista una ragionevole probabilità che il paziente Blood Transf 2003; 2: 80-101 Blood management in surgery Table III - Mathematical formulas to define the perioperative RBCs loss, the volume of tolerated RBCs loss and the expected transfusion need Perioperative RBCs loss Perioperative RBC loss = Circulating RBC volume (C-RBCs-V) reduction (from presurgery to postoperative day 5) plus the RBC volume transfused; = C-RBCs-V presurgery- C-RBCs-V day 5 postop.+ volume of RBC transfused, where: C-RBC-V (L of RBC) PBV = female male = Predicted Blood Volume (PBV) x Hct; = 0.3561 x height (m)^3 + 0.0338 x weight (kg) + 0.1833 = 0.3669 x height (m)^3 + 0.03219 x weight (kg) +0.6041 Consequently: Predicted RBC loss = PBV (Hct presurgery - Hctday 5 postop) + liters of RBC transfused Tolerated RBCs loss Tolerated Blood Loss = Volume of RBCs loss to reach an accepted minimal Hct value Tolerated Blood Loss (L of RBC) = (PBV x Hct baseline) - (PBV x Hct min. accepted) being: PBV Hct minimal acceptable = Predicted Blood Volume = minimal Hct value compatible with the clinical condition of the patient Expected transfusion need Transfusion need = Total estimated RBC loss - tolerated RBC loss Consequently: = Predicted blood loss - (PBV x Hct requirement is given by the difference between the expected RBCs loss (obtained by calculating the volume of RBCs lost by the patients undergoing the same type of surgery in 6-12 previous months) and the tolerated RBCs loss (obtained by calculating the amount of RBCs that the patient can lose before reaching its transfusion trigger). The formulas utilized to calculate these 2 parameters are reported in table III. Once calculated the patient expected transfusion need, it is possible to define the transfusion strategy most appropriate for the specific patient. When a negative figure is obtained, it means that the patient can tolerate to lose a larger volume of blood than it is expected to be induced by the procedure the patient is undergoing. Consequently, the patient has a very low probability to require transfusion support that may be the consequence of blood losses higher than those expected. In this case, it is not necessary to adopt particular and expensive strategies to reduce transfusion requirements but, in some cases, it may be appropriate to adopt a prudent approach by utilizing the perioperative blood salvage with the stand-by procedure. When a positive figure is obtained, the figure represents the transfusion need expressed in liters of RBCs. In this case, the safest and possibly the most cost-effective transfusion strategy has to be defined to obtain the Blood Transf 2003; 2: 80-101 baseline - Hct min. accepted ) necessiti di supporto trasfusionale. È pertanto necessario che ciascun paziente venga valutato, per quanto possibile con un opportuno anticipo rispetto all'intervento chirurgico, da un esperto della pratica trasfusionale al fine di definirne il suo specifico fabbisogno trasfusionale previsto. Fino a oggi, il fabbisogno trasfusionale in chirurgia è stato definito attraverso metodi statistici basati su indagini retrospettive volte a rilevare, nello specifico ospedale e possibilmente per ciascuna équipe chirurgica, il numero di unità di sangue trasfuse per ciascun tipo di intervento. Tali metodi, che vengono generalmente indicati con l'acrostico della loro denominazione in lingua inglese (MSBOS e SOPCAB), sebbene molto utili da un punto di vista organizzativo per consentire una migliore gestione delle scorte di sangue, non tengono in alcun conto né la correttezza delle indicazioni alla trasfusione né il fabbisogno del singolo paziente. Recentemente, sono stati introdotti metodi che consentono di definire con maggior precisione il fabbisogno trasfusionale di un paziente tenendo conto non solo del tipo di intervento cui è candidato ma anche delle sue caratteristiche cliniche ed ematologiche. Uno di questi metodi è stato da noi realizzato presso l'Istituto Pini44. Tale metodo si propone di definire il fabbisogno trasfusionale dello specifico paziente tenendo in considerazione i due parametri che lo condizionano e cioè la perdita di sangue perioperatoria e la quantità di sangue che quello specifico paziente, per le sue caratteristiche 97 F Mercuriali, G Inghilleri Table IV - Transfusion results in 577 patients operated for total hip replacement subdivided according to the expected transfusion requirement calculated with the algorithm44 Transfusion requirement (mL) N° of Patients (% of total) % male n° units predeposited (N° units / Pt) AB units not transfused (% of AB collected) % of patients transfused only autologous Patients with discarded PABD units (%) Pts with Hct < 27% after the transfusion of all the autologous units (%) <0 0 -100 100-200 200-300 300-400 400-500 > 500 50 (8.7%) 98 103 (2.0) 20 (19,4) 98 16 (32) 7 (14) 48 (8.3%) 93 109 (2.2) 21 (19,2) 98 16 (33) 9 (18) 67 (11.6%) 77 155 (2.3) 29 (18) 95 22 (32) 10 (15) 90 (15.6%) 36 230 (2.5) 33 (12) 85 26 (28) 22 (24) 139 (24.1%) 6,5 355 (2.5) 28 (8) 82 25 (18) 51 (37) 156 (27%) 1,3 372 (2.4) 19 (5) 80 17 (11%) 74 (47) 27 (4.7%) 0 64 (2.4) 0 (0) 68 0 (0) 18 (66) predicted volume of RBCs necessary to cover the transfusion requirement of the patient, taking into account the volume of RBCs that each alternative strategy can provide. The choice of the transfusion strategy to be adopted should depend on the type of surgery; the time to surgery, the applicability and efficacy of each specific alternative strategy; the general clinical status of the patient (haematological, cardiopulmonary) and consideration on cost/effectiveness We retrospectively applied the algorithm44 to 577 patients each of whom donated 2 or 3 units of autologous blood prior to total hip replacement surgery and subdivided the patients according to the calculated transfusion requirement (Table IV). It can be observed that, in patients with calculated transfusion need higher than 500 mL of RBC (representing less than 5% of total evaluated patients), in spite of the utilisation of all the currently available autotransfusion techniques, only 68% of the patients avoided the use of allogeneic blood, while this figure was more than 95% in the group of patients with calculated transfusion need lower than 200 mL of RBC. In this group of patient with low calculated transfusion requirement, an overcollection of autologous blood has been documented as demonstrated by the wastage of about 20% of the autologous units collected. If we had applied the algorithm for the choice of the most appropriate blood conservation strategies, we would have been avoided unnecessary collection of autologous blood in patients with low transfusion requirement, thus saving resources that could have been utilised for a rHuEPO treatment in patients at higher risk to require allogeneic blood transfusion because of low baseline Hct values. 98 fisiologiche e cliniche, può tollerare di perdere, prima che si renda necessario ricorrere alla trasfusione. Secondo l'approccio matematico sviluppato, il fabbisogno trasfusionale è rappresentato dalla differenza tra la perdita prevista in litri di eritrociti (ottenuta calcolando il volume di eritrociti persi negli interventi del medesimo tipo, eseguiti nel corso dei 6-12 mesi precedenti) e la perdita tollerata, espressa anch'essa in litri di eritrociti (ottenuta calcolando il volume di eritrociti che il paziente può perdere prima di raggiungere un valore minimo accettabile di ematocrito). Le formule utilizzate per il calcolo dei 2 parametri sono riportate in tabella III. Una volta stabilita l'entità del fabbisogno trasfusionale, si può identificare la strategia trasfusionale più adeguata per quel determinato paziente. Quando il valore ottenuto è negativo, significa che il paziente può tollerare una perdita ematica superiore a quella che si prevede possa essere indotta dall'intervento cui il paziente è candidato. In questo caso, pertanto, il paziente ha una bassissima probabilità di richiedere supporto trasfusionale che può essere condizionato solo da perdite perioperatorie significativamente più elevate del valore che è stato scelto di utilizzare come perdita attesa per quel tipo di intervento. In questi casi, pertanto, non si rende necessario mettere in atto costose strategie atte ridurre il fabbisogno trasfusionale allogenico. Quando indicato, tuttavia, può essere utile adottare una strategia intraoperatoria prudenziale, facendo ricorso al recupero perioperatorio delle perdite ematiche con la metodica standby. Quando il calcolo per il fabbisogno trasfusionale fornisce un risultato positivo, tale valore rappresenta il fabbisogno trasfusionale previsto, per quello specifico paziente, espresso in litri di eritrociti. A questo punto, tenendo conto di quanto ciascuna tecnica alternativa alla trasfusione di sangue allogenico è in grado di fornire in termini di volume di eritrociti, sarà possibile identificare la Blood Transf 2003; 2: 80-101 Blood management in surgery Conclusions In conclusion, different strategies to reduce transfusion support are currently available, the knowledge of which is very important to achieve the best from their use. The choice of the most appropriate techniques to be used in the specific patient should be based on the clinical condition of the patient, the type of surgery the patient is undergoing, the logistical conditions and on the availability of the different strategies in the specific setting, their efficacy and cost-effectiveness. As the different strategies involve the activity of different medical specialists, a strict co-operation between them is of paramount importance to obtain successfully clinical results without wasting precious resources. strategia trasfusionale più appropriata in base al tipo di intervento cui il paziente è candidato, al tempo disponibile prima dell'intervento, alla disponibilità delle diverse tecniche alternative alla trasfusione allogenica, alle condizioni cliniche del paziente e a considerazioni di tipo economico. L'approccio matematico da noi realizzato è stato applicato retrospettivamente a 577 pazienti sottoposti ad intervento di protesi d'anca ciascuno dei quali aveva predepositato 23 unità autologhe prima dell'intervento44. I pazienti sono stati quindi suddivisi in gruppi in base al fabbisogno trasfusionale previsto dall'approccio matematico (Tabella IV). Dalla tabella si può osservare che nei pazienti in cui il fabbisogno atteso è risultato >500 mL (e che rappresentano meno del 5% del totale di pazienti valutati), nonostante l'utilizzo delle tecniche di autotrasfusione disponibili, solo il 68% dei pazienti ha evitato l'uso di sangue allogenico, percentuale risultata invece essere del 95% nel gruppo di pazienti con perdita prevista <200 mL. In questo gruppo di pazienti è stata, peraltro, documentata una eccessiva raccolta di unità autologhe, come indicato dal mancato utilizzo di circa il 20% delle unità predepositate. L'applicazione dell'algoritmo ci avrebbe, pertanto, consentito di evitare una inutile raccolta di unità autologhe nei pazienti con basso fabbisogno trasfusionale previsto, risparmiando così risorse che avrebbero potuto essere utilizzate per terapie con rHuEPO nei pazienti ad elevato rischio di supporto trasfusionale allogenico a causa di bassi valori di Hct basali. Conclusioni In conclusione, per ridurre l'uso di sangue allogenico nei pazienti chirurgici sono oggi disponibili numerose strategie, la cui profonda conoscenza è necessaria per poterne sfruttare al meglio le potenzialità. La scelta delle strategie da utilizzare nel singolo paziente devono basarsi sulle caratteristiche cliniche del paziente, sul tipo di intervento cui il paziente è candidato, sulle condizioni logistiche, sulla loro efficacia, sul rapporto costobenefici e sulla disponibilità di ciascuna alternativa nell'ambito della specifica struttura in cui si opera. Poiché le diverse tecniche alternative coinvolgono l'attività di diversi specialisti, una stretta collaborazione tra tutti gli operatori è fondamentale per raggiungere risultati clinici ottimali, evitando così lo spreco di preziose risorse. Blood Transf 2003; 2: 80-101 99 F Mercuriali, G Inghilleri References 1) Donkerwolccke M, Burny F, Muster D. Tissues and bone adhesives – historical aspects. 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