Enhanced external counterpulsation (EECP) bermanfaat untuk

J Kedokter Trisakti
Mei-Agustus 2002, Vol.21 No.2
Enhanced external counterpulsation (EECP) bermanfaat
untuk penderita penyakit iskemia jantung
Sutopo Widjaja
Bagian Patologi Anatomik Fakultas Kedokteran Universitas Trisakti
ABSTRACT
Ischemic heart disease (IHD) is one of the most attractive diseases in the world. The management of IHD
can be categorized into invasive and non-invasive. Enhanced external counterpulsation (EECP) is a non-invasive,
outpatient measure, aimed at reducing angina attack by enhancing the decrease blood supply to myocardium
due to narrowing or closure of coronary arteries. The basic concept of EECP was derived from the United
States. Clinical trial were conducted in the USA since 1962, modified and improved further by Chinese scientists.
Till now the results of multicenter trial showed that EECP is beneficial for reducing angina attack in IHD
patients that cannot be controlled by medication or failed after invasive measures. The effectiveness of EECP
has been objectively evaluated by (1) thallium stress test, (2) treadmill, (3) post EECP major adverse
cardiovascular events, (MACE) evaluation, (4) colour Doppler imaging dan duplex ultrasonography, and (5)
nitrogen-13 (13N) ammonia positron emission tomography (PET). The success rate ranged 74 – 81 % and the
benefit lasts 5 years. Reports from other studies showed EECP is useful for ischemic stroke, renal ischemic
disease and erectile dysfunction. The rate of D/S ratio not less than 1.2 is the absolute condition that EECP
treatment will give optimal benefit, although some reports it between 1.5 - 2.0.
Keywords : Enhanced external counterpulsation, ischemic heart disease
ABSTRAK
Penyakit iskemia jantung adalah penyebab kematian yang menarik perhatian di seluruh dunia. Penanganan
penyakit iskemia jantung dikategorikan dalam tindakan invasif dan tindakan non invasif. EECP adalah prosedur
rawat jalan non-invasif, bertujuan mengurangi serangan angina dengan cara meningkatkan perfusi darah ke
kawasan otot jantung yang kekurangan pasokan darah akibat penyempitan atau penyumbatan pembuluh koroner.
Prinsip EECP bersumber dari Amerika Serikat, mulai diuji coba di Amerika Serikat sejak 1962, mengalami
modifikasi dan dikembangkan oleh peneliti dari Cina. Hingga saat ini hasil studi multisenter menunjukkan
tindakan EECP sangat bemanfaat untuk mengurangi serangan angina pada penderita yang resisten pada
medikamentosa maupun yang gagal dengan tindakan invasif. Angka keberhasilan ini mencapai 74-81%. Perbaikan
yang terjadi dilaporkan dapat bertahan hingga 5 tahun. Secara obyektif manfaat EECP telah dibuktikan dengan
(1) thalium stress test, (2) uji treadmill, (3) penilaian mayor adverse cardiovascular events (MACE) pasca
EECP, (4) pemantauan dengan colour Doppler imaging, dan Duplex ultrasonography, dan (5) evaluasi dengan
nitrogen-13 (13N) ammonia positron emission tomography (PET). Tindakan EECP dilaporkan bermanfaat pula
untuk penderita stroke iskemik maupun iskemia ginjal dan penderita disfungsi ereksi. Syarat mutlak agar
EECP memberi manfaat optimal ialah bila tindakan tersebut berhasil mencapai nilai ratio D/S 1,2, walupun ada
peneliti lain yang menetapkan nilai efektif berkisar antara 1,5 – 2,0.
Kata kunci : Enhanced external counter pulsation, penyakit iskemia jantung
PENDAHULUAN
Penyakit iskemia jantung adalah penyebab
kematian yang menarik perhatian di seluruh dunia.
Hingga saat ini penanganan penyakit iskemia
jantung dikategorikan dalam tindakan invasif seperti
Percutaneus Transluminal Coronary Angioplasty
(PTCA) dan Coronary Artery Bypass Graft
63
Widjaja
(CABG) serta tindakan non invasif konvensional
berupa diet, medikamentosa dan terapi alternatif
seperti kelasi, ozon, Enhanced External Counter
Pulsation (EECP) dan lain-lain. Semua tindakan
di atas baik invasif maupun non invasif, mempunyai
kelebihan maupun keterbatasannya. Menjadi tugas
dan tanggung jawab kalangan profesional medis
untuk memilih jenis tindakan yang paling sesuai
untuk setiap penderita yang dirawatnya.
EECP adalah prosedur rawat jalan non invasif,
bertujuan mengurangi serangan angina dengan cara
meningkatkan perfusi darah ke kawasan otot jantung
yang kekurangan pasokan darah akibat penyempitan
atau penyumbatan pembuluh koroner.
PERFUSI DIASTOLIK
Konsep peningkatan perfusi diastolik sebagai
salah satu cara untuk memperbaiki aliran koroner
dikemukakan oleh Kantrowitz dan Kantrowitz(1,2)
dari Harvard University pada tahun 1953. Tahun
1962 Malopoulis dari klinik Cleveland melakukan
eksperimen dengan intra-aortic balloon pump, (1)
dimana pemompaan pada fase diastolik via balon
yang diletakkan dalam aorta mampu meningkatkan
tekanan dan aliran diastolik sehingga dapat
memperbaiki aliran koroner. Pada tahun 1968
Kantrowitz dkk. berhasil melakukan uji coba klinik
pertama pada penderita syok kardiogenik. Hasil
observasi lebih lanjut oleh Soroff dkk. membuktikan
alat bantu tersebut selain meningkatkan aliran
koroner, juga mengurangi kerja ventrikel kiri dan
kebutuhan oksigen.(3)
Pada awal tahun 60-an Soroff dkk. (3)
mengembangkan alat external counterpulsation
yang digerakkan dengan sistem hidraulik, mereka
melaporkan bahwa teknik tersebut dapat
meningkatkan tekanan diastolik 40%-50% dan
menurunkan tekanan sistolik hingga 30% sehingga
bermanfaat mengurangi angka kematian penderita
infark jantung yang disertai syok kardiogenik. Alat
ini juga terbukti bermanfaat mengurangi gejala
angina pada penderita angina stabil, dimana secara
angiografi terlihat peningkatan vaskularisasi. Pada
percobaan acak yang melibatkan 258 kasus infark
miokard, pasien diberi terapi external
counterpulsation selama 3 jam dalam masa 24 jam
setelah serangan, tindakan tersebut secara bermakna
64
Enhanced external counterpulsation
mampu menurunkan angka kematian (8,3% vs
17,5%, p <0,05).(3,4)
Namun studi studi lain pada tahun 70-an dan
80-an ternyata tidak seluruhnya mendukung hasil
studi tersebut. Perbedaan hasil ini rupanya sangat
terkait dengan tingkat penguatan tekanan diastolik
yang dapat dicapai. (4) Sejalan dengan makin
berkembang dan berhasilnya tindakan invasif seperti
PTCA dan CABG, maka cara pengobatan dengan
external couterpulsation kurang diminati, sehingga
kurang mendapat perhatian.
Pada akhir tahun 70-an, sekelompok peneliti
dari Sun Yat-Sen University di Cina, di bawah
pimpinan Dr. Zeng Sheng Zheng mulai
mengembangkan sistem counterpulsation yang
lebih canggih, mereka mengganti sistem hidraulik
dengan sistem pneumatik, prosedur pemompaan
diubah dari simultan menjadi sequential, disamping
itu manset pemompaan juga diperluas ke daerah
gluteal. Modifikasi di atas terbukti mampu lebih
meningkatkan tekanan perfusi diastolik sehingga
secara bermakna meningkatkan aliran koroner.(4,5)
Mulai tahun 80-an terjalin kerjasama antara
peneliti Cina dan peneliti dari Stony Brook di State
University New York Amerika Serikat. Kerjasama
ini berhasil lebih memperbaiki teknik external
counterpulsation.(6) Sejak tahun 1989, penelitian
manfaat kliniks EECP yang intensif mulai
dilaksanakan di Stony Brook, hasilnya menunjukkan
EECP memberi efek positif dan efek ini tetap
bertahan paling sedikit 3 tahun setelah pasien
menyelesaikan program pengobatan.(7)
Percobaan klinik multi-center yang melibatkan
139 penderita dari tujuh Universitas di Amerika
memperkuat hasil Stony Brook, yaitu EECP mampu
menghilangkan serangan angina pada pasien yang
tidak responsif terhadap terapi medikamentosa
maupun pasca tindakan invasif; mengurangi
kebutuhan medikamentosa; meningkatkan
kemampuan aktivitas dan kualitas hidup. Secara
obyektif hal ini terbukti dari hasil thallium stress
test.(8) Sistem EECP komersial yang mirip dengan
alat di Cina telah dikembangkan oleh Vasomedical
Inc. Westbury, NY Amerika, dan telah mendapat
persetujuan FDA (food and drug administration)
sejak tahun 1995 untuk pengobatan penyakit
jantung koroner.
J Kedokter Trisakti
Saat ini pusat pengobatan EECP telah tersebar
di lebih dari 70% negara bagian di Amerika Serikat.
Di Asia pusat EECP dapat ditemukan di Cina,
Jepang, dan India. Di Indonesia pusat penelitian
EECP terdapat di Jakarta.
Sistem EECP
Alat EECP terdiri atas bagian mekanik dan
bagian elektro-prosesor. Bagian mekanik meliputi
3 pasang manset yang dihubungkan dengan tangki
udara. Pada saat pengobatan manset tersebut
dililitkan pada tungkai bawah, paha dan pinggul.
Pengembangan (inflasi) dan pengempesan (deflasi)
manset diatur oleh bagian elektro-prosesor sesuai
irama jantung pasien yang dimonitor dengan EKG,
yaitu saat inflasi dimulai pada puncak gelombang
T dan saat deflasi diatur segera setelah kompleks
QRS.
Bagian elektro-prosesor terdiri dari rangkaian
sistem elektronik yang dikontrol oleh mikroprosesor,
antara lain: (1) elektrode yang ditempelkan di dada
pasien dan berfungsi memantau aktivitas jantung
dalam bentuk rekaman ECG, (2) pletismometer
yang bisa dilekatkan di cuping telinga atau ujung
jari tangan, untuk memantau kondisi tekanan perfusi
di pangkal aorta pada fase sistole maupun diastole,
(3) monitor, untuk melihat grafik EKG, irama
pemompaan dan grafik hasil rekaman pletismometer
beserta nilai ratio diastolik/sistolik, (4) barometer,
untuk memantau tekanan pemompaan,
(5) serangkaian tombol untuk mengatur tekanan,
lama pengobatan, serta fase inflasi dan deflasi
manset.
Mekanisme kerja alat EECP
Mekanisme kerja yang pasti dari EECP dalam
mengurangi gejala pada penderita angina menahun
masih belum sepenuhnya diketahui, walaupun efek
hemodinamik EECP pada prinsipnya sama dengan
intra aortic balloon pump (IABP) yaitu dengan
menurunkan afterload dan peningkatkan tekanan
perfusi koroner melalui peningkatan tekanan
diastolik di pangkal aorta. (1,2) Pada awal fase
diastolik, dibawah koordinasi mikroprosesor,
manset dikembangkan (inflasi) secara berurut dari
tungkai bawah, paha kemudian pinggul.
Pemompaan berurutan tersebut akan mendorong
darah arteri dan vena di bagian bawah tubuh naik
Vol.21 No.2
ke pangkal aorta maupun vena cava. Akibatnya
terjadi peningkatkan tekanan diastolik aorta, dengan
demikian tekanan perfusi arteri koronaria juga
meningkat. Peningkatan tekanan perfusi ini selain
meningkatkan aliran koronaria juga bermanfaat
membuka kolateral sehingga gangguan pasokan
darah ke kawasan miokard yang terjadi akibat
tersumbatnya cabang cabang arteri koronaria akan
teratasi. Segera sebelum ventrikel berkontraksi (fase
awal sistole), atas signal dari elekroprosesor, manset
serentak dikempiskan. Pengempisan manset terjadi
melalui tekanan negatif yang diciptakan oleh bagian
mekanik alat dan keadaan ini akan sangat
mengurangi beban afterload ventrikel kiri,
akibatnya selain kebutuhan oksigen miokard
berkurang kinerja ventrikel kiri juga makin
meningkat.(9) Disamping itu meningkatnya venous
return akan menambah cardiac output jantung.(10)
Jadi peningkatan tekanan perfusi diastolik di
pangkal aorta yang disertai meningkatnya perfusi
miokard, adalah jawaban kenapa EECP mampu
menolong penderita penyakit jantung iskemik,
sedangkan peningkatan cardiac output akan
meningkatkan perfusi ke otak dan ginjal(11,12) serta
organ organ tubuh lain.(13)
Hasil penelitian lain menunjukkan peningkatan
tekanan diastolik aorta yang disertai peningkatan
aliran darah koroner dan endothelial shear forces
diduga dapat memacu angiogenesis dan
pembentukan kolateral. Studi invitro menunjukkan
peningkatan shear forces dapat mengaktifkan tirosin
kinase endotelium, dengan demikian terjadi
modifikasi actin cytoskeleon dan memicu migrasi
sel endotel dan sel otot polos ke daerah miokard
yang iskemik sehingga terbentuk kapiler baru.(14,15)
Disamping itu peningkatan endothelial shear forces
selama EECP dapat merangsang produksi
endothelial derived relaxation factor/nitric oxide
dan penurunan endothelin-1, sehingga dapat
memperbaiki vasodilatasi dan perfusi koroner.
Proses angiogenesis dan pembentukan kolateral
diduga berperan dalam hal efek berkelanjutannya
EECP pasca pengobatan.(14)
MANFAAT KLINIK
Pengalaman di beberapa pusat pengobatan
secara pasti menunjukkan manfaat EECP dalam
65
Widjaja
mengurangi/menghilangkan serangan angina yang
tidak responsif dengan medikamentosa(2,8) dan
meningkatkan kemampuan beraktivitas. (2,6,7,10)
Tingkat keberhasilannya dilaporkan mencapai
74-81%.(5,6,10,16) Secara obyektif manfaat EECP
telah dibuktikan antara lain dengan (1) thalium
stress test yaitu berkurangnya kawasan defek
iskemia di scintigram,(5,6,7,9,10) (2) uji treadmill,
berupa perpanjangan waktu latihan rate-presure
product pada puncak tes dan time to 1-mm ST
segment depression,(6,8,9,10) (3) penilaian (MACE)
mayor adverse cardiovascular events pasca EECP
berupa kasus cardiac death, infark baru, CABG
atau PTCA ulang dan angina unstable, (7)
(4) pemantauan dengan colour Doppler imaging
dan Duplex ultrasonography,(11,13) dan (5) evaluasi
dengan nitrogen-13(13N) ammonia positron
emission tomography (PET).(17) Hasil uji klinik juga
menunjukkan perbaikan yang dicapai dengan
tindakan EECP, 80% tetap bebas keluhan hingga 3
tahun dan 64% mampu bertahan hingga 5 tahun.(7)
Walaupun begitu hingga saat ini fakta
terbentuknya kolateral belum dapat dibuktikan
dengan angiografi, hal ini dikarenakan diameter
kolateral yang terbentuk hanya sekitar 7 micron
sehingga belum dapat dideteksi oleh teknologi
imaging saat ini yang hanya mampu medeteksi
diamater minimal 100 mikron.
Tindakan EECP juga dilaporkan meningkatkan
perfusi serebral dan renal sehingga diduga akan
bermanfaat untuk penderita stroke iskemik maupun
iskemia ginjal.(11,12) Froscheimaier dkk. melaporkan
EECP bermanfaat untuk penderita disfungsi
ereksi.(3)
Bila indikasi dan prosedur pengobatan
diindahkan maka hampir tidak ditemukan efek
samping yang bermakna pada tindakan EECP.(4,8,9)
Indikasi.(2,11,12,13)
1. Penyakit jantung koroner
2. Penyakit serebro-vaskuler
3. Disfungsi ereksi
4. Iskemia renal
Kontraindikasi(2)
1. Kelainan katup yang berat
2. Tromboflebitis ekstremitas bawah
3. Hipertensi berat (>180/110 mm Hg)
4. Aritmia berat
66
Enhanced external counterpulsation
5. Payah jantung yang tidak terkontrol
6. Diatesis hemorrhagis
7. Kehamilan
Lamanya pengobatan
Untuk mencapai manfaat yang optimal maka
pasien disarankan menjalani satu seri pengobatan
sebanyak 36 jam. Masa pengobatan ini dibagi
menjadi 1-2 jam sehari, 5-6 kali seminggu dengan
demikian untuk satu seri diperlukan waktu 4-7
minggu.
Syarat keberhasilan pengobatan
Syarat mutlak agar EECP menberi manfaat
optimal ialah bila tindakan tersebut berhasil
meningkatkan tekanan perfusi diastolik di pangkal
aorta sehingga mampu memperbaiki perfusi
koroner. Sebagai parameter ukuran tersebut ialah
ratio tinggi gelombang diastolik arterial (diastolic
augmentation = DA) terhadap tinggi gelombang
sistolik (systolic unloading =SU), yang dikenal
sebagai D/S ratio. Ratio tersebut dapat dipantau
dengan pletismometer yang diletakkan di cuping
telinga atau jari tangan.
Hasil penelitian di RRC menetapkan nilai
efektif ratio D/S minimal 1,2.(5) Suresh K. dkk
melaporkan nilai efektif berkisar antara 1,5 – 2,0,(18)
sedangkan menurut penelitian Michaels AD dkk.
dari University of California San Fransisco (UCSF)
Cardiac Catheterization Laboratory Amerika
Serikat dengan melibatkan lebih dari 1.000 kasus,
ratio efektif tersebut ialah 1,4, mereka juga
melaporkan bahwa umumnya penderita dengan
penyakit vaskuler tepi, usia lanjut, wanita dan
perokok mempunyai ratio D/S yang lebih rendah
(komunikasi pribadi).
KESIMPULAN
Tindakan EECP telah terbukti bermanfaat
untuk penderita penyakit iskemia jantung. Prosedur
pengobatan yang bersifat noninvasif, dapat
dilaksanakan secara rawat jalan, biaya yang relatif
rendah dan tingkat keamanan yang tinggi
menyebabkan
tindakan
EECP
patut
dipertimbangkan sebagai salah satu pilihan
alternatif bagi penderita penyakit iskemia jantung.
J Kedokter Trisakti
Daftar Pustaka
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Chandramin. Pompa balon intra-aorta. Jurnal
Kardiologi Indonesia 1996; 21:53-9.
Singh M, Holmes DR Jr, Tajik AJ, Barsness GM.
Noninvasive revascularization by enhanced
external counterpulsation : A case study and
literature review. Mayor Clinic Proceedings 2000;
75:961-5.
Soroff HS, Cloutier CT, Birtwell WC, Begley LA,
Messer JV. External counterpulsation.
Management of cardiogenic shock after myocardial
infarction. Jama 1974; 229:144-50.
Chou TM. Enhanced external counterpulsation.
“Cardiology update, 1997”, October 16-18,1997
the Carmel Valley Ranch Resort, Carmel, CA.
Song Y. External counterpulsation in treating
angina pectoris evaluated by Tl-201 myocardial
perfusion imaging. Zhonghua Xin Xue Guan Bing
Za Zhi 1991; 19:235-7 (abstract, original article
in Chinese).
Lawson WE, Hui JC, Soroff HS, Zheng ZS, Kayden
DS, Sasvary D, et al. Efficacy of enhanced external
counter pulsation in the treatment of angina
pectoris. Am J Cardiol 1992; 70:859-62.
Lawson WE, Hui JC, Cohn PF. Long-term
prognosis of patients with angina treated with
enhanced external counterpulsation: five-year
follow-up study. Clin Cardiol 2000; 23:254-8.
Arora RR, Chou TM, Jain D, Fleishman B,
Crawfold L, McKiernan T, et al. The multicenter
study of enhanced external counter pulsation
(MUST-EECP): effect of EECP on exercisedinduced myocardial ischemia and anginal
episodes. J Am Coll Cardiol 1999; 33:1833-40.
Urano H, Ikeda H, Ueno T, Matsumoto T,
Murohara T, Imaizumi T. Enhanced external
counterpulsation improved exercise tolerance,
reduced exercise-induced myocardial ischemia and
improves left ventricular diastolic filling in patients
with coronary artery disease. J Am Coll Cardiol
Vol.21 No.2
2001; 37:93-9.
10. Lawson WE, Hui JC, Zheng ZS, Burgen L. Jiang
L, Lilis O, et al. Improved exercise tolerance
following enhanced external counterpulsation:
cardiac or peripheral effect? Cardiology 1996;
87:271-5.
11. Applebaum RM, Tunick PA, Konecky N, Katz ES,
Kronzon I, et al. Sequential external
counterpulsation increases cerebral and renal blood
flow. Am Heart J l997; 133:611-5.
12. Yi Y, Yang Y, Jian C. Cerebral hemodynamic
impairment and therapeutic effect of external
counterpulsation on elderly patients with brain
infarction. Hunan Yi Ke Da Xue Xue Bao 1999;
24:435-7 (abstract, original article in Chinese).
13. Froschermaier SE, Werner D, Leike S, Schneider
M, Waltenberger J, Daniel WG, et al. Enhanced
external counterpulsation as a new treatment
modality for patients with erectic dysfunction. Urol
Int 1998; 61:168-71.
14. Sessa WC, Pritchard K, Seyedi N, Wang J, Dhintze
TH. Chronic exercise in dogs increases coronary
vascular nitric oxide production and endothelial
cell nitric oxide synthase gene expression. Cir Res.
1994; 74:349-53.
15. Tseng H. Peterson TE, Berk BC. Fluid shear stress
stimulates mitogen-activated protein kinase in
endothelial cells. Cir Res. 1995; 77:869-78.
16. Lawson WE, Hui JC, Lang G. Treatment benefit
in the enhanced external counterpulasation
consortium. Cardiology 2000; 94:31-5.
17. Masuda D, Nohara R, Inada H, Hirai T, Li-Guang
C, Kanda H, et al. Improvement of regional
myocardial and coronary blood flow reserve in a
patient treated with enhanced external
counterpulsation: evaluation by nitrogen-13
amonia PET. Jpn Circ J 1999;63:407-11.
18. Suresh K, Simandl S, Lawson WE, Hui JC, Lilis
O, Burger L, et al. Maximizing the hemodynamic
benefit of enhancced external counterpulsation.
Clin Cardiol l998; 21:649-53.
67