Автореферат и диссертация по медицине (14.01.20) на тему:Ретроградная перфузия головного мозга в анестезиологическом обеспечении реконструктивных операций на дуге аорты

На правах рукописи

ЗАХАРОВ СЕРГЕЙ ЛЕОНИДОВИЧ

РЕТРОГРАДНАЯ ПЕРФУЗИЯ ГОЛОВНОГО МОЗГА В АНЕСТЕЗИОЛОГИЧЕСКОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ РЕКОНСТРУКТИВНЫХ ОПЕРАЦИЙ НА ДУГЕ АОРТЫ

14.01.20 - анестезиология и реаниматология; 14.01.26 - сердечно-сосудистая хирургия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 АПР

Новосибирск - 2010

004599699

Работа выполнена в отделении реанимации и интенсивной терапии взрослых ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика E.H. Мешалкина»

Научные руководители:

доктор медицинских наук

Ломиворотов Владимир Владимирович

доктор медицинских наук, профессор Чернявский Александр Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Шевченко Владимир Петрович (ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии» (630091, Новосибирск, Фрунзе, 17))

доктор медицинских наук Сафонов Виталий Алексеевич

(Негосударственное учреждение здравоохранения «Дорожная клиническая больница на станции Новосибирск-Главный» ОАО «Российские железные дороги», (630000, г. Новосибирск, Владимировский спуск, 2а))

Ведущая организация:

Учреждение Российской академии медицинских наук «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний СО РАМН» (650002, г. Кемерово, Сосновый бульвар, 6)

Защита состоится 28 апреля 2010 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 208.063.01 при ФГУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика E.H. Мешалкина». Адрес: 630055, г.Новосибирск, Речкуновская, 15; e-mail: ds-meshalkin@yandex.ru http://www.meshalkin.ru/dis_council

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУ «ННИИПК имени академика E.H. Мешалкина»

Автореферат разослан 26 марта 2010 года

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций доктор мед. наук, профессор

Ленько Е.В.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АВР - артериовенозная разница

АИК - аппарат искусственного кровообращения

ГГОК- глубокая гипотермическая остановка кровообращения

гм - головной мозг

ивл - искусственная вентиляция легких

ик - искусственное кровообращение

КЦГ - краниоцеребральная гипотермия

кэо2- коэффициент экстракции кислорода

лвяв- луковица внутренней яремной вены

МДА - малоновый диальдегид

НСЕ - нейронспецифическая енолаза

ок - остановка кровообращения

онмк- острое нарушение мозгового кровообращения

ОРИТ- отделение реанимации и интенсивной терапии

ПВК - пировиноградная кислота

пол - перекисное окисление липидов

РПГМ- ретроградная перфузия головного мозга

СЖК - свободные жирные кислоты

ТАГ- триацилглицериды

ЦНС - центральная нервная система

ЭЭГ - электроэнцефалограмма

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования

По мнению D. Cooley (1981) «операции на дуге аорты представляют собой своеобразный «вызов» специалистам в области сердечно-сосудистой хирургии». Причины этого - трудность своевременной диагностики аневризм аорты, большой объем и сложность вмешательства, неизбежность длительной искусственной перфузии и гипотермии, следствием чего является развитие коа-гулопатий. Усложняет ситуацию необходимость защиты центральной нервной системы и других органов от гипоксии во время полной остановки кровообращения при работе на дуге аорты.

Частота возникновения аневризм грудного отдела аорты составляет от 6 до 10 случаев на 100000 человек в год (Bickerstaff L.K. et al., 1982; Svensson L.G., Crawford E.S., 1997). P. Ponrai и J. Pepper (1992) в трехлетнем исследовании определили, что разрывы аневризм данной локализации оказались причиной смерти в 1,4% всех аутопсий, а среди причин летальности в США смерть от аневризм аорты стоит на 13-ом месте (Majumber P.P. et al., 1991). В настоящее время, на фоне улучшения диагностики этих заболеваний отмечается рост числа оперативных вмешательств по поводу аневризм.

Полная остановка кровообращения во время выполнения основного этапа операции на дуге аорты неизбежно ведет к ишемии головного мозга (ГМ). Поэтому методики защиты центральной нервной системы (ЦНС) в огромной степени влияют на исход оперативного лечения. Частота послеоперационных неврологических осложнений составляет от 2 до 20% (Griepp R.B. et al., 1992; Coselli J.S. et al., 1993; Filguerias C.L. et al., 1995; Juvonen T. et al., 1998; Tasdemir O. et al., 2002). Хирургия дуги аорты развивается более 50 лет (De Ва-key М. Е., 1957), но проблема защиты мозга остается чрезвычайно актуальной. Основные направления защиты мозга во время остановки кровообращения -глубокая гипотермия, анте - и ретроградная перфузия ГМ. Однако, до сих пор нет четких данных о преимуществах того или иного метода (Константинов Б.А., 2006).

Ретроградная перфузия головного мозга - достаточно новый и малоизученный метод защиты мозга при операциях на дуге аорты. Эффективность и безопасность его окончательно не определены. Существуют работы, как поддерживающие применение этого метода, так и отрицающие его пользу, но

сравнение результатов затруднено из-за разных условий проведения ретроградной перфузии (Белов Ю.В. и соавт., 2004). Остается открытым вопрос длительности безопасной остановки кровообращения при использовании этого вида защиты. Ретроградная перфузия, однако, имеет одно неоспоримое преимущество перед другими методами защиты ГМ - вымывание материальных и газовых микроэмболов из мелких артерий по окончании остановки кровообращения. Кроме того, отсутствует необходимость канюляции брахиоцсфальных артерий, что выгодно отличает ее от антеградной перфузии головного мозга.

Принимая во внимание эти факты и опыт проведения безперфузионной гипотермии у кардиохирургических больных, в ННИИПК им. акад. Е. Н. Ме-шалкина была разработана методика, сочетающая в себе глубокую гипотермию, ретроградную перфузию головного мозга, краниоцеребральное охлаждение и фармакологическую защиту ЦНС.

Для того чтобы оценить клиническую эффективность данной методики, а также с целью изучения метаболизма головного мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях применения комплексного анестезиологического обеспечения с ретроградной перфузией головного мозга и было предпринято это исследование.

Цель исследования

Повышение эффективности защиты головного мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях полной гипотермической остановки кровообращения.

Задачи исследования:

1. Изучить эффективность ретроградной перфузии головного мозга в комплексном обеспечении реконструктивных операций на дуге аорты.

2. Дать сравнительную оценку клинического течения периоперационного периода при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения и в условиях сочетания глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга.

3. Исследовать показатели кислородного и субстратного обеспечения головного мозга, процессы перекисного окисления при использовании сочетания глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга.

5

4. Оценить динамику маркеров нейронального повреждения при использовании сочетания глубокой гипотермической остановки кровообращения с

ретроградной перфузией головного мозга.

Научная новизна

Впервые дана оценка эффективности комплексного обеспечения реконструктивных операций на дуге аорты с использованием глубокой перфузионной гипотермии, ретроградной перфузии головного мозга, краниоцеребрального охлаждения и фармакологической защиты мозга.

Установлено, что увеличение длительности гипотермической остановки кровообращения до 80 минут при использовании данного вида защиты мозга не приводит к росту частоты неврологических осложнений и увеличению летальности.

Дан анализ особенностям клинического течения послеоперационного периода у больных, оперированных в условиях полного перерыва кровотока. Выявлены характер и частота осложнений после реконструктивных операций на дуге аорты.

Впервые исследованы особенности метаболизма мозга у пациентов, оперированных на дуге аорты в условиях сочетания глубокой гипотермии, ретроградной перфузии головного мозга, краниоцеребрального охлаждения и фармакологической защиты мозга.

Установлен временный и обратимый характер, а также компенсаторная направленность изменений метаболизма мозга при гипотермической остановке кровообращения длительностью до 80 минут.

Дана оценка активности перекисного окисления липидов и антиокси-дантной системы, что позволило определить периоды наибольших сдвигов го-меостаза при реконструктивных операциях на дуге аорты.

Прослежена динамика маркеров нейронального повреждения (протеин Б-100 и нейронспецифическая енолаза) в периоперационном периоде, которая свидетельствует о транзиторном характере изменений в головном мозге.

Исследованы особенности биоэлектрической активности мозга в периоперационном периоде, раннее восстановление биоэлектрической активности мозга, подтверждает отсутствие структурных и грубых функциональных изменений в головном мозге.

Отличие полученных новых научных результатов от результатов, полученных другими авторами

В отличие от данных других авторов, касающихся эффективности применения ретроградной перфузии мозга при операциях на дуге аорты, (Ergin М.А. et al„ 1994; Boeckxstans C.J., Flameng W.J., 1995; Ye J. et al., 1997; Ueda Y. et al., 1999; Wong C.H. et al., 1999; Spielvogel D. et al., 2003; Estrera A.L et al., 2008), no результатам проведенного исследования, предложенное нами комплексное обеспечение реконструктивных операций на дуге аорты позволяет добиться надежной противоишемической защиты мозга. В результате этого существенно снижается частота неврологических осложнений и послеоперационная летальность.

Практическая значимость полученных новых научных знаний

Увеличение безопасного времени глубокой гипотермической остановки кровообращения до 80 минут при использовании ретроградной перфузии головного мозга, краниоцеребрального охлаждения и фармакологической защиты позволяет выполнять сложные реконструктивные вмешательства на дуге аорты. Низкая частота неврологических осложнений и летальность позволяет широко использовать данную методику в реконструктивной хирургии дуги аорты.

Выявленные особенности исходного состояния пациентов и течения пе-риоперационного периода (неврологические нарушения в анамнезе, гипергликемия во время основного этапа операции, увеличение назофарингеальной температуры выше 36°С в периоде перфузионного согревания) дают возможность оценить и учесть факторы риска развития послеоперационных осложнений.

Применение мониторинга кислородного обеспечения мозга и его биоэлектрической активности позволяет уточнить оптимальный температурный уровень для прекращения введения анестетиков и начала остановки кровообращения с целью протезирования дуги аорты.

При исследовании метаболизма головного мозга выявлены периоды его наибольшей уязвимости во время хирургической реконструкции дуги аорты -это глубокая гипотермическая остановки кровообращения и этап реперфузии, когда необходимо оптимальное обеспечение мозга кислородом и субстратами окисления.

Достоверность выводов и рекомендаций

Большой клинический материал (113 обследованных пациентов с поражениями дуги аорты, которым выполнены реконструктивные операции на дуге аорты в условиях гипотермической перфузии и глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга (89 пациентов), и без использования перфузии мозга (24 пациента)) и высокий методический уровень выполненных исследований позволяет говорить о достоверности полученных результатов.

Краткая характеристика клинического материала (объекта исследования) и научных методов исследования

Нами изучено течение периоперационного периода у 113 пациентов, которым в плановом порядке выполнены реконструктивные вмешательства на дуге аорты с декабря 1999 по март 2009 года. В зависимости от вида защиты ГМ больные были разделены на 2 группы: группа ГГОК и группа РПГМ. В группе ГГОК (24 пациента) для защиты головного мозга использовали глубокую гипо-термическую остановку кровообращения, КЦГ и фармакологическую протекцию; в группе РПГМ (89 больных) защиту мозга проводили сочетанием глубокой гипотермической остановки кровообращения, ретроградной перфузии головного мозга, КЦГ и фармакологической защиты.

Для оценки влияния длительности гипотермической остановки кровообращения (ОК) на частоту неврологических осложнений и летальность в группе РПГМ выделено 2 подгруппы: с длительностью полного перерыва кровотока до 45 минут (подгруппа 1) и свыше 45 минут (подгруппа 2).

Группы были сравнимы по возрасту, характеру основной и сопутствующей патологии. Структура основной патологии представлена в табл. 1.

Вводную анестезию проводили фентанилом (4-5 мкг/кг) и препаратами бензодиазепинового ряда (диазепам или мидазолам 0,1 мг/кг). После индукции вводили метилпреднизолон 10 мг/кг, начинали КЦГ, используя матерчатый шлем с мелкоколотым льдом, перед этим внутривенно вводили гепарин 0,5 мг/кг и инсулин 0,1 ЕД/кг. Уровень гликемии оценивали не реже одного раза в час.

Структура основной патологии

Диагноз РПГМ п (%) ГГОК п (%)

Подострое расслоение 13 (14,6) 4 (16,7)

Хроническое расслоение 39(43,8) 10(41,7)

Аневризма аорты 36 (40,5) 9 (37,5)

Ложная аневризма аорты 1 (1,1) 0

Прочие 0 1 (4,17)

Коррекцию гипергликемии начинали с 10 ммоль/л с помощью болюсного введения или постоянной инфузии инсулинов короткого типа действия. Анестезию поддерживали ингаляцией изофлюрана 1,5-3,5 Об %, и инфузией пропофола 1-2 мг/кг/ч. Для миорелаксации использовали ардуан в дозе 0,05-0,1 мг/кг/ч.

Аппарат искусственного кровообращения (АИК) подключали по схеме: восходящая аорта - правое предсердие. Для проведения ретроградной перфузии головного мозга в группе РПГМ, дополнительно устанавливали специальную канюлю в верхнюю полую вену. Управление кислотно-основным состоянием осуществляли по методике а-стат. Во время перфузионного охлаждения градиент между носителем в теплообменнике и назофарингеальной температурой не превышал 7°С. При достижении температуры 25-27°С, учитывая замедление метаболизма, введение анестетиков временно прекращали. Охлаждение продолжали до 16-18°С в носоглотке, к этому моменту наступало «электрическое молчание» ГМ, развивался максимальный мидриаз, уровень возрастал до 95-99%. После достижения «электрического молчания» пациента охлаждали еще на 1°С, для снижения температуры глубоких структур ГМ. Для защиты мозга за несколько минут до ОК в АИК вводили тиопентал № - 10 мг/кг, 10 мл 25% МяБ04 и 2 мл/кг 4% гидрокарбоната натрия для создания резервного алкалоза. После этого ИК прекращали, в группе РПГМ начинали ретроградную перфузию мозга охлажденной до 8-12°С оксигенированной кровью со скоростью 150-300 мл/мин (223,5+17,4 мл/мин). Во внутренней яремной вене поддерживали давление 12-15 мм рт. ст., отслеживали поступление крови из устьев брахиоцефальных артерий.

После окончания этапа на дуге аорты и профилактики воздушной эмболии возобновляли ИК, с головы убирали шлем со льдом, начинали перфузион-

9

ное согревание пациента. Градиент между температурой носителя и назофа-рингеальной температурой не превышал 7°С. Введение анестетиков возобновляли при 27°С. Согревание прекращали при температуре 36°С. Характеристики операционного периода представлены в табл. 2.

Таблица 2

Характеристики операционного периода

Параметры операционного периода РПГМ ГГОК

ИК, мин 222,9±5,3 242,2±18,2

Окклюзия аорты, мин 172,4+4,7 173,1+13,1

Остановка кровообращения, мин 44,0±1,2 (28-78) 48,3±4,1 (7-79)

Минимальная назофарингеальная температура, °С 16,5+0,12 17,2±0,5*

Достоверность различий: *- р<0,05 посраш гению с группой РПГМ

Хирургическая техника протезирования восходящей аорты и ее дуги в исследованных группах не отличалась. Для доступа к сердцу использовали серединную торакотомию. В случае несостоятельности аортального клапана выполняли протезирование восходящего отдела аорты и аортального клапана кла-пансодержащим кондуитом с реимплантацией устьев коронарных артерий в протез (операция Бенталла). В случае полной состоятельности аортального клапана применяли методику супракоронарного протезирования. Если корень аорты был деформирован за счет аневризматически расширенного некоронарного синуса, выполняли операцию Вольфа. При дилатации синусов Вальсаль-вы, синотубулярного соединения и удовлетворительном диаметре фиброзного кольца аортального клапана, применяли операцию экстравальвулярного протезирования восходящей аорты с реимплантацией устьев коронарных артерий в протез (операция Дэвида).

Этап на дуге аорты осуществляли в условиях гипотермической ОК. При наличии расслоения или аневризмы дуги аорты выполняли наложение косого агрессивного анастомоза по типу полудуги (hemyarch repair). В случае вовлеченности в патологический процесс брахиоцефальных артерий для протезирования использовали многобраншевый протез. При распространении патологического процесса на нисходящий грудной отдел, когда вторым этапом планирова-

ли вмешательство на грудной или торакоабдоминальной аорте, применяли методику «хобота слона», разработанную Н. Borst.

Для решения поставленных задач применяли клинические, биохимические и инструментальные методы исследования. В обеих группах оценивали время восстановления сознания, длительность ИВЛ, частоту возникновения очагового и диффузного неврологического дефицита. Исследовали структуру осложнений и летальность.

В группе РПГМ пробы крови для исследования забирали из лучевой артерии и луковицы внутренней яремной вены (ЛВЯВ) на следующих этапах:

1. После вводной анестезии;

2. На глубине охлаждения, при назофарингеальной температуре 18°С;

3. Через 30 минут после прекращения искусственного кровообращения;

4. Через 120 минут после прекращения искусственного кровообращения;

5. В 1-е сутки после операции;

6. На 3-й сутки после операции (в связи с удалением канюль из лучевой артерии и ЛВЯВ, кровь на этом этапе набрали из центральной вены).

В пробах крови определяли концентрацию нейронспецифической енолазы (НСЕ) и протеина S-100ß (в ЛВЯВ) иммуноферментным методом; показатели газового состава крови, включая PaOi, PjCb (парциальное напряжение кислорода в артерии и яремной луковице), Sa02, SjCh (насыщение кислородом гемоглобина в артерии и яремной луковице), используя микрометод Аструпа без температурной коррекции; уровень глюкозы - глюкозооксидазным методом по Колбу В.Т. и Ка-мышникову В.С; содержание лактата - методом Лу в модификации Мешковой Н.П., Северина С.Е. (1950); уровень пировиноградной кислоты (ПВК) - методом Умбрайта в модификации Колба В.Т. и Камышникова B.C. (1982); концентрацию свободных жирных кислот (СЖК) - методом Noma в модификации Прохорова М.Ю. и др. (1977); содержание триацилглицеридов (ТАГ); уровень малонового диальдегида (МДА) в плазме - методом Стальной И.А. и Гаришвили Т.Г. (1977); активность каталазы в плазме крови - методом Королюка М.А. и др. (1988), уровень церулоплазмина - методом Равина в модификации Колба В.Т. и Камышникова B.C. (1982). Рассчитывали коэффициент экстракции кислорода мозгом (КЭСЬ) по формуле: K302=(Sa02-Sj02)/Sa02 и соотношение лактат/пируват. В группе РПГМ на этапах периоперационного периода проводили электроэнцефалографию с последующим изучением паттернов ЭЭГ.

Статистические методы обработки данных

Статистический анализ полученных результатов проведен с помощью программ EXCEL, БИОСТАТ и STATIST1CA 6. Сравнение групп из совокупностей с нормальным распределением проводили с помощью t критерия Стыо-дента для двух зависимых или независимых выборок. Качественные признаки оценивались с использованием критерия у\ Для анализа зависимости количественных признаков выборочных данных в отсутствие нормального распределения применяли ранговый коэффициент корреляции Спирмена, при наличии нормального распределения применяли коэффициент корреляции Пирсона. Результаты представлены как среднее и стандартная ошибка среднего (М±ш). Статистически значимыми считались различия данных и корреляции при р<0,05.

Использованное оснащение, оборудование и аппаратура

Иммуноферментный анализатор Evolis, BioRad, (США) № госрегистрации 97/842; газоанализатор «Chiron/Diagnostics-865» и «Ciba Corning-288 Blood Gas Sistem» per. № 87/62 (США, Великобритания); биохимический анализатор "Konelab - 20" (Финляндия) № госрегистрации 97/435; компьютерный электроэнцефалограф «НЕЙРОН-СПЕКТР» (Россия).

Личный вклад автора в получении новых научных результатов данного исследования

При выполнении работы автор лично:

• осуществлял обследование, анестезиологическое обеспечение на этапе операции и ведение в послеоперационном периоде пациентов с расслоениями и аневризмами грудного отдела и дуги аорты, которым выполнялись реконструктивные вмешательства на дуге аорты.

• провел анализ исследуемых параметров 113 историй болезни пациентов с поражениями дуги аорты, оперированных в условиях гипотермической перфузии и глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга и без перфузии мозга. Создал базу данных в системе Microsoft Excel. При построении таблиц и графиков использовал программы Microsoft Word и Microsoft Power Point. Статистическая обработка данных про-

изведена на персональном компьютере 1ВМ РС с применением пакета программ Бгаихпса 6.0 и Биостат;

• провел научную интерпретацию полученных результатов;

• разработал и внедрил «Способ комплексного обеспечения реконструктивных операций на дуге аорты»;

• опубликовал основные положения, выводы диссертации и практические рекомендации;

Апробация работы и публикации по теме диссертации

Основные положения, выводы и практические рекомендации доложены на X съезде сердечно-сосудистых хирургов НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН (Москва, 2006); на заседании ученого совета ФГУ «НИИПК Росмедтехноло-гий» (Новосибирск, 2010).

По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, из них в журналах, рекомендуемых в перечне ВАК - 3 статьи.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа оформлена в виде специально подготовленной рукописи, изложена на 160 станицах. Текст оформлен в соответствии с требованиями к работам, направляемым в печать. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, трех глав результатов исследования, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы. Работа содержит 24 таблицы и 23 рисунка. Указатель литературы включает 270 источников (из них 222 зарубежных и 48 отечественных).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Комплексное обеспечение реконструктивных операций на дуге аорты с использованием глубокой перфузионной гипотермии и ретроградной перфузии головного мозга обеспечивает эффективную противоишемическую защиту мозга при этих вмешательствах.

2. Увеличение длительности гипотермической остановки кровообращения до 80 минут на фоне применения ретроградной перфузии мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты не сопровождается ростом частоты неврологических осложнений и увеличением летальности.

13

3. Контроль газов крови оттекающей от головного мозга в сочетании с электроэнцефалографическим мониторингом позволяют определить момент наибольшей редукции метаболизма мозга, являющийся оптимальным для начала полной гипотермической остановки кровообращения и проведения хирургического этапа на дуге аорты.

4. Операции в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения сопровождаются выраженной перестройкой метаболизма, которая носит обратимый характер с максимальными изменениями после окончания искусственного кровообращения и нормализацией в раннем послеоперационном периоде.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Результаты исследования и их обсуждение В группе РПГМ отмечено более благоприятное течение послеоперационного периода, меньшая частота осложнений и летальность. Если в группе ГГОК из-за неврологических осложнений умерло двое больных, то в группе РПГМ инсульт явился причиной смерти одного пациента. Особенности течения послеоперационного периода и структура осложнений представлены в табл. 3 и 4,

Таблица 3

Особенности течения послеоперационного периода в исследованных группах

Группы Восстановление сознания, ч Длительность ИВЛ, ч Время ОРИТ, сут. Послеоперационный койко-день

РПГМ (п=89) 4,0+0,18 18,4±1,3 4,1 ±0,5 20,4±1

Подгруппа 1 (п=55) 4,0±0,19 17,12:1,5 3,9±0,6 19,4±1,2

Подгруппа 2 (п=34) 4,0±0,3 20,5±2,4 4,5±0,7 22,0±1,9

ГГОК (п=24) 5,2±0,5* 21+3,8 7+1,3* 25,7±2,9*

Достоверность различий: *-р<0,05 по сравнению с группой РПГМ

Структура периоперационных осложнений

Периоперационные осложнения РПГМ п (%) ГГОК п (%)

Сердечная недостаточность Нарушения ритма и проводимости 6(6,7) 11(12,4) 6 (25*) 3(12,5)

Хирургические осложнения 10(11,2) 2 (8,3)

Неврологические осложнения Постгипоксическая энцефалопатия ОНМК 7 (7,9) 5 (5,6) 2 (2,25) 9 (37,5*) 8(33,3*) 3(12,5)

Дыхательная недостаточность 3 (3,4) 8 (33,3*)

Полиорганная недостаточность 3 (3,4) 5 (20,8*)

Инфекционные осложнения 5 (5,6) 1 (4,2)

Летальность 3 (3,4) 6 (25*)

Достоверность различий: *- р<0,05 по сравнению с группой РПГМ

По данным литературы частота неврологических осложнений после реконструктивных операций на дуге аорты составляет от 2 до 40% (инсульты - 2-12%, постгипоксическая энцефалопатия - 5-20%), послеоперационная летальность -10-20%. Это заставляет искать новые пути и комбинировать известные способы защиты мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты. В нашем исследовании, включение в схему защиты мозга РПГМ позволило снизить частоту послеоперационной неврологической дисфункции (РПГМ - 7,9%, ГГОК - 37,5%;

р<0,05) и летальность (РПГМ - 3,4%, ГГОК - 25%; р=0,002). При использовании РПГМ реже возникала постгипоксическая энцефалопатия (РПГМ - 5,6%, ГГОК - 33,3%; р<0,05) и инсульты (РПГМ - 2,25%, ГГОК - 12,5%), быстрее восстанавливалось сознание (р=0,01), меньше были сроки пребывания в ОРИТ (р=0,015) и послеоперационный койко-день (р=0,043).

В подгруппе 1 группы РПГМ длительность ОК составила 36,6±0,74 мин (27-45 мин), в подгруппе 2 - 56±1,4 мин (46-78 мин). Общее число неврологических осложнений в подгруппах было сравнимо (табл. 5). В подгруппе 2 не было летальных исходов и послеоперационных инсультов (табл. 5), а все неврологические осложнения были купированы к моменту выписки.

Частота неврологических осложнений и летальность в группе РПГМ в зависимости от длительности полной остановки кровообращения

Подгруппа 1 п (%) Подгруппа 2 п (%)

Летальность 3 (5,45) 0

Неврологические осложнения 4 (7,3) 3 (8,8)

Постгипоксическая энцефалопатия 2 (3,65) 3 (8,8)

ОНМК 2 (3,65) 0

Таким образом, увеличение длительности ОК на фоне применения ретроградной перфузии мозга не сопровождалось ростом частоты неврологических осложнений и летальности, в подгруппах достоверно не отличались длительность ИВЛ, время восстановления сознания, пребывания в ОРИТ и послеоперационный койко-день (табл. 3).

Имея лучшие клинические результаты применения комплексного обеспечения реконструктивных операций на дуге аорты с использованием глубокой перфузионной гипотермии, ретроградной перфузии головного мозга, краниоце-ребрального охлаждения и фармакологической защиты мозга, мы провели более подробное исследование пациентов этой группы, которое включало перио-перационный электроэнцефалографический мониторинг и развернутое биохимическое исследование артериальной крови и крови ЛВЯВ.

Биоэлектрическая активность ГМ в группе РПГМ изменялась на этапах исследования. На фоне КЦГ преобладали низкоаплитудные бета-волны. Во время перфузионного охлаждения при I 31-28°С доминировали медленные тэта- и дельта-волны, амплитуда ритмов снижалась. При I 27-21°С отмечено дальнейшее угнетение электрической активности с появлением периодических комплексов. Электрическое молчание наступало при I 21-19°С. После возобновления ИК первичная электрическая активность появлялась при Ют 21 до 24°С. Регулярная электрическая активность возобновлялась при I 28,8-33,4°С.

При изучении кислородного обеспечения мозга в группе РПГМ на глубине охлаждения отмечен достоверный рост Р_]С>2 (в 3 раза) и Эрг (на 87,2%) при снижении КЭ02 в 6,4 раза по сравнению с I этапом. На III, IV и V этапах исследования выявлена тенденция к увеличению Р|02 и 8_|'02, в то время как КЭ02 был недостоверно снижен по сравнению с исходным (табл. 6).

Кислородное обеспечение мозга на этапах исследования

Этапы п БаОз Ра02 8]02 Р]02 кэо2

I 19 99,5+0,06 236,9+15,8 48,6±2,5 28,2±1,4 0,51 ±0,02

И 19 99,7±0,04* 327,6±24,5* 91±1,6* 92,4+21,2* 0,08+0,01 *

III 19 99,7±0,04* 194,3 ±16,7 51,9+3,7 30,5+1,6 0,48±0,03

IV 19 98,9+0,23* 196,6±18,6 54,7±3,8 34,9+2,9 0,45±0,04

V 19 98,9±0,57* 183,9±34,4 64,6+3,9 35,6±2,5 0,36±0,33

Достоверность различий: *- р<0,05 по сравнению с показателями на I этапе

Сниженный уровень Р]СЬ (28,2±1,4 мм рт. ст.) на фоне высокого Ра02 на I этапе исследования отражает тяжесть исходного состояния пациентов (сердечная недостаточность, нарушения мозгового кровообращения). Рост Р^2 и 8]02 при значительном уменьшении КЭ02 на глубине охлаждения связан с замедлением метаболизма ГМ в условиях глубокой гипотермии. Отсутствие снижения 5]02 и роста КЭ02 через 30 и 120 минут после ИК указывает на то, что в постперфузионном периоде не было кислородной задолженности головного мозга, которая сопровождает стойкие неврологические нарушения.

При изучении содержания глюкозы в крови артерии и луковицы внутренней яремной вены мы выявили достоверный рост этого показателя, начиная со 11 этапа исследования. Гликемия достигала максимального уровня через 30 мин после ИК и в дальнейшем постепенно снижалась. Однако на 3-й сутки после операции концентрация глюкозы венозной крови оставалась на 20% выше исходной (рис. 1). Гипергликемия является одним из наиболее ранних ответов организма на хирургическую травму, глубокую гипотермию и ИК. Максимальное увеличение уровня глюкозы через 30 и 120 мин после ИК, по-видимому, было вызвано как воздействием «гормонов стресса», так и развитием инсулинрези-стентности на фоне активации процессов ПОЛ ^\уипоЫ А.О. а а!., 2000).

12 10

С Л

п;

0 8 аз

со

1 * £

4

2 О

Достоверность различий: *- р<0,05, ** - р<0,0001 по сравнению с показателями на I этапе

Рис. 1. Гликемия в артерии и ЛВЯВ на этапах исследования.

Для оценки метаболизма углеводов в ГМ мы анализировали артериове-нозную разницу по содержанию глюкозы (АВРГЛЮ) в крови артерии и ЛВЯВ (табл. 7), а также рассчитывали коэффициент экстракции (КЭ) глюкозы у больных с положительной АВРГЛЮ и коэффициент продукции (КП) глюкозы у больных с отрицательной АВРГЛЮ по формуле: КЭ (КП) = ± АВРглю/Сглюарт, где Сглюарт - концентрация глюкозы в артерии (табл. 8).

На фоне глубокой гипотермии отмечена тенденцию к уменьшению АВРГЛЮ, при этом КЭ глюкозы снижался в 2,3 раза от исходного (р<0,001). Эти изменения отражали редукцию потребления глюкозы ГМ в условиях охлаждения. Через 30 минут после ИК у пациентов с положительной артериовенозной разницей по глюкозе тенденция к снижению АВРГЛЮ сохранялась, а КЭ глюкозы был в 2,7 раза ниже, чем на I этапе (р<0,001). Таким образом, утилизация глюкозы мозгом через 30 мин после ИК все еще была снижена.

вводная глубина 30 мин после ИК 120 мин после 1-е сутки после 3-й сутки после

анестезия охлаждения ИК операции операции

□ глюкоза в артерии ммоль/л В глюкоза в яремной луковице ммоль/л

Динамика артериовенозной разницы по глюкозе (АВРГЛЮ) на этапах исследования (ммоль/л)

Этапы исследования п(%) Положит. АВРГЛЮ п(%) Отрицат. АВРГЛЮ Нулевая АВРглюп(%)

1 18(100) 0,93±0,12 0 - -

И 13(76,6) 0,63±0,2 2(11,7) 1,3+0,8 2(11,7)

111 12 (75) 0,65±0,16 4(25) 1,95+1,85 -

IV 12 (75) 1,5+0,55 3(25) 0,13+0,03* -

V 9 (57,2) 1,15+0,5 5 (35,7) 0,6±0,35* 1 (7,1)

Достоверность различий: * - р<0,05 по сравнению с показателями на П этапе

Таблица 8

Продукция и экстракция глюкозы мозгом на этапах исследования

Этапы исследования п Коэфф. экстракции п Коэфф. продукции

I 18 0,16+0,018 0 -

II 13 0,069+0,013* 2 0,13±0,063

Ш 12 0,06 iO,016* 4 0,15+0,13

IV 12 0,12±0,04 3 0,02+0,0075

V 9 0,13±0,056 5 0,1 ±0,067

Достоверность различий: * - р<0,05 по сравнению с показателями на I этапе

Выявленное нарушение потребления глюкозы клетками ГМ могло быть обусловлено ингибированием пируватдегидрогеназы и ключевых ферментов цикла трикарбоновых кислот вследствие гипотермии, накопления продуктов ПОЛ, провоспалительных цитокинов и т.д. (Hurtado F.J. et al., 1992). Через 120 мин после ИК на фоне сохраняющейся гипергликемии значение АВРГДЮ недостоверно превысило уровень I этапа, тогда как КЭ глюкозы не отличался от ис-

ходного. Все это говорило о восстановлении скорости утилизации глюкозы мозгом.

В нашем исследовании выявлена положительная корреляция между уровнем гликемии на этапе глубокого охлаждения и временем восстановления сознания (г=0,7 р<0,05), что отражает неблагоприятное влияние преишемической гипергликемии на энергетический метаболизм нейронов фея^ В.К., 1996) и подтверждает важность контроля гликемии при операциях на дуге аорты.

При изучении уровня лактата крови мы выявили гиперлактатемию, начиная со II этапа исследования (рис. 2). Ее возникновение было связано с активацией гликолиза вследствие ингибирования пируватдегидрогеназы митохондрий на фоне глубокого охлаждения (Сергеева Г.И. и соавт., 2004). Через 30 и 120 мин после ИК отмечено увеличение содержания лактата в крови в 4,5 раза по сравнению с исходным. Причиной этого, по-видимому, было накопление лактата в тканях и угнетение его печеночного метаболизма во время ОК и длительной гипотермической перфузии. В нашем исследовании гиперлактатемия была обратима: в 1-е сутки после операции концентрация лактата превышала исходную в 1,5 раза, а на 3-й сутки после операции достоверно не отличалась от исходной. Уровень лактата в крови через 120 мин после ИК положительно коррелировал с длительностью пребывания в ОРИТ (г=0,77; р<0,05), что указывает на прогностическую важность этого показателя для оценки течения послеоперационного периода.

Соотношение лактат/пируват в крови ЛВЯВ возрастало в 3 раза по сравнению с исходным на глубине охлаждения, что нельзя объяснить дефицитом 02, поскольку одновременно мы регистрировали рост ^¡Ог и снижение КЭ02, то есть рост коэффициента лактат/пируват был связан с активацией анаэробного гликолиза в условиях гипотермии. Нормализация соотношения лактат/пируват происходила к 1 -м суткам после операции (табл. 9).

10 -Г 9 -

8 --

вводная глубина 30 мин после 120 мин после 1 -е сутки после 3-й сутки после

анестезия охлаждения ИК ИК операции операции

□ лактат в артерии ммоль/л_и лактат в яремной луковице ммоль/л I

Достоверность различий: *- р<0,001 по сравнению с показателями на I этапе Рис. 2. Уровень лактата в артерии и ЛВЯВ на этапах исследования.

Таблица 9

Соотношение лактат/пируват на этапах исследования

Этапы исследования Соотношение лактат/пируват

1 6.7810.52

II 18,03+0,92**

III 15,7±0,66**

IV 12,76+0,54**

V 8,41±0, 64

Достоверность различий: * - р<0.05, **- р<0,001 по сравнению с показателями на I этапе

Помимо изменений углеводного обмена, мы обнаружили существенные сдвиги в обмене липидов. На глубине охлаждения выявлено достоверное увеличение концентрации СЖК в крови по сравнению с исходной - в ЛВЯВ уровень СЖК повысился в 2 раза. Причиной этого, по-видимому, была активация липолиза в условиях глубокой гипотермии и ИК. Содержание ТАГ в крови на

глубине охлаждения достоверно снижалось в 1,5 раза по сравнению исходным. Параллельное увеличение концентрации СЖК, подтверждает активацию липолиза. Уровень ТАГ нормализовался на 3 сутки после операции (табл. 10).

Исследование процессов ПОЛ выявило параллельную интенсификацию окислительного стресса и системы антиоксидантной защиты. На фоне глубокой гипотермии мы обнаружили активацию каталазы и снижение концентрации це-рулоплазмина более чем в 2 раза по сравнению с исходными показателями, при этом достоверного роста содержания МДА не отмечалось. По-видимому, активация антиоксидантной системы позволила предотвратить накопление продуктов ПОЛ. Далее, через 30 и 120 минут после ИК отмечена максимальная активация каталазы (в 3,7 раза выше исходной), с сохраняющимся снижением уровня церулоплазмина. Однако антиоксидантная система полностью не компенсировала усиление процессов ПОЛ, на что указывает рост содержания МДА через 30 и 120 мин после ИК в 2,5 раза по сравнению с исходным. Затем содержание МДА и активность каталазы в крови постепенно снижались, а концентрация церулоплазмина увеличивалась. На 3-й сутки после операции активность каталазы и содержание МДА все еще несколько превышали показатели I этапа, в то время как уровень церулоплазмина вернулся к исходному значению (табл. 10).

Уровень маркеров нейронального повреждения у пациентов в группе РПГМ достоверно повышался, начиная со II этапа исследования, с пиком через 30 минут после ИК и нормализацией протеина 8-100 в 1 сутки, а НСЕ - на 3 сутки после операции (рис. 3).

По данным литературы содержание НСЕ и протеина Б-ЮОр в крови возрастает после ИК и ОК. В неосложненных случаях концентрация нейромарке-ров быстро уменьшается. Возникновение неврологических и нейропсихологи-ческих нарушений сопровождается более выраженным и стойким повышением. Уровень Б-ЮОр более 0,5 мкг/л через 2 дня после вмешательства указывает на наличие неврологических осложнений УоЬпБвоп Р., 1996). В нашем исследовании содержание протеина 8-1003 уже в 1 сутки после операции было равно 0,26±0,1 мкг/л. Концентрация Б-ЮОР через 30 мин после ИК коррелировала с длительностью пребывания в ОРИТ (г=0,64; р<0,005), что подтверждает прогностическую значимость протеина 8-100Р в оценке послеоперационной неврологической дисфункции.

Метаболизм липидов и процессы лнпопероксидации при реконструктивных операциях падуге аорты

Этап исследования I этап вводная анестезия 11 этап глубина охлаждения III этап 30 мин после ИК IV этап 120 мин после ИК V этап 1 -е сутки п/о VI этап 3-й сутки п/о

СЖК в ЛВЯВ ммоль/л 0,49±0,05 0,96±0,1* 0,44+0,05 0,51+0,07 0,55±0,06 0,45±0,05

ТАГ в ЛВЯВ ммоль/л 1,64+0,2 0,94±0,14* 0,7±0,07* 0,87±0,087* 0,91 ±0,1* 1,2+0,15

МДАв ЛВЯВ ммоль/л 5,1 ±0,35 6,05 ±0,4 12,22±0,84* 11,35+0,7* 6,22±0,37* 6,64 ±0,47*

Каталаза в ЛВЯВ мкат/л 77,18+5,5 163,37±18* 280,3+7,35* 273,53±4,2* 132+2,74 109,1 ±7,7*

Церулоплазмин в ЛВЯВ г/л 0,43±0,028 0,2±0,02* 0,22+0.02* 0,295+0,03* 0,33±0,03* 0,38±0,04

Достоверность различий: * - р<0,05 по сравнению с показателями на I этапе

после вводной глубина 30 мин после 120 мин после 1 -е сутки 3-й сутки после

анестезии охлаждения ИК ИК после операции

,-, операции

]-А- НСЕ нг/мл Протеин Б-100 мкг/л

Достоверность различий: * - р<0,05, **- р<0,001 по сравнению с показателями на I этапе

Рис. 3. Содержание нейронспецифических протеинов на этапах исследования

23

Таким образом, применение ретроградной перфузии головного мозга в комплексном обеспечении реконструктивных операций на дуге аорты ведет к снижению частоты неврологических осложнений и летальности. Эффективность защиты мозга подтверждается ранним восстановлением биоэлектрической активности головного мозга, обратимостью метаболических изменений и быстрой нормализацией концентрации нейромаркеров в крови.

Предиктором развития послеоперационных неврологических нарушений в нашем исследовании являлись осложненный неврологический анамнез (г=0,8; р<0,05) и повышение назофарингеальной температуры более 36,6°С во время реперфузии (1^0,645; р<0,005).

выводы

1. Комплексное обеспечение реконструктивных операций на дуге аорты с использованием глубокой (16-18°С) перфузионной гипотермии и ретроградной перфузии головного мозга позволяет добиться эффективной защиты головного мозга и увеличить безопасное время полной остановки кровообращения до 80 минут.

2. Применение ретроградной перфузии головного мозга при операциях на дуге аорты сопровождается снижением частоты неврологических осложнений (группа РПГМ - 7,8%, группа ГТОК - 37,5 %, р<0,05) и летальности (группа РПГМ - 3,4 %, группа ГГОК - 25%, р<0,05) по сравнению с глубокой гипотермической остановкой кровообращения без перфузии мозга.

3. Отсутствие признаков кислородной задолженности мозга в постперфузи-онном периоде на фоне применения ретроградной перфузии головного мозга свидетельствует об эффективной противоишемической защите мозга во время полной остановки кровообращения.

4. Глубокое перфузионное охлаждение сопровождается гипергликемией, активацией гликолиза и липолитических процессов, снижением утилизации кислорода и глюкозы мозгом. Нормализация потребления глюкозы мозгом происходит к концу оперативного вмешательства (через 120 минут после искусственного кровообращения).

5. Активация оксидативного стресса при реконструктивных операциях на дуге аорты начинается на этапе глубокого перфузионного охлаждения и достигает максимума после окончания искусственного кровообращения. При этом повреждающее влияние перекисного окисления липидов компенсируется активацией антиоксидантной системы.

6. Быстрая нормализация содержания протеина 5-100 (в 1-е сутки после операции) и нейронспецифической енолазы (на 3-й сутки после операции) после реконструктивных вмешательств на дуге аорты в сочетании с хорошими клиническими исходами подтверждает транзиторный характер изменений в головном мозге.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Глубокую гипотермическую остановку кровообращения в сочетании с ретроградной перфузией головного мозга, краниоцеребральным охлаждением и фармакологической защитой мозга рекомендуется использовать при реконструктивных операциях на дуге аорты с длительностью остановки кровообращения до 80 минут.

2. Гипотермическую остановку кровообращения следует производить при полном расширении зрачков, отсутствии биоэлектрической активности мозга и уровне не ниже 95% (95-99%). После появления изоэлектри-ческой ЭЭГ следует продолжать охлаждение до снижения назофаринге-альной температуры еще на 1°С с целью охлаждения глубоких структур мозга.

3. Для профилактики возникновения гипергликемии следует осуществлять контроль гликемии с момента вводной анестезии через каждые 60 минут, коррекцию гипергликемии следует начинать с уровня глюкозы в крови 10 ммоль/л.

4. Для профилактики гипоксии головного мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты следует мониторировать газовый состав крови яремной луковицы (Р]02) Я]02) и проводить контроль биоэлектрической активности головного мозга. Это позволяет обнаружить возникновение гипоксии мозга и оптимизировать доставку кислорода путем изменения параметров искусственной вентиляции легких и гемодинамики.

5. Во время перфузионного согревания пациента возобновлять введение анестетиков следует при назофарингеальной температуре 27°С.

6. Перфузионное согревание пациента после основного этапа следует прекращать при назофарингеальной температуре 36°С, чтобы избежать возникновения неврологической дисфункции в послеоперационном периоде.

ПУБЛИКАЦИИ, СОДЕРЖАЩИЕ ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в ведущих научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией

1. Князькова Л.Г., Могутнова Т.А., Сидельников С.Г., Ломиворотов В.В., Захаров С.Л. Специфические белки нервной ткани в оценке повреждения мозга при операциях на дуге аорты в условиях длительных гипотермиче-ских перфузий // Патология кровообращения и кардиохирургия. Новосибирск, 2008. № 2. С. 29-33.

2. Ломиворотов В.В., Чернявский A.M., Князькова Л.Г., Могутнова Т.А., Постнов В.Г., Захаров С.Л. Ретроградная перфузия головного мозга как компонент противоишемической защиты мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты // Патология кровообращения и кардиохирургия. Новосибирск, 2010. № 1. С 44-48.

3. Захаров С.Л., Ломиворотов В.В., Чернявский A.M., Князькова Л.Г., Могутнова Т.А. Биохимические аспекты реконструктивных операций на дуге аорты в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга // Патология кровообращения и кардиохирургия. Новосибирск, 2010. № 1. С 49-55.

Прочие публикации

4. Захаров С.Л. Профилактика неврологических осложнений при реконструктивных операциях на дуге аорты // Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН «Сердечно-сосудистые заболевания» (приложение). М., 2006. Т.7, № 3. С. 259.

5. Захаров С.Л., Ломиворотов В.В. и др. Показатели оксидативного стресса и уровень нейронспецифических белков в крови при реконструктивных операциях на дуге аорты II Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН «Сердечно-сосудистые заболевания» (приложение). М„ 2007. Т.8, № 6. С. 213.

6. Сидельников С.Г., Захаров С.Л. и др. Нейромаркеры и показатели гипоксии и окислительного стресса в условиях различных режимов искусственного кровообращения при операциях АКШ и реконструктивных вмешательствах на дуге аорты // Бюллетень НЦССХ им.А.Н. Бакулева РАМН «Сердечнососудистые заболевания» (приложение). М., 2008. Т.9, № 6. С.226.

Медицинская технология

7. Ломиворотов В.Н., Ломиворотов В.В., Сидельников С.Г., Захаров С.Л. Анестезиологическое обеспечение реконструктивных операций на аорте в условиях глубокой (16-18°С) гипотермической остановки кровообращения. Медицинская технология, утв. Федеральной службой по надзору в сфере здравоохранения и социального развития. ФС № 2008/053 от 21.03.08. С. 1-29.

Соискатель Захаров С.Л.

СЛ ^ _

Подписано в печать « 23 » марта 2010 г.

Формат 60x84/16. п. л. 1,5. Зак. 27. Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии ОАО «НИИсистем»

Новосибирск-58, ул. Русская, 39. т. 333-37-39.

По мнению D. Cooley (1981) «операции на дуге аорты представляют собой своеобразный «вызов» специалистам в области сердечно-сосудистой хирургии». Причины этого - трудность своевременной диагностики аневризм аорты, большой объем и сложность вмешательства, неизбежность длительной искусственной перфузии и гипотермии, следствием чего является развитие коагулопатий. Усложняет ситуацию необходимость защиты центральной нервной системы и других органов от гипоксии во время полной остановки кровообращения при работе на дуге аорты.

Частота возникновения аневризм грудного отдела аорты составляет от 6 до 10 случаев на 100000 человек в год (Bickerstaff L.K. et al., 1982; Svensson L.G., Crawford E.S., 1997). P. Ponrai и J. Pepper (1992) в трехлетнем исследовании определили, что разрывы аневризм данной локализации оказались причиной смерти в 1,4% всех аутопсий, а среди причин летальности в США смерть от аневризм аорты стоит на 13-ом месте (Majumber P.P. et al., 1991). В настоящее время, на фоне улучшения диагностики этих заболеваний отмечается рост числа оперативных вмешательств по поводу аневризм.

Полная остановка кровообращения во время выполнения основного этапа операции на дуге аорты неизбежно ведет к ишемии головного мозга (ГМ). Поэтому методики защиты центральной нервной системы (ЦНС) в огромной степени влияют на исход оперативного лечения. Частота послеоперационных неврологических осложнений составляет от 2 до 20% (Griepp R.B. et al., 1992; Coselli J.S. et al., 1993; Filguerias C.L. et al., 1995; Juvonen T. et al., 1998; Tasdemir O. et al., 2002). Хирургия дуги аорты развивается более 50 лет (De Bakey М. Е., 1957), но проблема защиты мозга остается чрезвычайно актуальной. Основные направления защиты мозга во время остановки кровообращения - глубокая гипотермия, анте - и ретроградная перфузия ГМ. Однако, до сих пор нет четких данных о преимуществах того или иного метода (Константинов Б.А., 2006).

Ретроградная перфузия головного мозга - достаточно новый и малоизученный метод защиты мозга при операциях на дуге аорты. Эффективность и безопасность его окончательно не определены. Существуют работы, как поддерживающие применение этого метода, так и отрицающие его пользу, но сравнение результатов затруднено из-за разных условий проведения ретроградной перфузии (Белов Ю.В. и соавт., 2004). Остается открытым вопрос длительности безопасной остановки кровообращения при использовании этого вида защиты. Ретроградная перфузия, однако, имеет одно неоспоримое преимущество перед другими методами защиты ГМ - вымывание материальных и газовых микроэмболов из мелких артерий по окончании остановки кровообращения. Кроме того, отсутствует необходимость канюляции брахиоцефальных артерий, что выгодно отличает ее от антеградной перфузии головного мозга.

Принимая во внимание эти факты и опыт проведения безперфузионной гипотермии у кардиохирургических больных, в ННИИПК им. акад. Е. Н. Мешалкина была разработана методика, сочетающая в себе глубокую гипотермию, ретроградную перфузию головного мозга, краниоцеребральное охлаждение и фармакологическую защиту ЦНС.

Для того чтобы оценить клиническую эффективность данной методики, а также с целью изучения метаболизма головного мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях применения комплексного анестезиологического обеспечения с ретроградной перфузией головного мозга и было предпринято это исследование.

Цель исследования Повышение эффективности защиты головного мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях полной гипотермической остановки кровообращения.

Задачи исследования:

1. Изучить эффективность ретроградной перфузии головного мозга в комплексном обеспечении реконструктивных операций на дуге аорты.

2. Дать сравнительную оценку клинического течения периоперационного периода при реконструктивных операциях на дуге аорты в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения и в условиях сочетания глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга.

3. Исследовать показатели кислородного и субстратного обеспечения головного мозга, процессы перекисного окисления при использовании сочетания глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга.

4. Оценить динамику маркеров нейронального повреждения при использовании сочетания глубокой гипотермической остановки кровообращения с ретроградной перфузией головного мозга.

Научная новизна Впервые дана оценка эффективности комплексного обеспечения реконструктивных операций на дуге аорты с использованием глубокой перфузионной гипотермии, ретроградной перфузии головного мозга, краниоцеребрального охлаждения и фармакологической защиты мозга.

Установлено, что увеличение длительности гипотермической остановки кровообращения до 80 минут при использовании данного вида защиты мозга не приводит к росту частоты неврологических осложнений и увеличению летальности.

Дан анализ особенностям клинического течения послеоперационного периода у больных, оперированных в условиях полного перерыва кровотока. Выявлены характер и частота осложнений после реконструктивных операций на дуге аорты.

Впервые исследованы особенности метаболизма мозга у пациентов, оперированных на дуге аорты в условиях сочетания глубокой гипотермии, ретроградной перфузии головного мозга, краниоцеребрального охлаждения и фармакологической защиты мозга.

Установлен временный и обратимый характер, а также компенсаторная направленность изменений метаболизма мозга при гипотермической остановке кровообращения длительностью до 80 минут.

Дана оценка активности перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы, что позволило определить периоды наибольших сдвигов гомеостаза при реконструктивных операциях на дуге аорты.

Прослежена динамика маркеров нейронального повреждения (протеин S-100 и нейронспецифическая енолаза) в периоперационном периоде, которая свидетельствует о транзиторном характере изменений в головном мозге.

Исследованы особенности биоэлектрической активности мозга в периоперационном периоде, раннее восстановление биоэлектрической активности мозга, подтверждает отсутствие структурных и грубых функциональных изменений в головном мозге.

Практическая значимость

Увеличение безопасного времени глубокой гипотермической остановки кровообращения до 80 минут при использовании ретроградной перфузии головного мозга, краниоцеребрального охлаждения и фармакологической защиты позволяет выполнять сложные реконструктивные вмешательства на дуге аорты. Низкая частота неврологических осложнений и летальность позволяет широко использовать данную методику в реконструктивной хирургии дуги аорты.

Выявленные особенности исходного состояния пациентов и течения периоперационного периода (неврологические нарушения в анамнезе, гипергликемия во время основного этапа операции, увеличение назофарингеальной температуры выше 36°С в периоде перфузионного согревания) дают возможность оценить и учесть факторы риска развития послеоперационных осложнений.

Применение мониторинга кислородного обеспечения мозга и его биоэлектрической активности позволяет уточнить оптимальный температурный уровень для прекращения введения анестетиков и начала остановки кровообращения с целью протезирования дуги аорты.

При исследовании метаболизма головного мозга выявлены периоды его наибольшей уязвимости во время хирургической реконструкции дуги аорты - это глубокая гипотермическая остановки кровообращения и этап реперфузии, когда необходимо оптимальное обеспечение мозга кислородом и субстратами окисления.

Положения выносимые на защиту:

1. Комплексное обеспечение реконструктивных операций на дуге аорты с использованием глубокой перфузионной гипотермии и ретроградной перфузии головного мозга обеспечивает эффективную противоишемическую защиту мозга при этих вмешательствах.

2. Увеличение длительности гипотермической остановки кровообращения до 80 минут на фоне применения ретроградной перфузии мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты не сопровождается ростом частоты неврологических осложнений и увеличением летальности.

3. Контроль газов крови оттекающей от головного мозга в сочетании с электроэнцефалографическим мониторингом позволяют определить момент наибольшей редукции метаболизма мозга, являющийся оптимальным для начала полной гипотермической остановки кровообращения и проведения хирургического этапа на дуге аорты.

4. Операции в условиях глубокой гипотермической остановки кровообращения сопровождаются выраженной перестройкой метаболизма, которая носит обратимый характер с максимальными изменениями после окончания искусственного кровообращения и нормализацией в раннем послеоперационном периоде.

ВЫВОДЫ

1. Комплексное обеспечение реконструктивных операций на дуге аорты с использованием глубокой (16-18°С) перфузионной гипотермии и ретроградной перфузии головного мозга позволяет добиться эффективной защиты головного мозга и увеличить безопасное время полной остановки кровообращения до 80 минут.

2. Применение ретроградной перфузии головного мозга при операциях на дуге аорты сопровождается снижением частоты неврологических осложнений (группа РПГМ - 7,8%, группа ГГОК - 37,5 %, р<0,05) и летальности (группа РПГМ - 3,4 %, группа ГГОК - 25%, р<0,05) по сравнению с глубокой гипотермической остановкой кровообращения без перфузии мозга.

3. Отсутствие признаков кислородной задолженности мозга в постперфузионном периоде на фоне применения ретроградной перфузии головного мозга свидетельствует об эффективной противоишемической защите мозга во время полной остановки кровообращения.

4. Глубокое перфузионное охлаждение сопровождается гипергликемией, активацией гликолиза и липолитических процессов, снижением утилизации кислорода и глюкозы мозгом. Нормализация потребления глюкозы мозгом происходит к концу оперативного вмешательства (через 120 минут после искусственного кровообращения).

5. Активация оксидативного стресса при реконструктивных операциях на дуге аорты начинается на этапе глубокого перфузионного охлаждения и достигает максимума после окончания искусственного кровообращения. При этом повреждающее влияние перекисного окисления липидов компенсируется активацией антиоксидантной системы.

6. Быстрая нормализация содержания протеина S-100 (в 1-е сутки после операции) и нейронспецифической енолазы (на 3-й сутки после операции) после реконструктивных вмешательств на дуге аорты в сочетании с хорошими клиническими исходами подтверждает транзиторный характер изменений в головном мозге.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Глубокую гипотермическую остановку кровообращения в сочетании с ретроградной перфузией головного мозга, краниоцеребральным охлаждением и фармакологической защитой мозга рекомендуется использовать при реконструктивных операциях на дуге аорты с длительностью остановки кровообращения до 80 минут.

2. Гипотермическую остановку кровообращения следует производить при полном расширении зрачков, отсутствии биоэлектрической активности мозга и уровне Sj02 не ниже 95% (95-99%). После появления изоэлектрической ЭЭГ следует продолжать охлаждение до снижения назофарингеальной температуры еще на 1 °С с целью охлаждения глубоких структур мозга.

3. Для профилактики возникновения гипергликемии следует осуществлять контроль гликемии с момента вводной анестезии через каждые 60 минут, коррекцию гипергликемии следует начинать с уровня глюкозы в крови 10 ммоль/л.

4. Для профилактики гипоксии головного мозга при реконструктивных операциях на дуге аорты следует мониторировать газовый состав крови яремной луковицы (Pj02, Sj02) и проводить контроль биоэлектрической активности головного мозга. Это позволяет обнаружить возникновение гипоксии мозга и оптимизировать доставку кислорода путем изменения параметров искусственной вентиляции легких и гемодинамики.

5. Во время перфузионного согревания пациента возобновлять введение анестетиков следует при назофарингеальной температуре 27°С.

6. Перфузионное согревание пациента после основного этапа следует прекращать при назофарингеальной температуре 36°С, чтобы избежать возникновения неврологической дисфункции в послеоперационном периоде.