Автореферат и диссертация по медицине (14.00.44) на тему:Биоэлектрическая импедансметрия как метод интраоперационной оценки защиты миокарда

На правах рукописи

ии3054875 Бледжянц Геворг Арменакович

Биоэлектрическая импедансметрия как метод иитраоперационной оценки защиты миокарда

(14.00.44 - Сердечно-сосудистая хирургия)

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Москва - 2007

003054875

Работа выполнена в Научном Центре Сердечно- Сосудистой Хирургии имени А.Н.Бакулева РАМН.

Научный руководитель:

Академик РАМН, профессор Лео Антонович Бокерия

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

Селиваненко Вилор Тимофеевич

доктор медицинских наук, профессор

Гаджиев Али Асадулаевич

Ведущее учреждение - Российский научный центр хирургии им. Б.В. Петровского РАМН.

. ОО

Защита состоится «.2Q.» .....(Х<Щ7&А£к......... 2007 года в «/х....» час

на заседании Диссертационного Совета Д 001.015.01. при Научном Центре сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН (121552, Москва, Рублевское шоссе, д. 135, конференц-зал № 2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Научного Центра сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН.

Автореферат разослан «/.Я.» ......... 2007 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, доктор медицинских наук, профессор

Газизова Д. Ш.

Актуальность проблемы.

Подавляющее большинство кардиохирургических вмешательств проводится на остановленном сердце в условиях искусственного кровообращения (ИК). На время интракардиального этапа операции для хорошей визуализации операционного поля и предотвращения воздушной эмболии хирург пережимает аорту у корня и прекращает кровоснабжение миокарда. Индуцированная глобальная ишемия миокарда вызывает метаболические, а затем и ультраструктурные нарушения, конечной стадией которых является некроз клеток. После возобновления коронарного кровотока на стадии необратимых изменений реоксигенация только усиливает повреждение сердечной мышцы. При этом в наибольшей степени страдает сократительная способность миокарда и его податливость (комплайнс), и как результат этого, в раннем постперфузионном периоде развивается острая сердечная недостаточность (ОСН).

Эволюция кардиохирургии привела к разработке множества способов защиты миокарда (ЗМ). Многообразие методов ЗМ свидетельствует о том, что идеальный способ кардиопротекции еще не найден.

В современной клинической практике актуальной является разработка надежного диагностического метода, с помощью которого в режиме реального времени можно бы было оценивать состояние кардиомиоцитов и интерстициального пространства миокарда во время кардиохирургического вмешательства, что позволило бы определять степень ишемического и реперфузионного повреждения миокарда, а также уровень перфузии миокарда во время введения кардиоплегического раствора (КПР).

Биоимпедансные измерения используются в различных сферах медицины для оценки состояния клеточного гомеостаза и содержания внеклеточной воды. Этот метод используется для наблюдения за состоянием биологических мембран и межклеточного пространства.

Исследования в данном направлении побудили к разработке и внедрению в клинику нового метода оценки ЗМ. Цель исследования. Внедрение биоэлектрической импедансметрии в клиническую практику, как метода интраоперационной оценки ЗМ в комплексе с общепринятыми методами исследования.

Задачи исследования:

1. Разработать и внедрить в клиническую практику специальный анализатор для прямого измерения биоэлектрического импеданса миокарда.

2. Определить закономерности изменения электрического сопротивления миокарда во время операций на сердце в условиях кардиоплегии (КП).

3. Провести сравнительный анализ результатов биоэлектрической импедансметрии с результатами общепринятых методов оценки ЗМ.

4. Определить информативность биоэлектрической импедансметрии, как метод оценки ЗМ.

Научная новизна. Впервые в нашей стране разработан и внедрен в клиническую практику способ биоэлектрической импедансметрии миокарда. Результаты исследований показали, что данный способ достаточно хорошо определяет уровень перфузии миокарда во время введения КПР, степень ишемического и реперфузионного повреждения миокарда. Практическая значимость. Исследование биоэлектрического импеданса миокарда во время операции на сердце позволит оценить состояние миокарда в режиме реального времени.

Положения выносимые на защиту. 1. Уровень наполнения интерстициального пространства миокарда во

время инфузии кардиоплегического раствора можно оценить с помощью электрической импедансметрии.

2. С помощью биоэлектрической импедансметрии можно оценить адекватность перфузии той или иной области миокарда, и при необходимости своевременно изменить путь введения кардиоплегического раствора.

3. Исследуя электрическое сопротивление миокарда можно оценить уровень ишемического и реперфузионного повреждения кардиомиоцитов.

Объем и структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, 3 глав, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов и практических рекомендаций и указателя литературы. Работа изложена на 133 страницах, иллюстрирована 7 рисунками, содержит 19 таблиц, 16 диаграмм. Указатель литературы включает 290 источников, из них 54 - отечественных и 236 зарубежных авторов.

Апробация работы.

Материалы и основные положения работы доложены и обсуждены на объединенной конференции отделения неотложной хирургии приобретенных пороков сердца и лаборатории защиты миокарда НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН 26 октября 2006 года.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Методы исследования и оценки эффективности ЗМ.

Послеоперационная сократительная функция миокарда зависит не только от эффективности КП, но и от степени исходного поражения миокарда, объема и характера оперативного вмешательства, особенностей искусственного кровообращения (ИК) и ведения раннего послеоперационного периода. Эти обстоятельства продиктовали

необходимость проведения биоэлектрической импедансметрии миокарда в условиях кардиопротекции помимо биохимических исследований проб крови из коронарного синуса (КС) и клинической оценки.

Методика биоэлектрической импедансметрии миокарда.

В 2003 году мы, совместно с институтом радиотехники и электроники РАН начали разработку специального анализатора приспособленного для прямого измерения биоэлектрического импеданса миокарда (БЭИМ).

Система измерения состоит из датчика, биоимпедансметра и компьютера последовательно подключенных между собой.

Датчик представляет два комбинированных миокардиальных электрода для четырехполюсного измерения. Небольшие размеры и форма электродов предусматривали его надежную фиксацию к миокарду. Корпус выполнен из композиционного материала, который обеспечивает герметичную конструкцию электрода. В нижней части корпуса расположены два стержня, из сплава благородного металла. В конструкцию электрода встроен термоэлемент для измерения температуры миокарда (рис. 1).

Электроды фиксировались таким образом, чтобы максимально охватить исследуемый участок миокарда при этом расстояние между ними составляло около 3 см. У всех пациентов мы исследовали БЭИМ передней стенки правого желудочка (ПЖ).

Измерение электрического импеданса (2) проводилась на двух частотах 110 кГц и 9,4 кГц. Полученные данные высокочастотного и низкочастотного импеданса (гвч, Znч) а также отношение гнч/гвч (Кп -крутизна дисперсии) непрерывно мониторировались практически весь период ИК. Параллельно мониторировалась температура в исследуемом участке миокарда. Проводилась температурная поправка кривой Ъ к 37 °С с использованием специальной программы. Данные обрабатывались и отображались на мониторе компьютера, как в числовом, так и в

графическом режиме.

Особый интерес представляли показатели Ъ, снимаемые в следующие моменты операции (контрольные точки) (рис. 2).

В связи с большим разбросом исходных значений импеданса, а также для более наглядного представления данных, изменения Хвч и Zнч рассматривались относительно исходных значений ¿вч-0 и Zнч-0. ¡'пеун о к 1. Фиксирование )лектродов к передней стенке ПЖ:

Рисунок 2. Схематически!! разбор графика БЭИМ,

г ЗД!

500

)(Ш -

О —----.---,------,---■ ........-г- —-Г----I---,--.-------

О 2(1 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220

Время, чпи

0.-исходные значения, 1 -непосредственно перед пережатием аорты. 2.-непосредственно перед введением кардиопдегического раствора, 3.-е конце введения кардиопдегического раствора. 4.-непосредственно перед снятием зажима с аорты. 5.-первые минуты реперфуЗИй миокарда, 6.-через 20 минут после восстановления коронарного кровотока, 7,-воестановление исходных значений импеданса, 8 -начальная точка снижения Zвч.

Общая характеристика клинического материала

В исследование включено 54 больных, оперированных в отделении неотложной хирургии приобретенных пороков сердца НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева РАМН с 2003 г. по 2006 г. по поводу пороков клапанного аппарата сердца, в том числе при сочетании с патологией коронарных артерий. В зависимости от метода ЗМ больные разделены на 3 группы:

Группа №1 (ВискЬе^, п=31) - составили пациенты, в качестве защиты миокарда у которых использовалась холодовая кровяная кардиоплегия по Бакбергу. Группа №2 (Си8йм1го1, п=9) - пациенты, оперированные в условиях фармакохолодовой кардиоплегии (ФХКП) с использованием внутриклеточного раствора КУСТОДИОЛ. Группа №3 (Раствор №3, п=14) - пациенты, у которых в качестве интраоперационной ЗМ использовался гиперкалиевый раствор, разработанный в НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева РАМН.

Подавляющее число больных во всех группах находилось в III - IV функциональных классах по классификации КУНА с недостаточностью кровообращения, в основном, 2А и 2Б.

Таблица I. Клиническая дооперационная характеристика больных с пороками клапанного аппарата сердца.____

ВискЬеге Сп^ойЫ Раствор №3 Всего

Кол-во больных 31 (57,4%) 9 (16,7%) 14 (25,9%) 54

Средний возраст 45,2 ±5,4 51,2 ±9,6 47,9 ±6,5 46,9 ±3,8

Пол (м/ж) 22/9 7/2 10/4 39/15

ФК 2 2 (6,5%) 1(11,1%) - 3

ФКЗ 13 (41,9%) 5 (55,6%) 6(42,9%) 24

ФК 4 16(51,6%) 3 (33,3%) 8 (57,1%) 27

НК 1 4 (12,9%) 1(11,1%) 2 (14,3%) 7

НК2А 19(61,3%) 4 (44,4%) 7 (50%) 30

НК 2Б 8 (25,8%) 4 (44,4%) 5 (35,7%) 17

Фибрилляция предсердий 10 (32,3%) 2 (22,2%) 2(14,3%) 22

Таблица 2. Распределение больных по видам пороков клапанов сердца\

ВискЬегй Сш1осНо1 Раствор №3 Всего

Аортальный порок 20 (64,5%) 6(66,7%) 5 (35,7%) 31

Митральный порок 6(19,4%) - 7 (50%) 13

2-х клапанные пороки 5 (16,1%) 3 (33,3%) 2 (14,3%) 10

Митрализация (среди них) 3 (9,7%) 2 (22,2%) 2 (14,3%) 7

Относительная нед-ть ТК 4 (12,9%) 4 (44,4%) 4(28,6%) 12

Основными этиологическими факторами в развитии патологии были ревматизм, врожденный порок сердца и инфекционный эндокардит (ИЭ). Необходимо отметить, что более половины больных с ИЭ были прооперированы в активной стадии заболевания. Врожденная патология представлена в основном аномалией количества створок аортального клапана (табл. 3).

Таблица 3. Этиология пороков клапанного аппарата сердца.

ВискЬеге Сиз^хНо! Раствор №3 Всего

ВПС: 2-х створчатый 12 (38,7%) 4 (44,4%) 1 (7,1%) 17

Ревматизм н/ф 9 (29%) 4 (44,4%) 9(64,3%) 22

Инфекционный эндокардит 5 (16,1%) 3 (33,3%) 3 (21,4%) 11

первичный 4 (12,9%) 1(11,1%) 2 (14,3%) 7

вторичный 1 (3,2%) 2 (22,2%) 1 (7,1%) 4

в активной фазе 5 (16,1%) 2 (22,2%) - 7

Миксоматоз 1 (3,2%) - - 1

Отрыв хорд 1 (3,2%) - 2 (14,3%) 3

Таблица 4. Сопутствующие патологии.

ВискЬеге Си$и><Но1 Раствор №3 Всего

Атеросклероз коронар. 5 (16,1%) 1 (11,1%) 6

Аневризм, расшир. восх. 5 (16,1%) 2 (22,2%) 1 (7,1%) 8

Тромбоз левого предсердия 1 (3,2%) - - 1

Врожденные патологии 1 (3,2%) - - 1

По характеру оперативного вмешательства группы достоверно различались. Превалирующим типом операций во всех трех группах было вмешательство на аортальном клапане (58,1%, 66,7%, 42,9% в 1, 2-й, 3-й группах соответственно). В группе "ВискЬегц" производились операции самой высокой категории сложности (операция Росса 25,8%, протезирование корня аорты по методике Росса 9,7%, операция Бентапа Де Бона), а также повторные вмешательства после операции с ИК 9,7%. Количество и виды оперативных вмешательств указаны в таблице 5.

ВиекЬегй | С|ШосНо1 Раствор Х°3 Всею

Вмешательство на 18(58,1%) 1 6(66,7%) 6 (42,9%) 30(55,6%)

ПАК 5 (16,1%) 4 (44,4%) 6 (42,9%) 15(27,8%)

Операции Росса 8 (25,Ш 1 8 (14,8%)

Протезирование корня 3 (9,7%) 1 (11,1%) - 4 (7.4%)

Бен тала Ду Бона 1 (3,2%) 1 (11,1%) - 2 (3,7%)

РеПАК 1 (3,2%) - - 1 (1.9%)

Вмешательство на 6 (19,4%) 0 (0%) 5 (35,7%) 11 (20,4%)

пмк 4 (12,9%) - 5 (35,7%) 9 (16,7%)

РеПМК 2 (6,5%) - - 2 (3,7%)

Двухклапанное 6(19,3%) 3 (33,3%) 2(14,2%) 11 (20,4%)

ПАК, ПМК 4(12,9%) 3 (33,3%) 1 (7,1%) 8(14,8%)

ПАК. ПТК 1 (3,2%) - I (7,1%) 2 (3,7%)

ПМК. ПТК 1 (3,2%) - - 1 (1,9%)

Пластика МК на кольце 1 (3,2%) 1 (11,1%) 2(14,3%) 4 (7,4%)

Пластика ТК, среди ни* | 4 (12,9%) 3 (33,3%) 3(21,4%) 10(18,5%)

Среднее время ИК и пережатия аорты представлены на диаграмме 1. Диаграмма. I. Длительность ИК и ишемии миокарда (в минутах).

И время ИК □ время пережатия аорты

250 -

ВиекЬегй Си8(о<Ио! Раствор №3

Время пережатии 127,4 ±14,7 127,2 ±24,4 79 ±9,6

аорты

Время ИК 196,9 ±20,8 197 ±35,5 132,5 ±17,2

Достоверных различий по отношению к значениям времени пережатия аорты и времени ИК между группами №1 V Лг?2 не выявлено (р>0,05). Тогда как в третьей группе, значения этих показателей достоверно меньше (р< 0,05) чем в группах и №2.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ Результаты биоцентрической импедансметрии миокарда.

Биоэлектрический импеданс миокарда (импеданс, 7.) исследовался

практически весь период ИК. Все показатели Z рассматривались

относительно исходных значений (табл. 6), которые фиксировались на "теплом сердце" при температуре ~36,7°С.

Таблица 6. Средние значения исходного импеданса, Ом.

ВиекЬегр С^ойМ Раствор №3

гяч-о 850 ±5,6 849,2 ±9,3 856,4 ±6,8

гвч-о 399 ±2,6 394,9 ±3,3 399,5 ±4,7

Кп-0 2,13 ±0,02 2,15 ±0,03 2,15 ±0,03

Достоверных различий по отношению к значениям параметров групп не выявлено: р>0,1 дм всех.

Большой разброс исходных значений Zвч, 2пч, где стандартное отклонение от среднего составило 14,7 для всех пациентов, обусловлен несколькими факторами: электропроводимостью ткани, толщиной исследуемого участка миокарда и расстоянием между фиксированными электродами.

Тем не менее, важно отметить, что у всех пациентов исходные значения отношений 2нч к гвч импедансу (Кп- крутизна дисперсии) в среднем составляет 2,14±0,03 и не зависит от объема исследуемого участка миокарда. Поэтому в дальнейшем, вместо абсолютных значений импеданса мы будем обсуждать их относительные изменения.

При анализе данного материала выявлены общие закономерности изменения биоэлектрического импеданса миокарда (рис. 2). До пережатия аорты, сопротивление миокарда практически не менялось, что показывало стабильность состояния внеклеточного и внутриклеточного пространства. Через несколько секунд после пережатия аорты, импеданс резко возрастал за счет Zнч, о чем свидетельствовало увеличение Кп. Это изменение объясняется объемной разгрузкой мелких кровеносных сосудов с последующим относительным обезвоживанием интерстициального пространства (рис. 2, промежуток 1-2). Этот процесс длится в среднем 1,8±0,1 минут, после чего электрическое сопротивление миокарда стабилизируется, если к тому времени не начато введение КПР.

Первое введение КПР проводилось в среднем через 1,2±0,1 минуты после пережатия аорты с целью достижения асистолии. Сразу после введения КПР импеданс стремительно снижался к исходному значению в основном за счет 2нч, что свидетельствовало о наполнении сосудистого русла и интерстициального пространства КПР. Снижение импеданса наблюдалось до определенного значения и держалось на этом уровне до окончания инфузии (рис. 2, промежуток 2-3). После КП величина импеданса снова возрастала, и достигала максимального значения (рис. 2, точка 2'), так называемого "импеданса сухого миокарда" (ИСМ) (табл. 7).

ВискЬе^ Сиз(осНо1 Раствор №3

Хяч-Г 1002,9 ±6,5 1001,8 ±10,7 1010,1 ±8,2

Хвн-Т 438,6 ±3,1 433,9 ±3,3 437,9 ±5,5

Кп-2' 2,29 ±0,02 2,31 ±0,03 2,31 ±0,04

Достоверных различий по отношению к значениям параметров групп не выявлено. р>0,1 для всех

Последующие сеансы КП влекли за собой аналогичные изменения импеданса (рис. 2, промежутки 2'-3', 2"-3" и т.д.).

После снятия зажима с аорты и восстановления коронарного кровотока импеданс миокарда снижался до исходного значения или ниже того.

Оценка адекватности перфузии передней стенки ПЖ.

Адекватность перфузии передней стенки ПЖ была оценена на основании данных биоэлектрической импедансметрии полученных во время проведения КПР. Всего исследовано 99 сеансов КП, из которых 55 проводились антеградно и 44 ретроградно.

Антеградный путь введения КПР.

В таблице 8. представлены средние значения объемной скорости введения КПР (УЯСПР) и степень снижения 2вч (М-Хнч) при антеградном пути введения КПР. Чтобы найти зависимость между У1-КПР и Д^нч, мы попытались определить степень, с которой значения двух переменных

"пропорциональны" друг другу. Для решения этой задачи была использована простая линейная корреляция Пирсона (диаграмма 2).

Вычисления показали высокий коэффициент корреляции г=0,85 (р<0,001) между УМСПР и Д^нч при антеградном введении КПР. Антеградная кардиоплегия осуществлялось как в корень аорты, так и в устья коронарных артерий. Как видно из таблицы 8 высокая степень корреляции наблюдалось в обоих случаях.

Ретроградный путь введения КПР.

Было исследовано 44 сеансов ретроградной кардиоплегии (РКП), где сильной корреляционной связи между УьКПР и Д^нч не наблюдалось (диаграмма 2). При детальном разборе диаграммы рассеяния можно заметить разнородность данных, область которых помечена пунктирной линией. В подобных ситуациях низкая корреляция может быть следствием разбиения данных на две группы, а вовсе не отражать "истинную" зависимость между двумя переменными. В данном случае мы попытались вычислить корреляции отдельно для каждого множества, разделив пациентов с РКП на две группы (табл. 9 и диаграмма 3).

Как видно из диаграммы 3 в группе "А" данные, абсолютно коррелируемые г=0,89, где уровень значимости р<0,001. Тогда, как в группе пациентов "Б" корреляции не наблюдалось г=-0,15, что свидетельствует о ригидности импеданса от изменений объемных скоростей РКП.

Напомним, что нами исследовался биоэлектрический импеданс передней стенки ПЖ - бассейн, дренируемый преимущественно передними венами сердца.

Учитывая вышеперечисленное, можно предположить, что в группу "А" вошли пациенты п=27 (61,4%), у которых передние вены сердца дренируются в систему коронарного синуса (КС). Поэтому, ретроградная кардиоплегия через КС, в данной группе пациентов предусматривала

адекватную перфузию миокарда передней стенки ПЖ.

Группу "Б" могли составить больные п=17 (38,6%), у которых передние вены сердца дренировались в правые отделы сердца, минуя КС. У таких пациентов РКП через КС не создавала адекватной перфузии передней стенки ПЖ. Следовательно, в данной группе форсирование объемных скоростей КП не влечет за собой изменения 2яч.

Средняя кардиальная вена, которая дренирует кровь от некоторых областей МЖП, открывается в КС очень близко к его устью. Среднее расстояние между устьем КС и средней кардиальной веной 1,7±0,6 мм у взрослых. Соответственно, невозможно гарантировать положение баллона при РКП в синусе без окклюзии открывающихся там вен.

По методу канюляции КС пациенты были разделены на две подгруппы: внутренняя окклюзия КС раздутым баллоном и внешняя окклюзия ограничение отверстия КС с помощью кисетного шва. Результаты в подгруппах с разными методами окклюзии КС достоверных различий не показали (табл. 9 ).

Таблица 8.

п умспр АиЕвч г Уровень

Антеградно 55 284 ±10,7 13,3% ±0,5% 0,85 <0,0001

в корень Ао 18(32,7%) 304,4 ±22,6 14,1% ±0,8% 0,92 <0,005

в устья КА 37 (67,3%) 274,1 ±10,2 13% ±0,5% 0,8 <0,005

Диаграмма. 2. Корреляция между УиКПР и А1-2нч во время антеградного и ретроградного введения КПР.

Г 17% с

£ 16% а

15% 14% 13% 12% 11% 10%

Антеградног = 0,852, р=0,00001

I

•Н

Я* ш. *

V

и

180 220 260 300 340 380 Объемная скорость введения КПР, мл/мин

„18% -

216% <

14% 12% 10% 8% 6% 4% 2%

Ретроградно г = 0,41; р=0,055

-г» *

• ••

.1 I

120 150 180 210 240 270 300 330 360

Объемная скорость введения КПР, мл/мин

Таблица 9.

п Vt-КПР At-Zm г Уровен

Ретроградно 44 223,4 ±11,5 9,6% ±0,7% 0,41 >0,05

группа А 27 (61,4%) 220,4 ±14,6 10,8% ±0,8% 0,896 <0,001

внутренняя окклюзия КС 18(66,7%) 212,2 ±19,7 10,5% ±1% 0,92 <0,005

внешняя окклюзия КС 9 (33,3%) 236,7 ±15,7 11,4% ±1,1% 0,81 <0,005

группа Б 17 (38,6%) 228,2 ±18,8 7,8% ±0,3% -0,15 >0,05

внутренняя окклюзия КС 10 (58,8%) 218 ±24,4 7,9% ±0,5% -0,11 >0,05

внешняя окклюзия КС 7 (41,2%) 242,9 ±27,9 7,7% ±0,4% -0,18 >0,05

Диаграмма. 3. Корреляция между У(-КЛР и Ьл-2нч во время ретроградного введения КПР.

г18%

с

¡16% 14% 12% 1 10% 8% 6% -

Группа А г-0,8965, р=0,000001

I * *

... ,л

¡,18% т я

У16% <

14% -12% 10% 8% 6% -4% 2%

Группа Б' г = -0,1493, р=0,56

120 160 200 240 280 320 Объемная скорость введения КПР, мл/мин

120 160 200 240 280 320 Объемная скорость введения КПР, мл/мин

Ишемия миокарда и изменение импеданса.

После 15-20 минут интраоперационной ишемии в условиях анаэробного гликолиза происходит аккумуляции лактата и протонов в цитоплазме, развивается внутриклеточный ацидоз. Возникает гипергидратация каналов эндоплазматического ретикулуума, вакуолизация вставочных дисков. В условиях нарастающей ишемии наблюдается избыточное накопление ионов водорода, что приводит, прежде всего, к распространенному отеку перинуклеарной области, расширению и набуханию канальцев саркоплазматического ретикулуума и Т-системы. С прогрессирующим нарушением обмена электролитов и ионного равновесия клетки нарастает осмотическое давление в миоцитах. Это приводит к частичному

перемещению экстрацелюлярной воды в миоциты и к формированию клеточного отека. На этой стадии повреждения миокарда также наблюдается гидратация эндотелия капилляров за счет частичного перемещения тканевой воды в эндотелиоциты. Эти изменения приводят к увеличению суммарного внутриклеточного пространства и соответственно повышению электрической проводимости миокарда, что в свою очередь проявляется снижением импеданса.

У некоторых пациентов, через определенный промежуток времени после пережатия аорты наблюдалось снижение импеданса преимущественно за счет 2вч (рис. 2, промежуток 8-4). В таблице 10 представлены средние значения времени, когда Zвч начинал снижаться для каждой группы пациентов.

Таблица 10. Средние значения времени начала снижения 2вч в минутах.

ВискЬегк СизЫМ Раствор №3

Среднее 177,6 ±2,1 148 ±3,9 69,5 ±1,5

Минимум 175 146 66

Максимум 181 150 73

Различия между группами достоверны • р<0,01 для всех.

При анализе зависимость между временем пережатия аорты и изменениями 2вч в группах с ФХКП, наблюдалась высокая степень зависимости (г=0,93 р<0,001 "Раствор №3" и г=0,88 р<0,001 "СшЫюГ) между временем пережатия аорты и снижением гвч. В группе "ВискЬе^", корреляционная связь минимальная г=0,49 (р<0,05), что предусматривает относительную стабильность суммарного объема внутриклеточного пространства во время пережатия аорты, и это ожидаемо в условиях кровяной кардиоплегии.

Изменения биоэлектрического импеданса миокарда после восстановления коронарного кровотока.

После снятия зажима с аорты и восстановления коронарного кровотока электрическое сопротивление миокарда снижалось до исходных значений

преимущественно за счет Zh4. У некоторых пациентов продолжалось снижение Zb4 ниже исходного значения (рис. 2, промежуток 5-6).

Восстановление коронарного кровотока после длительного пережатия аорты, может привести к массивному поступлению кальция в миоциты, что приводит к резкому осмотическому набуханию саркоплазматического ретикулуума и Т-системы. Ускоряется утилизация АТФ за счет АТФазы, угнетается митохондриальная продукция АТФ, что ведет к истощению макроэргических фосфатов. В клеточных мембранах накапливаются амфифильные соединения, влияющие на физические свойства фосфолипидного бислоя. Нарушается целостность мембран, обмен электролитов и ионного равновесия клетки. Все это приводит к «взрывному» набуханию клеток и снижению электрического импеданса миокарда. Значительный отек эндотелиоцитов вплоть до обтурации капилляров в свою очередь, тоже приводит к увеличению суммарного внутриклеточного пространства.

После восстановления коронарного кровотока наименьшее снижение сопротивления миокарда наблюдалось в группе №1, что в среднем составило 2,8%. Тогда как в группах с ФХКП №3 и №4 степень снижения составляла в среднем 6,6% и 10,3% соответственно, что достоверно выше (р<0,05), чем в первой группе. При анализе зависимости между временем пережатия аорты и степенью максимального снижения Zbh после восстановления коронарного кровотока выявлена высокая корреляционная связь в группах с ФХКП (r=0,93 р<0,0001 "Custodiol" и г=0,87 р<0,005 "Раствор №3").

У 16 пациентов, ответом на неконтролируемое поступление крови по коронарным сосудам после прекращения глобальной ишемии миокарда являлось его "оглушение" - myocardial stunning, что подтвердилось ЭХОКГ, ЭКГ и общеклиническими методами исследования. У всех этих пациент^

наблюдалось снижение БЭИМ. Из остальных 38 пациентов снижение импеданса наблюдалось только у 20%, причем уровень его снижения достоверно ниже, чем в первом случае.

В каждой кардиоплегической группе мы определили максимальное время пережатия аорты, при котором снижение импеданса не предшествовало "оглушению" миокарда. С точки зрения биоэлектрической импедансметрии Этот промежуток времени мы назвали временем безопасного пережатия аорты {диаграмма 4).

Диаграмма 4. Время безопасного пережатия аорты в каждой группе.

^Среднее время начало снижения импеданса @ Время безопасного пережатая аорты

Custndiol

Buckberg

Как видно из диаграммы, кровяная кардиоплегия обеспечивает безопасность при более длительном пережатии аорты, чем кри с гаплоидные варианты кардиоплеги и.

Оценка утилизации кислорода миокардом. Наиболее частым ответом на неконтролируемое поступление крови по коронарным сосудам после прекращения глобальной ишемии миокарда является его "оглушение" - myocardial stunning. Расчет миокардиального потребления кислорода (МУОг) производился по формуле:

MVOj= Общий О; в артериальной крови - Общий О; в крови из коронарного синуса, где Общий 02 = 1,39 НЪ х Sat02 + 0,0031 Р02 До пережатия аорты MVOj в среднем составило 2,4 ±0,15 мл/мин.

\б

Повышенное МУОг на 20-ой минуте реперфузии наблюдалось во всех трех группах, однако в группе №1 МУ02 в среднем составило 2,81 ±0,14, что достоверно меньше (р<0,05), чем в остальных группах. Наиболее высокое потребление кислорода отмечалось в группах с фармакохолодовой кардиоплегией, 3 ±0,22 и 3,17 ±0,19 в №2 и №3 соответственно.

Исследование лактата в крови из коронарного синуса.

При расчете разницы концентрации лактата в крови из КС и в артериальной крови на 20-ой минуте реперфузии была выявлена существенная разница между группами. Наибольшая разница в концентрации лактата наблюдалась в третьей группе 3,3 ммоль/л, тогда как в группах №№ 1 и 2 составила 1,7 и 2,4 соответственно.

Интраоперационное восстановления сердечной деятельности.

Анализ характера сердечной деятельности после возобновления коронарного кровотока выявил существенные различия между группами. Самостоятельное восстановление правильных сердечных сокращений после применения кровяной кардиоплегии достигло 71%, что с высокой достоверностью (р<0,001) превысило частоту данного показателя в группе больных с кристаллоидной кардиоплегией (44,4% "СшЮсНоГ и 35,7% "Раствор №3"). В остальных случаях использовалась кардиоверсия.

В исследовании не выявлено достоверной разницы (р>0,05) между потребностью в однократной дефибрилляции в сравниваемых группах больных. В тоже время многократная электроимпульсная терапия с высокой степенью достоверности (р<0,001) превалировала после использования КПР №3 - у 43% больных, в отличие от группы "ВискЬещ" (6,5%).

Анализ ЭКГ- наблюдений в постишемическом периоде.

Одним из общепринятых клинических критериев качества защиты миокарда является восстановление синусового ритма у больных с исходной фибрилляцией предсердий (ФП). У 44,2% больных с дооперационной ФП в

группе "Buckberg" на операционном столе восстановился синусовый ритм. Примечателен тот факт, что в 12,2% случаях кардиоверсия не применялась, что свидетельствует не только об адекватной коррекции порока, но и об отсутствии серьезных изменений внутриклеточной среды и метаболических нарушений в период реоксигенации.

Возникшие в послеоперационном периоде острые нарушения ритма преимущественно были непродолжительными по времени. Лишь у 9,6% пациентов кровяной группы тахиаритмия либо экстрасистолия сохранялась в течение первых трех часов после операции, в группе "Custodiol" длительное введение антиаритмических препаратов потребовалось у 22,2% больных, р<0,05.

Регистрируемые после удаления зажима с аорты нарушения проводимости, как правило, были кратковременными и мало отличались между группами. В большинстве наблюдений, независимо от характера восстановлений сердечной деятельности, в первые 20-30 минут постперфузионного периода наблюдался узловой ритм с блокадой одной из ножек пучка Гиса и последующим восстановлением исходного либо синусового ритма. Преходящая полная поперечная блокада была зафиксирована у 23,7% пациентов первой группы, 28,2% и 31,3 у больных второй и третьей группы соответственно. После подключения ЭКС с частотой 80-90 импульсов в минуту соответственно у наблюдаемых больных ЭКГ нормализовалась в течение 19±5,7 минут. Интенсивность и длительность инотропной стимуляции миокарда.

У 38,7% больных с кровяной кардиоплегиеЙ вазопрессорные катехоламины не применялись вообще, в отличие от группы "Custodiol" -22,2% (р<0,001) и "Раствор №3" - 14,3%.

В группе с кровяной кардиоплегиеЙ достоверно реже применялись высокие дозы инотропных препаратов - лишь у 6,5% больных по

сравнению с 22,2% в группе "СизЫюГ (р<0,001) и 28,6% "Раствор №3". Данный показатель заслуживает особого внимания, так как является критерием тяжести и продолжительности ОСН. Потребность в терапевтических дозах природных и синтетических катехоламинов у больных с кровяной кардиоплегией также меньше, хотя достоверных различий между группами не получено (р>0,05).

По продолжительности инотропной поддержки группы оказались достоверно различными.

Уже через 3 часа после ИК в группе "ВискЬег^' 73,3% больных освободились от инотропной поддержки, тогда как в группах "С1Шо<Но1" и "Раствор №3" всего 33,3% и 46,2% больных соответственно катехоламины не получали. Через сутки после операции в инотропной стимуляции нуждались всего 13,3% больных первой группы, а 22,2 и 38,5%% соответственно во II и III группе. К 60 часам после операции практически все оставшиеся пациенты в первой группе были освобождены от инотропной стимуляции, тогда как небольшое количество пациентов II и III группы все еще нуждались в терапевтических дозах катехоламинов к этому времени.

Выводы

4. Биоэлектрическая импедансметрия миокарда дает возможность оценить уровень наполнения интерстициального пространства во время инфузии кардиоплегического раствора, о чем свидетельствует высокая степень корреляции между объемной скоростью кардиоплегии и изменением биоэлектрического импеданса миокарда.

5. Во время ретроградной кардиоплегии биоэлектрическая импедансметрия дает возможность оценить адекватность перфузии передней стенки правого желудочка, и при необходимости своевременно изменить путь введения кардиоплегического раствора.

6. Снижение электрического сопротивления миокарда является одним из ранних признаков ишемического повреждения кардиомиоцитов, что в режиме реального времени может в той или иной степени прогнозировать уровень предшествующего реперфузионного повреждения. Выявлена высокая степень корреляции между длительностью пережатия аорты и снижением импеданса миокарда.

7. Исследуя биоэлектрический импеданс миокарда после восстановления коронарного кровотока, можно оценить уровень реперфузионного повреждения клеток и степень отека миокарда.

8. Исследование биоэлектрического импеданса миокарда может стать существенным дополнением к существующим методам оценки адекватности защиты сердца.

Практические рекомендации.

1. Пациентам, которым планируется ретроградная кардиоплегия и/или прогнозируется время пережатия аорты более 110 мин, необходимо проводить биоэлектрическую импедансметрию миокарда во время операции.

2. При введении кардиоплегического раствора в коронарное русло на мониторе импедансметра наблюдается снижение Zнч к исходному значению, что свидетельствует о наполнении интерстициального пространства кардиоплегическим раствором. Отсутствие этого снижения означает, что исследуемый участок миокарда перфузируется не адекватно и в этом случае следует увеличить объемную скорость введения КПР или поменять путь его введения.

3. Снижение 2вч на мониторе импедансметра через некоторое время после пережатия аорты означает нарастание внутриклеточного отека миокарда на фоне ишемического повреждения кардиомиоцитов. В этом случае следует

считать защиту миокарда не адекватной и изменить протокол проведения кардиоплегии.

4. При прогнозировании времени пережатия аорты до 110 мин интраоперационная защита миокарда любым из рассмотренных кардиоплегических пособий эффективна и безопасна.

5. При прогнозировании времени пережатия аорты более 110 мин интраоперационную защиту миокарда рекомендуется проводить с использованием 3000 мл «Кустодиола». У больных ИБС с множественными поражениями коронарных артерий, низкой сократительной функцией миокарда или при прогнозировании времени пережатия аорты более 165 мин интраоперационную защиту миокарда целесообразно проводить с помощью кровяной кардиоплегии по Buckberg.

Список опубликованных автором работ по теме диссертации:

1. JI.A. Бокерия, P.P. Мовсесян, Г.А. Бледжянц, Т.Б. Аверина, A.C. Никифоров. Возможности рН-мониторинга миокарда при выполнении операции на сердце в условиях кардиоплегической ишемии. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. -2006. -Т. 142. -№ 8. -С. 233-236.

2. Л.А. Бокерия, Г.А. Бледжянц, P.M. Муратов, P.P. Мовсесян, A.B. Корженевский, В.Н. Корниенко, В.А. Черепенин. Электрическая импедансметрия как метод оценки защиты миокарда при операциях на сердце с искусственным кровообращением. // Бюллетень НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева РАМН Сердечно-сосудистые заболевания. -2006. - Т. 7. -№ 5. -С. 80-89.

3. Бледжянц Г.А., Муратов P.M., Мовсесян P.P., Бокерия Л.А., Корженевский А.В, Корниенко В.Н, Черепенин В.А. Биоэлектрическая

импедансметрия миокарда в оценке эффективности защиты миокарда. И Грудная и серд.-сосуд. хир. - 2006. - № 5. - С. 19-22.

4. JI.A. Бокерия, Г.А. Бледжянц, P.P. Мовсесян, P.M. Муратов, А.В. Корженевский, В.Н. Корниенко, В.А. Черепенин. Биоэлектрическая импедансметрия миокарда при операциях на сердце с искусственным кровообращением. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2007. - Т. 143.-№1,-С. 38-41.

5. Бледжянц Г.А. Биоимпедансная спектроскопия как метод оценки адекватности перфузии передней стенки правого желудочка при кардиоплегии. // Тез. докл. и сообщ. 9-й Всероссийской конференцией молодых ученых НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. - Москва, 2005. - Т. 6. -Jfe3.-C.219.

6. Бокерия Л.А., Муратов Р.М., Мовсесян Р.Р., Бледжянц Г.А. Биоимпедансная спектроскопия как метод оценки защиты миокарда при операциях на сердце с искусственным кровообращением. // Тез. докл. и сообщ. 10-й Всероссийской конференцией молодых ученых НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. - Москва, 2006. - Т. 7. - №3. - С. 145.

7. Бокерия JI.A., Мовсесян Р.Р., Бледжянц Г.А., Аверина Т.Б., и др. Первый опыт использования мониторинга рН миокарда во время операционного вмешательства. // Актуальные вопросы защиты миокарда: Тез. докл. и сообщ. 11-го Всероссийск. съезда серд.-сосуд. хирургов. - Москва, 2005. -Т. 6.-№5.-С.214.

8. Бокерия JI.A., Муратов Р.М., Мовсесян P.P., Бледжянц Г.А. Биоимпедансная спектроскопия как метод оценки защиты миокарда при операциях на сердце с искусственным кровообращением. // Актуальные вопросы защиты миокарда: Тез. докл. и сообщ. 11-го Всероссийск. съезда серд.-сосуд. хирургов. - Москва, 2005. - Т. 6. - №5. - С. 214.

Заказ №57. Объем 1 п.л. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ООО «Петроруш». г. Москва, ул. Палиха-2а, тел. 250-92-06 www.postator.ru