Автореферат и диссертация по медицине (14.00.44) на тему:Экспериментальное обоснование эффективности операции динамической миовентрикулопластики как метода хирургического лечения критической левожелудочковой недостаточности

г 5 ОД

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК НАУЧНЫЙ ЦЕНТР СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ХИРУРГИИ им. А. К БАКУЛЕВА

На правах рукописи УДК 616.12-008. 46-089

МЕРЗЛЯКОВ ВАДИМ ЮРЬЕВИЧ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОПЕРАЦИИ ДИНАМИЧЕСКОЙ ШЮВЕНТРИКУЛ0Ш1АСТИКИ КАК МЕТОДА ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ КРИТИЧЕСКОЙ ЛЕВОЖЕЛУДОЧКОВОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

(14.00.44 - сердечно-сосудистая хирургия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва 1996

Работа выполнена б Научном Центре сердечно-сосудистой хирургии им. А. Е Бакулева Российской АМН

Научные руководители: лауреат Ленинской и Государственной премии СССР,

академик РАМН, профессор Л. А. Бокерия;

доктор медицинских наук К. Е Шагалов.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук И. И. Скопин;

доктор медицинских наук, профессор П. А. Казанчян.

Ведущее учрездение:

Институт хирургии им. А. В. Вишневского РАМН

Защита состоится " 2в " /ЮрТЯ 1996г. в 14 часов на заседании Диссертационного Совета Д. 001.15. 01 при Научном Центре сердечно-сосудистой хирургии им. А. Е Бакулева РАМН, по адресу: 117421, Москва, Ленинский проспект, 8.

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

Автореферат разослан " /Ь " Я 1996 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат биологических наук

старший научный сотрудник М. А. Милаева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

Несмотря на последние достижения кардилогии, рефрактерная к медикаментозной терапии сердечная недостаточность занимает ведущую позицию в структуре формирования госпитальной летальности.

Сердечная недостаточность является причиной тяжелой инвали-диэации и значительного ухудшения качества жизни огромного контингента пациентов.

Пересадка сердца и различные имплантируемые системы вспомогательного и заместительного кровообращения дают обнадеживающие результаты. Однако, проблема доноров для получения внутренних органов, а так же многочисленные осложнения при использовании искусственного сердца ограничивают широкое распространение этих методов .

В последнее дясятилетие все больше сторонников приобретает качественно новое, хирургическое направление решения данной проблемы - метод динамической кардиомиопластики (ДКЫП).

Смысл метода ДКМП заключается в использовании энергии сокращения скелетной мышцы, под воздействием специальной электрической стимуляции в режиме кардиосинхронизации, для усиления насосной функции необратимо поврежденного миокарда.

Широкое внедрение операции в клинику сдерживает ряд нерешенных проблем, касающихся техники и методики проведения операции, особенностей режимов и параметров стимуляции мышечного лоскута, выбора контингента больных для операции. Особое значение имеет вопрос оценки эффективности выполненной операции и выявления критериев ее гемодинамической компетентности в стабилизации и улучшении гемодинамического статуса.

Цель и задачи исследования

Цель исследования заключалась в обосновании гемодинамической эффективности метода динамической миовентрикулопластики (ДМВП) с использованием лоскута широчайшей мышцы спины (ШЫС) с сохраненным сосудисто-нервным пучком, при лечении необратимой левожелудочко-вой недостаточности.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи;

1. Определить оптимальные режимы и параметры стимуляции лоскута ШМС с точки зрения их эффективности воздействия на гемодинамику в раннем послеоперационном периоде.

2. Разработать оптимальный способ и хирургическую техник экспериментального моделирования критической левожелудочковой не достаточности, путем создания большой мешковидной аневризмы I последующим выполнением операции ДМВП.

3. Изучить гемодинамические параметры во время функционирования сформированного комплекса "сердце-скелетная мышца" в условиях необратимой левожелудочковой недостаточности в ближайшие 1 отдаленные сроки после операции ДМВП.

Научная новизна исследования

Определены оптимальные с точки зрения гемодинамической эффективности режимы и параметры стимуляции нетренированного ауто-мышечного лоскута в раннем послеоперационном периоде.

Разработана оригинальная хируртическая методика создание большой аневризмы ЛЖС при экспериментальном моделировании критической левожелудочковой недостаточности без использования искусственного кровообращения.

Создана и всесторонне апробирована простая и относительно атравматичная методика операции миовентрикулопластики с замещением участка стенки ЛЖС, элементы которой могут быть применены в клинике.

На большом количестве наблвдений» впервые получены полные достоверные данные о функциональной компетентности сформированного комплекса "сердце-скелетная мышца" в ближайшем и отдаленном послеоперационных периодах.

Практическая значимость исследования

Элементы разработанной операции ДМВП могут быть с успехом применены в клинических условиях при проведении операции у больных, у которых применение традиционных методик хирургического лечения сопряжено с высоким риском или не возможно.

Оптимизированные с точки зрения гемодинамической эффективности режимы и параметры стимуляции аутомышечного лоскута могут быть использованы для последующего конструирования и изготовления электромиостимуляторов для выполнения операции ДМВП.

Проведенное исследование функционального состояния сформированного комплекса "сердце-скелетная мышца" может оказаться отправным пунктом в разработке алгоритмов оценки эффективности выполненной операции в клинике и при отборе контингента больных на операцию ДМВП.

Реализация результатов работы

Результаты диссертационного исследования внедрены в экспериментальную и клиническую практику Института сердечно-сосудистой хирургии им.А.Н.Бакулева РАМН и могут быть использованы в других кардиохирургическихцентрах страны.

Апробация работы

Материалы и основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на:

- заседаниях Ученого Совета НЦССХ РАЫН в 1988-1994 годах;

- II ежегодной конференции Ассоциации грудных и сердечно-сосудистых Хирургов Индии (Чандигар, Индия, 1989);

-Конгрессе "Euro-Pace" (Стокгольм, Швеция, 1989);

- XI мировом конгрессе по кардиологии (Филиппины, 1990);

- III всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов с участием стран-членов СЭВ по проблеме "Диагностика и хирургическое лечение заболеваний сердца и сосудов" (Москва, 1990);

- Первом Всесоюзном съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 1990);

- VIII Азиатском конгрессе по кардиологии (Сингапур, 1990);

- Всесоюзном симпозиуме "Экспериментальная сердечно-сосудистая хирургия" (Суздаль, 1991);

- III мировом конгрессе "Изменение стереотипов в Кардиохирургии: ограничения и альтернативы'' (Зальзбург, Австрия, 1993);

- Втором всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Санкт-Петербург, 1993);

- II Научной конференции ассоциации сердечно-сосудистых хирургов Украины (Украина, Киев, 1994).

Регулярно результаты исследований докладывались и обсуждались на еженедельных рабочих конференциях экспериментального отдела НЦССХ РАМН.

Публикации результатов исследования

По теме диссертации опубликована 21 научная работа, из них 9 за рубежом. Защищено 2 рационализаторских предложения.

Объем и структура работа

Диссертация изложена на 175 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 основных глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы, включающего 67 отечественных и 159 иностранных источников. Работа иллюстрирована 6 таблицами и 38 рисунками.

Во ведении изложено обоснование выбора темы и задач исследования, актуальность темы, его научная новизна и практическая значимость .

Глава 1 представлена обзором литературы, который содержит исторический очерк развития методов использования скелетных мышц в кардиохирургии. В обзоре так же приведен подробный анализ эта-

пов развития методов биомеханической поддержки необратимо поврежденному ЛЖС.

Глава 2 содержит описание основных направлений экспериментального исследования, а так же технического и анестезиологического обеспечения, описывает применяемые метода исследования.

В главе 3 описана отдельная труппа из 50 экспериментов, посвященная решению задачи определения оптимальных режимов и параметров стимуляции лоскута ШМС.

Глава 4 включает описание хирургической методики создания модели сердечной недостаточности с последующим выполнением операции ДМВП, без использования искусственного кровообращения.

Глава 5 посвящена описанию результатов исследования и их обсуждению.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основные направления экспериментального исследования: Всего было выполнено 182 эксперимента. Эксперименты выполнялись на беспородных собаках обоего пола весом от 10 до 28. без соблюдения хронобиологического фактора.

Проведенная работа была условно разделена на 2-е серии опытов: - I серия экспериментов была посвящена выявлению оптимальных режимов и параметров стимуляции лоскута ШМС с точки зрения их эффективности воздействия на гемодинамику.

- II серия экспериментов включала комплексные гемодинамичес-кие исследования у животных с моделированной левожелудочковой недостаточностью и последущим выполнением операции ДМВП на ближайших и отдаленных сроках наблюдения.

Гемодинамический статус системы большого круга кровообращения оценивался на основании регистрации и расчета более 20 показателей насосной и сократительной функции сердца. Регистрация ге-модинамических параметров осуществлялась на аппарате "Mingog-raf-7, Siemens-Eleraa"(Швеция). Определение ударного выброса и объемной скорости кровотока осуществляли на электромагнитном фло-уметре "Statham-Gould Inc.SP-2201"(ClM). При определении минутного объема сердца (СО) и сердечното индекса (CI) в отдаленном послеоперационном периоде использовали термодилюционные аппараты "IL-701 СОС"(США) и "В.Braun Melsungen СОС"(Австрия). Частичную обработку цифровых значений производили по общепринятым формулам, включенным в оригинальную программу на персональном компьютере IBM PS/486 SX (Тайвань).

Без решения задачи оптимизации режимов и параметров стимуляции лоскута скелетной мышцы невозможно рассматривать проблему использования методики ДМВП, так как отсутствие рационального стандарта в формировании стимулов во многом определяет результаты операций. В связи с этим нами была сделана попытка выявить наиболее рациональные режимы стимуляции нетренированного лоскута IUMC.

Нами был создан специальный стенд для определения параметров стимуляции мышечного лоскута in situ. IMC фиксировалась вокруг полиуританового баллона, который соединялся с датчиком измерения давления и заполнялся физиологическим раствором. Для стимуляции мышечного лоскута использовался полифункциональный миостимулятор ПСТИМИНАК~04". Критерием количественной оценки сократительной активности мышечного лоскута являлась разница базисного и амплитудного давлений в баллоне во время стимуляции" мышечного лоскута.

В процессе нашего исследования выяснилось, что длительность импульса (Ti), как при одиночной так и при "пачковсй" стимуляции, не влияет на сократимость мышечного лоскута.

При исследовании зависимости изменения давления в баллоне от частоты следования импульсов в "пачке" выявлено, что оптимальным интервалом между импульсами CTs) является 20 mS что соответствует 40 Гц. Увеличение интервала между импульсами более 20 mS приводит к значительному снижению давления в баллоне и недопустимому увеличению времени сокращения скелетной мышцы (Рис.1).

Исследуя зависимость давления в баллоне от количества импульсов в пачке (NS) при Ts=20 mS, выявлены явные преимущества "пайковой" стимуляции перед одиночной. "Пачка" содержащая 6-8 импульсов, является оптимальной для формирования адекватного мышечного тетанического сокращения (Рис.2).

Мы считаем, что количество импульсов в "пачке" (NS) и величину задержки "пачки" импульсов от R-зубца ЭКГ (Td) необходимо подбирать индивидуально для каждого конкретного случая, ориентируясь на длительность фаз кардиоцикла. Неправильная установка этих параметров может привести к увеличению длительности мышечного сокращения, что значительно ухудшает диастолическое наполнение ЛЖС.

Во всех наблюдениях выявлялась общая тенденция к прогрессии уменьшения давления в баллоне относительно начальных величин (Рис.3). Условно на графике можно выделить 3 последовательные стадии. 1-я стадия: На протяжении 1-й минуты стимуляции происхо-

Рис.1. Зависимость давления в баллоне от частоты следования импульсов в стимулирующей "пачке".

3456789 10 кол-во импульсов в "пачке"

Рис.г. Зависимость давления в баллоне от количества импульсов в стимулирующей "пачке".

стадии

1 5 10 16 20 30 60 120 240 Вреия (мин.)

Рис.3. Динамика изменения давления в баллоне при длительной "пачковой" стимуляции

дит достоверное снижение показателей давления в баллоне. Затем в течение 10-15 мин устанавливаются относительно стабильные показатели. 2-я стадия: Начиная с 15-й минуты стимуляции, отмечается резкое падение сократительной способности скелетной мышцы» продолжающееся до 30-й минуты. Именно с этим периодом можно связать истощение метаболических резервов, характеризующих контрактильные свойства "нетренированной" скелетной мышцы, подвергаемой электрической стимуляции. 3-я стадия: К 30-й минуте стимуляции устанавливается период относительно постоянного повышения давления в баллоне, длящийся на протяжении всего последующего периода исследования (до 4 часов).

Величины давления в баллоне на всем периоде наблюдения впрямую зависили от частоты сокращений мышечного лоскута и амплитуды подаваемого импульса. Нами установлено, что стабильные показатели сократимости наблюдались в случаях с минимальной частотой стимуляции (15 в 1 мин) при А = 6 V и 3 V.

Таким образом, как наиболее гемодинамически эффективные и минимально истощающие нетренированную скелетную мышцу, используемую для операции ДМВП нами предложены следующие характеристики стимуляции лоскута ШМС : Минимальная частота стимуляции - 15-30 "пачковых" стимулов в минуту с частотой следования импульсов в "пачке" - 40(Гц), длительностью импульсов в "пачке" от 0,1 до 0,5 тБ, амплитудой импульсов от 3 до 6 V и индивидуально подбираемой задержкой "пачки" от Я-зубца ЭКГ и количеством импульсов в "пачке" от 5 до 8.

II серия экспериментов состоявшая из 132 опытов была условно разделена на 2 группы: В 1 группе (п=15) разрабатывалась оптимальная хирургическая техника моделирования критической левожелу-дочковой недостаточности с последующим выполнением операции ДМВП. 2 группа (п=117) являлась основной рабочей группой. В этой серии производился анализ внутрисердечной и системной гемодинамики экспериментальных животных на различных этапах наблюдения.

Хирургическая техника экспериментального моделирования критической левожелудочковой недостаточности:

Операция начиналась с мобилизации ШМС с сохранением основного сосудисто-нервного пучка, в область которого имплантировался стимулирующий электрод миостшдулятора.

Выполнялась левосторонняя боковая торакотомия по 6-му межре-берыо. Из перикарда выкраивался округлый лоскут для последующего

моделирования аневризмы ЛЖС, Передне-верхушечный отдел ЛЖС отжимался зажимом типа "Satinsky". Миокард над зажимом иссекался, до уровня основания папиллярных мышц, что составляет в среднем до 20% массы желудочка. По краю полученного миокардиального дефекта подшивалась аутоперикардиальная заплата. Зажим"- снимался и после профилактики воздушной эмболии в передне-верхушечной области ЛЖС заполнялась объемная парадоксально пульсирующая полость, идентичная мешковидной аневризме.

В 3-м межреберном промежутке формировалось "окно" через которое лоскут ПШС низводился в левую плевральную полость. По периметру ЛЖС на миокард накладывались "П"-образные швы. Затем этими швами лоскут ШМС прошивался по латеральному краю и фиксировался к миокарду в виде "петли", оборачиваясь вокруг желудочка против часовой стрелки, с направлением мышечных волокон перпендикулярно межкелудочковой перегородке.

Участок мышцы, прилежащий к области аневризмы, подтягивался к краю миокардиального дефекта отдельными швами в виде "пломбы" формирующей новый передне-верхушечный отдел ЛЖС. Таким образом, формировался функциональный комплекс "сердце - мышца".

Сенсорный и стимулирующий электроды соединялись с соответствующими гнездами стимулятора "ЗКС-445", который фиксировался в подкожной клетчатке на шее животного.

Состояние внутрижелудочковой и системной гемодинамики у оперированных животных оценивалось нами на 9 временных этапах исследования: 1 этап - регистрация исходных гемодинамических параметров. 2 этап - непосредственно после моделирования аневризмы ЛЖС -характеризовался резким изменением гемодинамического статуса экспериментальных животных, характерным для выраженной левожелудоч-ковой недостаточности: значительное и закономерное ухудшение насосной и сократительной функции ЛЖС характеризуемое измеряемыми и расчетными показателями темодинамики (Рис.4 А,Б). Подтверждением выявленных гемодинамических изменений явилась проведенная в ряде случаев вентрикулография: визуализировалась большая дискинетичес-кая зона, занимающая III и значительные части II и IV сегментов, депонирующая во время систолы до 30% ударного объема. Это приводит к резкому падению общей фракции выброса ЛЖС. Насосная функция ЛЖС определяется компенсаторно увеличенной работой базальных сегментов - I и V.

НАСОСНЫЕ ФУНКЦИИ ЛЖС

СОКРАТИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ЛЖС

со

0м0дш1г08ание лшжлудочковоя недостаточности □исход

dаппликация лоскута шмс на лжс _

El

пмолелиробдлие лебожеяудочковой недостаточности

□аппликация лоскута вис на лжс

писход__

Рис.4. Аналитические диаграммы гемодинаыического статуса экспериментальных животных на различных этапах исследования. " -

Параметры: минутный объем сердца(СО), ударный индекс(SI), индекс ударной работы "левого сердца"(LVSWI), насосный коэффициент "левого сердца"(KLH), мощность "левого сердца" (fJLH), общее периферическое сопротивление(RT). индекс "давление время" в JDKC(LVPTI) фракция изгнания крови из ЛЖС(ЕР), относительная скорость изгнания крови из ЛЖС в аорту (ET), максимальная скорость повышения давления в ЛЖС(dP/dt max), максимальная скорость падения давления в ЛЖС(dP/dt min), продолжительность периода изгнания из ЛЖС (tdP/dt max-tdP/dt min), время активного сокращения fflC(t-dP/dt max), время активного расслабления OTC(t-dP/dt min), время пассивного заполнения ЛЖС(dP/dt min-0), коэффициент соотношения максимальных скоростей повышения и падения давления в ЛЖС(У max/V min).

Принимая во внимание соответствие уменьшения величины давления в полости ЛЖС уменьшению величины максимальной скорости повышения внутрижелудочкового давления, равномерное изменение систолической и диастолической части кривой dP/dt в ЛЖС, преобладание скорости повышения давления над скоростью падения Vmax/Vmin<l,0, увеличение интервала продолжительности периода изгнания (t-dP/dtmax-t-dP/dtmin), увеличение величины индекса относительной длительности изгнания крови из ЛЖС в аорту и увеличение времени пассивного заполнения желудочков, при установлении между этими показателями сильной корреляционной связи (г=+0,78) - состояние внутрисердечной гемодинамики на этом этапе наблюдения можно расценить как "перегрузку ЛЖС объемом".

Непосредственно после простой аппликации лоскута ШМС на ЛЖС (3 этап) гемодинамический статус животных значительно облегчался, что сразу выражалось в достоверном увеличении СО и SI по сравнению со 2-м этапом. На этом этапе значительно снижается LVEDP (в среднем на 24,3%) при одновременном недостоверном увеличений LVSP и достоверном увеличении РАМ на 13,5% (р<0,05), достоверном снижении PV (на 20,6%), PLA (на 25,7%)> РРАМ (на 22,4%) (р<0,05) по сравнению с этапом моделирования критической недостаточности ЛЖС (Рис.5). Незначительно, хотя и достоверно возрастают показатели характеризующие насосную функцию ЛЖС: KLH на 24,6% (р<0,05), IILH на 43,9% (р<0,05), LWSWI на 20,6% (р<0,05). Относительно 2-го этапа достоверно увеличивается показатель -EF на 35,7% (р<0,05) (Рис.4А, 6А,Б). Подобные же тенденции наглядно отмечаются и при вентрикулографическом исследовании. Общая фракция выброса и ударный объем незначительно увеличиваются за счет повышения фракции выброса сокращающейся части. III сегмент (зона сформированной аневризмы) из дискинетичного превращается в акинетичный, что является более гемодинамически выгодным патологическим состоянием. В то же время значительно уменьшается объем аневризмы, а следовательно и объем депонирующейся в ней крови.

Улучшаются показатели сократительной активности миокарда ЛЖС, в основном за счет фазы диастолы (Рис.4Б). Продолжительность периода изгнания из ЛЖС достоверно снижается на 10,2% (р<0,05) относительно этапа моделирования недостаточности ЛЖС. Также достоверно уменьшается показатель t-dP/dt max (в среднем на 23,2%)(р<0,05). Этот показатель по сути косвенно отражает значительное уменьшение конечно-диастоличэского объема ЛЖС.

3 4 б 6 Г Этапы яа&людеалж

РАМ

ЬУБР

ш:вр

Рис.5: Сравнительный анализ средних значений показателей среднего давления в аорте (РАМ), максимального давления в ЛЖС (ьУ£Р), конечно-диастолического давления в ЛЖС (ШЮР) на различных этапах экспериментального исследования.

N1^

ГГГ/КЕ-Ч

-1

ОЭ

ов

0.7 0.6 05 0.4 03 02 0.1 —О

кш

кбги/дин«сек«квлл 7

0 0

\ 0 О

_ ? 0 о °

о

\\ ** /л** —" ■

\\ ** У

А \\ ** уг о 1

\ Ч^у^Г *

+ р < 001

** р < 0.001

о р < 0.05

И Е

□ 4-587 Этапы наблюдения

мл

' нл

8 9

И

3 4 5 6 7 Этапы заЗлюдезия

ЕР

Рис.6: Сравнительный анализ средних значений показателей индекса ударной работы "левого сердца" (ЬДОШ, насосного коэффициента "левого сердца"(КЬН), мощности "левого сердца"ШЬН) -- (А) и минутного объема сердца(СО), фракции изгнания крови из ЛЖС(ЕР) - (Б) на различных этапах экспериментального исследования.

Апплицированная на аневризму скелетная мышца видимо чисто механически ограничивает парадоксальное движение стенок ЛЖС, уменьшает конечно-диастолический объем желудочка, увеличивает относительную жесткость миокарда, тем самым воздействуя и на увеличение эффективности сокращения.

Следующий 4-й этап исследования направлен на изучение гемо-динами ческой эффективности операции ДМВП (стимуляции лоскута ШМС в кардиосинхронизированном режиме "1:1") в остром периоде после моделирования критической левожелудочковой недостаточности. Эта методика рассматривается, как чисто экспериментальная, в клинических условиях пока такая ситуация невозможна. Это объясняется тем, что для полноценной биомеханической поддержки сердца, мышечный лоскут должен пройти определенный путь "тренировочной" адаптации к новым условиям своего функционирования под воздействием специальной электрической стимуляции.

Через 5 мин после начала стимуляции достоверно 'снижаются величины давлений (по ставнению с 2-м этапом): LVEDP на 65,6% (р<0,001), PLA на 53,3% (р<0,01), РРАМ на 41,8% (р<0,05) и PV на 41,8% (р<0,05) (Рис.5). Наряду с этим, наблюдается повышение СО в среднем на 82,4% (р<0,01), SI в среднем на 94,4% (р<0,001) по отношению к 2-му этапу. MLH возрастает на 94,7% (р<0,001) с одновременным увеличением LVSWI на 56,7% (р<0,01). KLH возрастает на 125% (р<0,001) в среднем, составляя 81% от исхода. RT на этом периоде наблюдения снижается в среднем на 23,5% (р<0,05) по отношению к этапу моделирования недостаточности ЛЖС. Необходимо отметить, что на этом этапе исследования регистрируемые показатели недостоверно отличаются от исходных значений, полученных у ин-тактных животных. Фракция изгнания крови из ЛЖС в аорту (EF) на этом этапе исследования составила в среднем 0,72 усл.ед., что составило 88,9% от полученных исходных значений и в среднем на 157% превышало аналогичный параметр, полученный на этапе моделирования недостаточности ЛЖС (Рис.6 А,Б).

Значительно нарастают по сравнению с этапом моделирования недостаточности ЛЖС показатели d.P/dt max и dP/dt min, увеличивающиеся в среднем на 69,5% (р<0,01) и 83,7% (р<0,001) соответственно. Индекс LVPTI достоверно увеличился на 85% (р<0,01) при уменьшении ЕГ на 32,4% (р<0,05) по сравнению с этапом моделирования левожелудочковой недостаточности. Эти параметры свидетельствуют об изменении внутрижелудочковой сократимости по пути уменьшения

времени пребывания крови в полости ЛЖС для восприятия энергии . сокращения камеры, усиленной сокращением мышечного лоскута аппли-цированного на нее. Это ведет к уменьшению энергозатрат сердца на цикл сокращения (при удовлетворительном сердечном выбросе), и, в тоже время, прослеживается явная тенденция к адаптации нагнетаю- . щей камеры к новым условиям работы. При этом коэффициент соотношения скоростей составляет 1,22+/~0»03 усл.ед. Учитывая, что на этих сроках LVSP недостоверно отличается от исходных значений, подобное состояние сократимости ЛЖС можно расценить как компенсированное.

В свою очередь, tdP/dt шах снижено по сравнению с этапом моделирования недостаточности ЛЖС в среднем на 40% (р<0,01), однако превышает исходные значения в среднем на 17% (р<0,05). tdP/dt min достоверно снизилось по сравнению с этапом моделирования патологии с среднем на 22,5% (р>0,95), недостоверно отличаясь от исходных значений.

Эти тенденции прослеживаются на протяжении всего периода изучения сократимости ЛЖС на этом этапе, что свидетельствует о включении в механизм сокращения ЛЖС с апплицированным и активно сокращающимся под воздействием специальной электрической стимуляции мышечным лоскутом дополнительного эластического компонента, под влиянием которого формируется внутрисердечный поток крови в основном в периоде систолы. А принимая во внимание, что время пассивного заполнения желудочка по сравнению с моделированием недостаточности ЛЖС достоверно уменьшается в среднем на 22% (р<0,05), практически не отличаясь от исходных значений, можно гипотетически представить формирование своеобразной дополнительной "стенки" ЛЖС (представленной лоскутом ШМС), которая обеспечивает улучшение насосной и сократительных функций ЛЖС.

Вентрикулографические исследования, на этом этапе исследования, подтвердили, что при функционировании комплекса "сердце-мышца" происходит значительное улучшение ударного объема и фракции выброса ЛЖС. В фазу диастолы в области III сегмента так же определяется мешковидная аневризма, однако в систолу сегмент активно сокращается, внося равноценный вклад в сокращение всего ЛЖС. В этом сегменте сокращение обеспечивается исключительно за счет скелетной мышцы, а эффективность ее сокращения для поддержки ге- • модинамики не вызывает сомнений.

Гемодинамический статус оперированных животных до 5 недели

после операции расценивался нами как компенсированный! однако с выраженными проявлениями левожелудочковой недостаточности. Практически все гемодинамические параметры достоверно не отличались от этапа аппликационной миовентрикулопластики. Проводимая схема "тренировочной" стимуляции лоскута ШМС почти не оказывала влияния на гемодинамический статус большого круга кровообращения (Рис.6 А,Б).

При изучении гемодинамического статуса на отдаленных сроках (с 5-й недели до 12-и месяцев - 5-9 этапы) после операции ДМВП выявляется отчетливая тенденция к нормализации параметров, отражающих насосную и сократительную функцию сердца. Выявляется зависимость улучшения параметров, характеризующих состояние гемодинамического статуса от режимов стимуляции лоскута ШМС, апплициро-ванного на ЛЖС (Рис .6,7).

Во время кардиосинхрониэированной стимуляции апплицированной мышцы в режиме "1:5" через 5 недель после выполнения операции гемодинамика экспериментальных животных практически полностью компенсировалась, по ряду регистрируемых и расчетных показателей ге-модинамический статус достоверно не отличался от исходных параметров (Рис.6,7).

LVSP стремилось к нормальным величинам и достоверно превышало значения, регистрируемые на этапе моделирования левожелудочковой недостаточности в среднем на 45,1% (р<0,05). При этом LVEDP и PLA оставались достоверно выше нормы - в среднем на 144% (р<0,01) и 16,4% (р<0,05), что в совокупности с оценкой сократительной способности миокарда ЛЖС свидетельствует о компенсированной недостаточности ЛЖС и относительно неполной разгрузке желудочка в фазу систолы (Рис.5,7Б). Так, значение dP/dt min не достоверно ниже исходных значений в среднем на 2,5%, хотя при сравнении показателя с этапом после формирования аневризмы ЛЖС этот показатель достоверно увеличился в среднем на 110% (р<0,001). Время активного сокращения ЛЖС также увеличилось по сравнению с исходом в среднем на 45% (р<0,001), но при этом показатель остается достоверно ниже значений, регистрируемых на этапе моделирования патологии (Рис.7Б).

Активно сокращающаяся апплицированная на ЛЖС скелетная мышца значительно увеличивает KLH, NLH IVSWI в среднем на 115% (Р<0,001), 82,9% (р<0,01) и 36,5% (р<0,05) соответственно по сравнению с этапом формирования аневризмы ЛЖС. При этом СО и SI

НАСОСНЫЕ ФУНКЦИИ ЛЖС

СОКРАТИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ЛЖС

ЬУРТ!

КШ

ш

Ушах/У ппа

аРМ( ш°ю->0

1с1РИЦ|Ш1 _/

Ш'ЛИтах-ЫГ/Лш'ш

1<1РИ» 1Ш

□3 НЕДЕЛЬ ПОСЛЕ ОПЕРАЦИИ ДМВП (режим гашуляшш 1:5) о МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛЕВОЖЕЛУДОЧКОВОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ ПЗ МЕСЯЦА ПОСЛЕ ОПЕРАЦИИ ДМВП (режим яимул»шш 1:1)

"Р5 НЕДЕЛЬ ПОСЛЕ ОПЕРАЦИИ ДМВП стимуляции 1:5) О МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛЕВОЖЕЛУДОЧКОВОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ аз МЕСЯЦА ПОСЛЕ ОПЕРАЦИИ ДМВП (режим сп^цщин 1:1)_

Рис.7. Аналитические диаграммы гемодинамического статуса экспериментальных животных на различных этапах исследования ( Обозначения параметров так-же как на Рис. 4 ),

- IB -

также достоверно отличается от этапа формирования порока, превышая соответствующие показатели на 76,5% (р<0,01) и 90,8% (р<0,001) соответственно. Фракция изгнания крови из ЛЖС на этом этапе составляет в среднем 80,2% от исходных значений, достоверно превышая значения, вычисляемые на этапе моделирования недостаточности ЛЖС в среднем на 132% (Рис.6,7А).

Все полученные данные на этапе функционирования аутомышечно-го лоскута при ДМКП после формирования аневризмы ЛЖС в ближайшие сроки после операции свидетельствуют о достаточном эффекте выполненной процедуры. Однако необходимо отметить, что регистрируемые и вычисляемые темодинамические показатели на этапе 5 недель после выполнения операции ДКЫП достоверно отличаются от аналогичных показателей, регистрируемых в остром периоде после формирования аневризмы ЛЖС и аппликации на сердце лоскута ШМС с одномоментным началом его стимуляции в режиме "1:1". Прежде всего это связано с иной кратностью синхронизации подаваемых на мышечный лоскут электрических импульсов. Мы расцениваем режим стимуляции с кратностью "1:5", как своеобразную "тренировочную" стимуляцию лоскута ШМС.

Через 8 недель после выполнения операции ДМВП (6 этап) по соблюдаемому нами протоколу стимуляции, апплицированный лоскут ШМС стимулировался с кратностью синхронизации "1:2" относительно собственных сокращений сердца. Анализируемые гемодинамические параметры на этом этапе недостоверно отличались от аналогичных параметров, регистрируемых на последующих этапах. На этом этапе значения параметров СО, SI, KLH, NLH и LVSWI в среднем составляют 82-85% от исходных величин. При этом значения LVEDP, PLA, PV и РРАМ достоверно превышают исходные значения. Это объясняется, прежде всего, остаточной, сравнительно большой преднагрузкой. EF на этом этапе исследования составила 0,62+/-ОЛЗ отн.ед., что составило 76,5% от исходных значений и на 121% превысило значения показателя, регистрируемого на этапе формирования аневризмы ЛЖС (Рис.5,6).

В отдаленные сроки после хирургического вмешательства гемо-динамический эффект операции ДМВП по некоторым параметрам выражен несколько слабее, чем в остром периоде. Однако, по сравнению с гемодинамическим статусом животных после моделирования аневризмы ЛЖС, на этом состояние гемодинамики можно оценить как полностью компенсированное. Так, практически не наблюдаются признаки пере г-

рузки ЛЖС: РЪА и ЬУЕБР достоверно не отличаются от исходных зна- . чений (Рис.5). <1Р/с1Шах и с!Р/(11;т1п составили в среднем 90-95& от исходных значений. Продолэштельностыпериода изгнания из ЛЖС недостоверно увеличена на 2-3% от исходных значений, время активного сокращения и расслабления ЛЖС также недостоверно отличается от исхода на 1-3% на всех этапах отдаленного послеоперационного периода (Рис.7В).

Значения темодинамических параметров, характеризующих нагнетательную способность желудочка с апплицированной скелетной мышцей, также недостоверно отличаются от исходных значений, значительно превышая регистрируемые параметры на этапе моделирования патологии (Рис. 6,7А).

На этапах исследования через 3-12 месяцев после выполнения операции ДЫВП при анализе вентрикулографических исследований выявлена постепенная стабилизация показателей фракции выброса на уровне, близко приближающимся к нормальным. Передне-верхушечная область - III сегмент продолжает активно сокращаться на отдаленных сроках после операции, постепенно увеличивая свою контрак-тильную активность.

После завершения "трансформации" мышечного лоскута систо-ло-диастолические колебания замещенной стенки ЛЖС практически полностью соответствуют таковым с сохраненным миокардом. Стенка сердца в области II и IV сегментов поврежденных во время модели-, рования аневризмы, на отдаленных сроках после операции постепенно восстанавливается, что частично способствует увеличению их сократительной активности. Однако основным фактором, влияющим на увеличение фракции выброса этих сегментов является активное сокращение ШМС. Сегментарная сократимость базальных отделов ЛЖС снижается, так как большую часть их нагрузки в патологическом состоянии для обеспечения насосной функции берут на себя ранее несокращаю-щиеся сегменты,

Таким образом, после моделирования левожелудочковой недостаточности ощутимый эффект операции ДМВП нам удалось зарегистрировать в остром периоде и на отваленных сроках наблюдения при "рабочей" стимуляции лоскута ШМС с кратностью синхронизации "1:1".

Основной вывод несомненно можно подчеркнуть: у хирургического метода динамической кардиомиопластики огромное будующее. Метод должен стать в дальнейшем мощнымсредством в хирургическом лечении больных с критической сердечной недостаточностью.

выводы

1. Методика динамической миовентрикулопластики может быть использована для достоверного увеличения нагнетательной и сократительной функции пораженного ЛЖС с существенным и стойким улучшением гемоданамического статуса, в отдаленном послеоперационном периоде.

2. Созданный в результате операции динамической миовентрикулопластики комплекс "сердце - мышца" не способен длительное время обеспечивать адекватную поддержку необратимо поврежденному миокарду ЛЖС в ближайшем послеоперационном, периоде, из-за "утомления" нетренированной скелетной мышцы, вынужденной работать в новых для нее условиях.

3. Определенные режимы и параметры стимуляции лоскута НШС апплицированного вокруг поврежденного ЛЖС ( Тй-время задержки "пачки импульсов" относительно Б-зубца = 90мс (при ЧСС пациента

•100 уд/мин); П-длительность каждого импульса в "пачке" = от 0,1 до 0,5 мс; Гб-длительность интервала между импульсами в "пачке" = 20 мс; КЗ-количество импульсов в "пачке" = 5-8 имп.; V -амплитуда импульса в "пачке" = от 3 до 6 в. ) являются наиболее эффективными с точки зрения воздействия на гемодинамические показатели.

4. Разработанная в эксперименте оригинальная методика создания большой передне-верхушэчной аневризмы ЛЖС без использования искусственного кровообращения является хорошей моделью для изучения тяжелой левожелудочковой недостаточности и апробации различных методов ее хирургического лечения.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. С учетом доказанной гемодинамической эффективности и относительной атравматичности предлагаемой операции динамической миовентрикулопластики, обоснованный в эксперименте метод хирургического лечения критической левожелудочковой недостаточности может быть рекомендован к клиническому применению для оказания эффективной помощи наиболее сложному контингенту кардиохирургичес-ких больных с подобной патологией, у которых применение традиционных методик хирургического лечения сопряжено с высоким риском.

2. Разработанная экспериментальная методика создания мешковидной аневризмы ЛЖС может быть рекомендована для моделирования тяжелой левожелудочковой недостаточности при апробации новых методов хирургического лечения этого патологического состояния.

3. Определенные в результате проведенной работы режимы и па- -раметры стимуляции мышечного лоскута обладают доказанными преимуществами по сравнению с применяемыми в настоящее время в клинике

и могут быть рекомендованы к клиническому применению у пациентов как начальные характеристики, наиболее гемодинамически эффективные и минимально утомляющие нетренированную широчайшую мышцу спины в раннем послеоперационном периоде при функционировании комплекса "сердце-скелетная мышца".

4. Выявленные режимы и параметры стимуляции лоскута широчайшей мышцы спины могут быть использованы для последующего конструирования и изготовления электромиостимуляторов, используемых для выполнения операции динамической кардиомиопластики.

5. Учитывая, что стимуляцию апплицированного аутомышечного лоскута необходимо начинать на 9-14 сутки после выполнения операции динамической миовентрикулопластики и то, что за это время происходит практически полная "ретрансформация" мышечного лоскута, целесообразно рекомендовать одномоментную операцию, отказавшись от 1 этапа - предварительного "тренинга" скелетной мышцы.

6. В связи с отсроченностью полного гемодинамического эффекта предлагаемой операции не рекомендуется ее выполнение пациентам с острой левожелудочковой недостаточностью, и терминальным больным, неспособным перенести ранний послеоперационный период.

7. Проведенное исследование функционального состояния сформированного комплекса "сердце-скелетная мышца" может оказаться отправным пунктом в разработке алгоритмов оценки эффективности выполненной операции в клинике и отбора контингента больных на операцию динамической мивентрикулопластики.

СПИСОК опубликованных работ по теме диссертации

1. В.С.Чеканов, А.А.Краковский, К.В.Шаталов, В.Ю.Мерзляков, Д.Б.Андреев, U.M.Копылов. "Кардиомиопластика". - в кн.: Экспериментальная сердечно-сосудистая хирургия. Сборник Научных трудов, Москва, 1989, с.85-90.

2. V.S.Chekanov, A.A.Krakovsky, V.Ju.Mersljakov, K.V.Shata-lov. "Skeletal Masole сап Assist Cardiao Function: Hemodynamic confirmation". - в кн..'Second .annual conference Association of Thoracic & Cardiovascular Surgeons of India, Abstracts, India, Chandigarh, 1989, p. 46.

3. V.S.Chekanov, A.A.Krakovsky, K.V.Shatalov, V. Ju.Merslja-kov. "Cardiosynchronisied controlled stimulation of a muscular flap used for a partial substitution of the left ventricular mio-oardium". - в кн.: Abstract Book, Euro-Pace Congress, Stockholm, 1989, p.148.

4. A.A.Krakovsky, V.S.Chekanov, K.V.Shatalov, V.Yu.Merzlja-kov. "Postinfarction aneurysms of the Left cardiac. Ventricle-evaluation oriteria in surgical treatment by the cardiomyop-lasty metod" - в кн: Supplement to Philippine Journal of Cardiology. Abstracts from the XI World Congress of cardiology. 1990, Vol.XIX, N-l, p.8.

5. V.S.Chekanov, A.A.Krakovsky, K.V.Shatalov, V.Yu.Merzlja-kov. "Cardiosynohronized electroneurostimulation of the autologous muscle-heart complex used for cardiomyoplasty".- там же,p.132 б. П.M.Копылов, В.Ю.Мерзляков, К.В.Шаталов. "К вопросу об особенностях проведения наркоза при операциях с использованием метода кардиомиопластики (КИП). (по материалам экспериментальных исследований)". - в кн.: Диагностика и хирургическое лечение заболеваний

сердца и сосудов. Тезисы докладов III Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов с участием стран-членов СЭВ, Москва, 1990, с. 184. ,

7. В.Ю.Мерзляков, А.Н.Рыжих, К.В.Шаталов, Р.Р.Мовсесян. "Ии-овентрикулопластика как метод лечения больших постинфарктных аневризм левого желудочка сердца (экспериментальное исследование ) . - там же, с.185-186.

8. А.Е.Рыжих, В.Ю.Мерзляков, К.В.Шаталов. "Применение радиочастотных электростимуляторов в экспериментах по кардиомиопласти-ке для тренировки скелетной аутомышцы".- там же, с. 188-189.

9. A.Krakovsky, V.Chekanov, K.Shatalov, M.Kipshidse, V.Merz-liakov. "Cardiomyoplasty with the use of different laser' methods". - SPIE, 1990, Vol .1201,Optical Tiber в in ' Medicine, P.145-155.

10. В.СЛеканов, А.А.Краковский, В.П.Керцман, Н.С.Бусленко, В.А.Дубровский, В.Ю.Мерзляков, Д.Б.Андреев, Г.Д.Гарсеванов,

A.М.Дедюрко, Л.Г.Рябинина, А.Н.Рыжих, К.В.Шаталов, А.Думчус,

B.В.Пекарский, Р.Чу. "Кардиомиопласгика-гемодинамическое обоснование метода и первый клинический опыт применения у кардиологических больных", -в кн.: Первый всесоюзный съезд сердечно-сосудистых хирургов, Москва, 1990, с.22-24.

11. V.Chekanov, V.Merzliakov, A.Krakovsky. "Myoventriculop-lasty as a metod of large postinfarction left ventricular aneurysm". - в кн.: 8th Asean Congress of Cardiology, Singapore, 1990, p. 350.

12. А.А.Краковский, В.Ю.Мерзляков, В.С.Чеканов. "Экспериментальное обоснование гемодинамической значимости метода кардиомиопластики". -в кн.: В.С.Чеканов, А.А.Краковский, В.В.Пекарский. "Механическая и Биомеханическая Поддержка Сердца", Томск, 1991, глава VII, с.121-147.

13. В.Ю.Мерзляков, Р.Р.Мовсесян, П.М.Копылов, К.В.Шаталов, А.А.Краковский. "Экспериментальное обоснование эффективности метода кардиомиопластики". -в кн.¡Экспериментальная сердечно-сосудистая хирургия. Материалы Всесоюзного симпозиума, Москва, 1991, с.58—59.

14. В.С.Чеканов, К.В.Шаталов, В.Ю.Мерзляков, Р.Р.Мовсесян. "Экспериментальная оценка гемодинамической эффективности метода динамической кардиомиопластики при хирургическом лечении тяжелой левожелудочковои недостаточности . - ж. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1991, tom.CXII, N-12, с.584-588.

15. V.S.Chekanov, K.V.Shatalov, V.Yu.Merzlyakov, R.R.Movse-syan. "Experimental evaluation of the hemodynamic efficiency of dynamio cardiomyoplasty in the surgical treatment of severe left ventricular failure". - Bull.Experimental biology and medicine (Consultants Bureau, Mew York), 1992, N-5, p.1716-1721.

16. В.С.Чеканов, К.В.Шаталов, В.Ю.Мерзляков, Р.Р.Мовсесян. "Определение оптимальных параметров стимуляции аутомышечното лоскута, используемого при операциях динамической кардиомиопластики (Экспериментальное исследование)". - ж. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1992, tom.CXIII, W-8, с.138-141.

17. V.S.Chekanov, К.V.Shatalov, V.Y.Merzlyakov, R.R.Movsesy-an. "Development of new concepts in the problem "Assisted circulation" with the use of dynamic cardiomyoplasty technique (Experimental study)". - в кн.: ISCTS, Third World Conress 1993 "Changing Pattern in Cardiac Surgery: Limits and Alternatives". Abstracts Book, Salzburg, Austria, 1993, p.135.

18. В.СЛеканов, Д.Б.Андреев, И,Д.Ахмедов, Н.С.Бусленко, .А.Дубровский, В. Ю. Мерзляков, JI .Г.Рябинина, В.В.Пекарский, Л.М.Фитилева, К.В.Шаталов. "Первый опыт клинической кардиомиопластики (25 операций)". - в кн. 2-й всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов. Тезисы докладов и сообщений. Часть1., 1993, с.10-11.

19. V.S.Chekanov, К.V.Shatalov, V.Yu.Merzlyakov, R.R.Movse-syan. "Experimental determination of optimal parameters for stimulation of a muscle autograft for use in dynamic cardiomyoplasty". - Bull. Experimental biology and medicine (Consultants Bureau, New York), 1993, Vol 114, N-8, p. 1096-1099.

20. К.В.Шаталов, В.Ю.Мерзляков, Рябинина Л.Г., МовсесянР.Р. "Гемодинамическая эффективность операции динамической кардиомиопластики (ДКМП) - объективные и субъективные аспекты ее оценки. -в кн."II Наукова конферешЦя асоц1ацП сердцево-судинних xipypriB Укради", Тези допов!дей, Киев, 1994, с. 165.

21. К.В.Шаталов, Н.С.Бусленко, В.Ю.Мерзляков, Рябинина Л.Г., Мовсесян Р.Р. "Гемодинамическая эффективность операции динамической кардиомиопластики (Экспериментально-клиническое исследование)". - ж.Грудная и-сердечно-сосудистая хирургия., 1994, N-6, с.37-42.