Автореферат и диссертация по медицине (14.01.20) на тему:Гипоксическое прекондиционирование в комплексе анестезиологического обеспечения хирургии сонных артерий (клиническое исследование)
Автореферат диссертации по медицине на тему Гипоксическое прекондиционирование в комплексе анестезиологического обеспечения хирургии сонных артерий (клиническое исследование)
На правах рукописи
Горохов Антон Сергеевич
ГИПОКСИЧЕСКОЕ ПРЕКОНДИЦИОНИРОВАНИЕ В КОМПЛЕКСЕ АНЕСТЕЗИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ХИРУРГИИ СОННЫХ АРТЕРИЙ (клиническое исследование)
14.01.20 - анестезиология и реаниматология 14.01.26 - сердечно-сосудистая хирургия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
5 ДЕК 2013
005542522
Новосибирск - 2013
005542522
Работа выполнена в отделе сердечно-сосудистой хирургии ФГБУ «Научно-исследовательский институт кардиологии» СО РАМН,
г.Томск.
Научный руководитель:
доктор мед. наук Подоксенов Юрий Кириллович
Научный руководитель
доктор мед. наук Козлов Борис Николаевич
Официальные оппоненты:
доктор мед; наук Синельников Юрий Семенович
{лаборатория врожденных пороков сердца центра детской кардиохирургии и хирургии новорожденных детей ФГБУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения им. акад. E.H. Мешалкина» Минздрава России» г.Новосибирск)
доктор мед. наук, профессор Смагин Александр Анатольевич
(лаборатория лимфодетоксикацни ФГБУ «Научно-исследовагельский институт клинической и экспериментальной лимфологии» СО РАМН, г.Новосибирск )
Ведущая организация:
ФГБУ «НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний» СО РАМН, г.Кемерово
Защита состоится 25.12. 2013 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 208.063.01 при ФГБУ «Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения имени академика E.H. Мешалкина».
Адрес: 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15;
e-mail: ds-meshalkin@yandex.ru; http://www.meshalkin.rti/dis council
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГ БУ ННИИПК
Автореферат разослан 22.11.2013 года
Ученый секретарь совета по зашита докторских и кандидатских диссертаций доктор мед. наук, профессор
Ленька Е.В.
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
АД - артериальное давление
АП - анаэробный порог
ВВШ - временный внутриартериальный шунт
ВСА - внутренняя сонная артерия
ГМ - головной мозг
ГП - гипоксическое прекондиционирование
ИВЛ — искусственная вентиляция легких
КЭАЭ - каротидная эндартерэктомия
МАК - минимальная альвеолярная концентрация
МК - мозговой кровоток
ОИМ — острый инфаркт миокарда
СН - стенокардия напряжения
ссс - сердечно-сосудистая система
ФК — функциональный класс
цнс — центральная нервная система
Ра02 - напряжение кислорода в артериальной крови
8а02 - сатурация артериальной крови
- регионарная церебральная океигенация
РаС02 - напряжение углекислого газа в артериальной крови
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования
Вмешательства на магистральных сосудах, являясь инвазивной процедурой, сопровождаются снижением или остановкой кровообращения в дистальном русле, что приводит к ишемии, последующей реперфузии и нарушению функции жизненно важных органов с развитием в послеоперационном периоде различных осложнений. Каротидная эндартерэкгомия остается в арсенале лечения хронического нарушения мозгового кровообращения на фоне расцвета эндоваскулярных методик
Осложнения со стороны наиболее чувствительной к ишемии и пшоксии центральной нервной системы при хирургических вмешательствах на сонных артериях составляют 0,5-3,7% и различаются степенью психического и неврологического дефицита. Интраоперационная летальность находится в пределах 0,46-1,5% [Бунятян A.A., 2005; PaciaroniM, 1999; Kresovic T.F., 2001; Touze Е., 2006; Marcucci F., 2012]. Причинами этих осложнений являются нарушение перфузии головного мозга в процессе операции, тромбозы, эмболии, разрывы и спазмы мозговых артерий [Lloyd A.J., 2004].
В связи с возможной нестабильностью артериального давления и сердечного ритма во время операции часто (1,5-14,5%) возникают осложнения со стороны сердца (острый инфаркт миокарда, аритмии) [Stoneham MD., 2004; Brott T.G., 2010].
Нет единого мнения исследователей в решении вопроса о подготовке пациента, выборе метода и ведении анестезии [Stoneham MD., 2001; Brott T.S., 2011; Marcucci G., 2011]. В настоящее время имеется возможность проводить операции на сонных артериях как в условиях общей анестезии, так и местной. Однако в условиях последней, несмотря на постоянный кошроль сознания и состояния нервной системы, выбор метода защиты головного мозга крайне ограничен: применение временного внутриартериального шунта, инфильтрация каротидного синуса местным анестетиком [O'Connor C.J., 2001]. В условиях общей анестезии выбор дополняется искусственной артериальной гшертензией на период пережатия сонной артерии, гипотермией, гипер-гипокапнией, гипер-нормооксигенацией, медикаментозной защитой (выбор препаратов для проведения общей анестезии, ноотропная терапия) [Ломиворотов В.Н., 2003; O'ConnoeC.J, 2001; Stoneham MD., 2001; GodetG., 2004; Howell S.J., 2007].
Наиболее доказанным методом защиты головного мозга является установка временного внутриартериального шунта При регионарной анестезии появление у пациента признаков неврологического дефицита при пережатии внутренней сонной артерии является прямым показанием для шунта. При общей анестезии решение об установке временного внутриартериального шунта основывается на изменениях косвенных признаков снижения мозгового кровотока. К ним относится отрицательная динамика показателей ретроградного артериального давления, электроэнцефалографии, вызванных ЭЭГ-потенциалов, транскраниальной допплерографии, регионарной
церебральной оксиметрии и югулярной океигенации. Эти средства мониторинга обладают высокой специфичностью, но нивкой чувствительностью, что служит стимулом для дальнейшего поиска и конкретизации критериев установки шунта, особенно на фоне ряда технических сложностей хирургических манипуляций, рисков материальной эмболии дистальнош русла при его наложении [Покровский A.B., 2004; Ерофеев A.A., 2007; Aburahma A.F., 2011].
В настоящий момент новым перспективным методом защиты жизненно важных органов, в т.ч. головного мозга, является ишемическое или гипоксическое прекондиционирование. Метод основан на проведении одного или более коротких эпизодов ишемии или гипоксии, которые способны активировать эндогенные защитные механизмы, уменьшая выраженность повреждений вследствие острого нарушения перфузии [Самойленкова Н.С., 2007; Muriy С.Е., 1986; Sharp F.R., 2004].
Цель работы
Разработать методику гипоксического прекондиционирования головного мозга пациентов с атеросклеротическим поражением сонных артерий и оценить ее эффективность как способа защиты центральной нервной системы во время операций на сонных артериях.
Задачи работы
1. Разработать методику интраоперационного гипоксического прекондиционирования головного мозга у пациентов, оперируемых по поводу атеросклеротического поражения сонных артерий, и доказать ее безопасность.
2. Изучить особенности метаболических изменений в головном мозге пациента во время операций на сонных артериях, выполняемых в условиях гипоксического прекондиционирования.
3. Изучить особенности использования временного внутриартериального шунта во время операций на сонных артериях, выполненных в условиях гипоксического прекондиционирования, выявить критические значения регионарной церебральной океигенации и разработать на основании этих значений критерии установки интракаротидного шунта.
4. Оценить влияние гипоксического прекондиционирования на частоту и характер периоперационных осложнений со стороны сердечнососудистой и центральной нервной систем у больных, оперированных на сонных артериях.
Научная новизна
1. Разработана методика проведения интраоперационного гипоксического прекондиционирования головного мозга пациентов, оперированных по поводу атеросклеротического поражения сонных артерий, и обоснована безопасность ее применения.
2. Изучены особенности адаптационных реакций центральной нервной системы пациентов, оперированных на сонных артериях с применением гипокеического прековдиционирования. Выявлена меньшая лабильность газового состава крови на основном этапе операции.
3. Выявлены патогенетически обоснованные критические значения регионарной церебральной оксигенации. Оценена эффективность использования этих значений как критерия установки временного внутриартериального шунта.
4. На большом клиническом материале доказана нейропротекгивная эффективность предлагаемого метода во время операции по поводу атеросклеротического поражения сонных артерий, что подтверждено снижением частоты и тяжести развития психоневрологического дефицита в раннем послеоперационном периоде.
Теорапическая и практическая значимость
Результаты работы расширяют представление о механизмах адаптации головного мозга человека к ишемии/гипоксии и роли гипокеического прекондиционирования в их активации.
Разработанная методика гипокеического прекондиционирования головного мозга предложена в качестве компонента анестезиологического обеспечения операций на сонных артериях.
Обоснована целесообразность корректировки критериев наложения временного внутриартериального шунта во время операций на сонных артериях, проводимых в условиях гипокеического прекондиционирования.
Благодаря применению гипокеического прекондиционирования как компонента анестезиологического обеспечения операций на сонных артериях снижены количество и тяжесть психоневрологических осложнений.
Улучшены исходы операции каротидной эндартерэктомии, снижено количество периоперационных осложнений.
Внедрение результатов работы в практику
Основные положения и результаты диссертационной работы внедрены в клиническую практику отдела сердечно-сосудистой хирургии НИИ кардиологии СО РАМН г. Томск
Апробация работы
Основные положения диссертации доложены на:
- конкурсах молодых ученых «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной кардиологии», Томск, 2010,2011;
- Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 20-летию Кузбасского кардиологического центра, Кемерово, 2010;
- 16-ом Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов, Москва, 2010;
- школе-семинаре для врачей «Эндоваскулярное и хирургическое лечение стенозов экстракраниальных участков сонных артерий», Томск, 2010;
- 60-ом Международном конгрессе ESCVS (The European Society for Cardiovascular and Endovascular Surgery), Москва, 2011.
Положения, выносимые на защиту
1. Применение гипоксического прекондиционирования у пациентов, оперируемых по поводу атеросклеротического поражения сонных артерий, является безопасным.
2. Гипоксическое прекондиционирование стабилизирует кислородное потребление тканей головного мозга, повышая их толерантность к ишемии/гипоксии во время операции на сонных артериях, и снижает вероятность развития негативных сосудистых реакций в раннем послеоперационном периоде.
3. Анализ значений регионарной церебральной оксигенации при определении анаэробного порога может служить основанием для установки временного внутриартериального шунта.
4. Проведение гипоксического прекондиционирования снижает частоту и тяжесть развития психоневрологических и сердечно-сосудистых осложнений раннего послеоперационного периода каротвдной эндартерэкгомии.
Личный вклад автора
Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан, проанализирован и описан лично автором. Автор самостоятельно оказывал анестезиологическое пособие при операциях на сонных артериях, выполнял гипоксическое прекондиционирование, вел базу данных. Лично автором проведена статистическая обработка полученного материала с помощью современных методов. Все научные результаты были получены автором или при его личном участии.
Объем и структура диссертации
Работа состоит id введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы. Диссертация изложена на 101 странице машинописного текста, содержит 12 таблиц, И рисунков. В списке литературы приведено 176 источников (58 отечественных и 118 зарубежных авторов).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В основу исследования положены анализ историй болезни, данные клинического наблюдения и обследования 80 больных, оперированных по поводу атеросклеротического поражения устья внутренних сонных артерий на базе отдела сердечно-сосудистой хирургии ФГБУ «НИИ кардиологии» СО РАМН г. Томска в период с сентября 2009 по апрель 2012 гг.
Критериями включения пациентов в исследование являлись: показания к хирургическому лечению атеросклеротического поражения устья внутренней сонной артерии; подписанные информированные согласия на осмотр психиатра и на проведение ГП во время операции;
Критерии исключения: отказ пациента от участия в клиническом исследовании; наличие общих противопоказаний для проведения КЭАЭ [Покровский А.В., 2004].
В зависимости от анестезиологического обеспечения пациенты были разбиты на две группы. В контрольную группу вошло 40 пациентов, оперированных без применения ГП. В основную группу вошло 40 пациентов, которым в ходе операции применялось ГП.
Таблица 1
Сравнительная клинико-демографическая характеристика пациентов по _степени ХНМК и характеру поражения сонных артерий_
Основная группа (п=40) Контрольная группа (п=40)
Возраст, г (X ± ) 60,0 ± 6,5 58,5 ± 7,2
Пациенты > 65 лет, п (%) 10(25,0%) 11(27,5%)
Степень ХНМК, п (%)
I 6 (15,0 %) 6 (15,0 %)
П 21 (52,5 %) 24 (60,0 %)
Ш 2 (5,0 %) 1 (2,5 %)
IV 11 (27,5%) 9 (22,5 %)
Поражение ВСА, п (%)
Одностороннее 21 (52,5 %) 20 (50,0 %)
Двустороннее 14 (35,0 %) 16 (40,0 %)
Контрлатеральная окклюзия 5 (12,5 %) 4(10,0%)
По всем указанным признакам между пациентами основной и контрольной групп статистически значимых различий не выявлено.
ХНМК - хроническое нарушение мозгового кровообращения; ВСА -внутренняя сонная артерия.
По дооперационным демографическим данным и основному заболеванию обсуждаемые группы были сопоставимы (таблица 1). Оценка неврологического статуса проводилась по принятой классификации AB. Покровского [Покровский A.B., 2004].
Сопутствующие заболевания пациентов обеих групп представлены в таблице 2.
Таблица 2
Распределение пациентов по сопутствующим заболеваниям, п (%)
Основная группа (п=40) Контрольная группа (п=40)
ИБС, стенокардия напряж-я 35 (87,5 %) 34 (85,0 %)
ФК I 4(11,5%) 5 (14,7 %)
ФКИ 16 (45,7 %) 15 (44,1 %)
ФКШ 15 (42,8 %) 14 (41,2 %)
Нарушение углеводного обмена (в т.ч. СД П типа) 9 (22,5 %) 10 (25,0 %)
Курение 29 (72,5 %) 27 (67,5 %)
АГ Ш ст., риск 4 34 (85,0 %) 36 (90,0 %)
По всем указанным признакам между пациентами основной и контрольной групп статистически значимых различий не выявлено. ФК -функциональный класс, АГ - артериальная гипертензия.
СН Ш-го ФК была выявлена у 29 пациентов обеих групп (36,2%); из-за высокого риска неврологических осложнений операция на ВСА выполнялась первым этапом до аортокоронарного шунтирования. Данное решение основано на принятом в отделе сердечно-сосудистой хирургии ФГБУ «НИИ кардиологии» СО РАМН г. Томск алгоритме [Кузнецов М.С., 2009]. Пациентам со СН IV-ro ФК первым этапом проводились операции прямой реваскуляризации миокарда и в наше исследование они не включались.
Отсутствие статистически значимых различий в исходном состоянии больных основной и контрольной групп доказывали на основании статистической обработки групп (сравнения групп) по показателям, которые общепризнанны в качестве факторов, влияющих на исход операции.
Пациентам проводилось хирургическое лечение в виде каротидной эндартерэкшмии с аутовенозной пластикой. Все операции были проведены одной операционной бригадой. Пациенты, оперированные в условиях защиты головного мозга путем установки ВВЩ исключались из дальнейшего исследования, поскольку на фоне ВВШ установить изменение толерантности ГМ к гипоксии становится невозможным.
Методы псследоваппя
Все пациенты обследовались по методикам, применяемым или разработанным в ФГБУ «НИИ кардиологии» СО РАМН г. Томск Исследование пациентов осуществляли на этапах: до операции, во время операции и в раннем послеоперационном периоде.
При проведении комплексной оценки состояния пациентов в соответствии с поставленными задачами внимание было акцентировано на нейрокогнитивном статусе, нарушениях центральной и мозговой гемодинамики в периоперационном периоде, на безопасности ГП и его эффективности для профилактики ранних послеоперационных осложнений.
Стенозирующее поражение сонных артерий диагностировали с помощью ультразвуковой допплерографии («MyLab™ 30CV» фирмы Esaote (Италия)), каротидной артериофафии («AXIOM Artis» фирмы Siemens (Германия) с применением контрастов Omnipac (Nicomed, Норвегия) или Xenetix (Gueibet, Франция)) и магнитно-резонансной томографии («Vantage Тйап» (Toshiba, Япония)).
Методы оценки нейрокогнитивного статуса
Совместно с невропатологом и психиатром оценивали неврологический и нейрокогнитивный статусы пациентов в исходном состоянии. Для контроля нейрокогнитивного статуса применяли мини-исследование когнитивного состояния (MMSE), ишемическую шкалу Хачинского, пробу на запоминание 10 слов [Pettigrew L.C., 2000]. Также исследовали субъективную оценку депрессии, тревоги и социального функционирования (шкалы самооценки депрессии Бека, тревоги Шихана и социального функционирования). При этом психиатр не получал информации о принадлежности пациента к определенной группе исследования. В течение 10 дней после операции проводилась повторная оценка психоневрологического статуса и сопоставление его с исходными данными.
Методы интраоперационной оценки функционального состояния головного мозга
Контроль за функцией ЦНС и состоянием мозгового кровообращения являлся частью исследования, позволявшей комплексно оценить эффективность защиты ГМ. Все операции выполнялись в условиях общей анестезии, поэтому интраоперационный неврологический контроль осуществлялся косвенно.
Производилось измерение ретроградного артериального давления во внутренней сонной артерии прямым методом. При этом оценивали абсолютное значение ретроградного артериального давления [Cafligaro K.D., 2005]. Интраоперационный мониторинг региональной церебральной сатурации мозга выполнялся с помощью церебрального оксиметра "Invos 5100" фирмы SOMANETICS (США). Определялись показатели газового состава, кислотно-основного состояния крови в ипсилатеральной внутренней яремной вене с помощью микроанализатора STAT PROFILE "Critical Саге Xpress" фирмы NOVA BIOMEDICAL (США).
Описание методики анестезиологического обеспечения
Тактика общепринятого анестезиологического обеспечения соответствовала следующим принципам:
максимальный гемодинамический контроль на всех этапах операции; селективный подход к определению необходимости установки временного внутриартериалыюго шунта Критериями являлись отсутствие пульсирующего ретроградного кровотока при его значении менее 40 мм рт.ст. [Botes К., 2007] и (или) снижение регионарной церебральной океигенации более чем на 25% от исходной (Д rS02> 25%) [Casati А., 2007];
предупреждение и максимальное снижение последствий тромбообразования на всех этапах операции.
Накануне операции на ночь назначали пероральные препараты бензодиазепиновош рада За 45-60 мин до операции внутримышечно вводили промедол, димедрол и диазепам.
Для индукции и поддержания анестезии применяли диазепам, кетамин, фентанил и пипекурония бромид методом титрования. ИВЛ осуществляли воздушно-кислородной газовой смесью (Fi02 0,25-0,40) по полуоткрытому контуру в режиме нормовенгиляции, коррекцию проводили по содержанию газов в артериальной крови и показаниям капнографа Перед окклюзией осуществляли введение гепарина в дозе 100 ЕД/кг. Дегепаринизацию проводили протамином по согласованию с хирургом. Введение анестетиков прекращали с началом хирургического гемостаза и этапа ушивания.
Управляемую артериальную гипертензию проводили в случае снижения регионарной церебральной океигенации более чем на 20% от исходных значений. Повышение АД в пределах 10-15% от базового уровня достигали объемной нагрузкой под контролем центрального венозного давления и/шш относительно поверхностным уровнем анестезии на хирургическом этапе операции. При неэффективности этих методов, а также при однозначном положительном влиянии повышения АД (мониторинг rSCh) считали возможным применение малых доз вазопрессорных препаратов.
За 1-2 минуты до окончания основного этапа операции осуществляли превентивное снижение АД с целью минимизации вероятности возникновения реперфузионного повреждения ГМ.
Метод интраоперацнонпого гипоксического прекондпцнонироваппя
Любой стимулирующий фактор имеет ограничения по времени и силе воздействия. Адаптационное воздействие гипоксии на органы и системы для формирования феномена прекондиционирования может при определенных условиях перерасти в повреждение, поэтому необходим строгий подход к определению границ её применения в каждом конкретном случае. Для подбора оптимальных параметров проведения безопасных эпизодов интраоперационного гипоксического прекондиционирования требуется адекватное мониторирование состояния ГМ как наиболее чувствительного
органа и знание степени метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента, находящегося в условиях ИВЛ и общей анестезии Показателем, характеризующим степень метаболической и кардиореспираторной адаптации, считали величину анаэробного порога, которую определяли как процент содержания 02 во вдыхаемой газовой смеси, соответствующий моменту достижения АЩФлоря В Г., 1992; $1ащег Н„!, 2007].
Определение мощности анаэробного порога
В начале операции после вводной анестезии и интубации трахеи приступали к эргоспирометрии на фоне дыхательных парамегров, соответствующих возрасту, идеальной массе тела пациента и его сопутствующей патологии (контроль по газам артериальной крови) После проведения калибровки спиродатчик многофункциональной рабочей станции «СатсНоуП АТ-104 РС Ещо-8р1го» фирмы 5СН[1Л_КК (Швейцария) подсоединяли к пациенту через эндотрахеальную трубку (рисунок Г) и выполняли процедуру газоанапшза на фоне аппаратной вентиляции легких атмосферным воздухом (21% ()2 во вдыхаемой газовой смеси).
Рис. 1. Вид подсоединенного к дыхательному контуру пациента спиродатчика (отмечено стрелкой) аппарата для эргоспирометрии.
После этого понижали па 2% содержание 02 во вдыхаемой газовой смеси (т.е. до 19%) и повторяли процедуру газоанализа до момента стабилизации новых показателей потребления 02 и выделения С02 Далее ступенчато понижали на 2% содержание 02 во вдыхаемой газовой смеси до достижения на каждой ступени стабилизации показателей потребления 02 и выделения С02. А11 определяли в момент пересечения кривых потребления 02 и выделения С02 (рисунок 2).
После определения АП регистрировали процент содержания 02 во вдыхаемой газовой смеси, который соответствовал моменту достижения АП
Этот показатель называли величиной АП и считали характеристикой степени метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента Значение величины АП использовали для выбора параметров ГП (содержание 02 во вдыхаемой газовой смеси) и оценки критического значения гБОг При значении показателя > 14% считали величину АП низкой, при значении показателя < 10% считали величину АП высокой, при значении показателя 10% — 14% считали величину АП средней (Патент №2432114. Опубл. 27.10.2011. Бюл. №30).
Рис. 2. Фиксация точки пересечения (отмечено стрелкой) кривых показателей потребления кислорода и выделения углекислого газа.
Процедура гипоксического прекондиционирования
Технически процедура интраоперационного гипоксического прекондиционирования напрямую связана с определением момента достижения АП. После определения величины АП превышали ее снижением содержания 02 во вдыхаемой газовой смеси еще на 1-2%, тем самым запуская эпизод ГП.
Затем в закрытый контур наркозно-дыхательного аппарата «Primus» фирмы DRAGER (Германия) подавали чистый воздух со скоростью 200-250 мл/мин и достигали снижения содержания кислорода во вдыхаемой газовой смеси за счет поглощения кислорода организмом пациента. Заданную концентрацию 02 в дыхательной смеси поддерживали в течение 5-6 минут, для чего продолжали подачу свежего газа с прежней скоростью, но с содержанием кислорода 80-85% (Патент №2412726. Опубл. 27.02.2011. Бюл. №6).
Через 5-6 минут дыхательные параметры восстанавливали до исходных значений вентиляции, периферической и церебральной оксиметрии, после чего эпизод ГП повторяли (второй эпизод). (Патент №2398601. Опубл. 10.09.2010. Бюл. №25).
Для оценки изменений в кислородном гомеостазе при проведении ГГТ и для обеспечения безопасности процедуры на всех тгапах контролировали следующие параметры: напряжение кислорода в артериальной крови (Ра02), сатурацию артериальной крови (Sa02) и регионарную церебральную оксигенацию (rSC^) При этом безопасным уровнем считали Ра02>27 мм рт.ст., Sa02>50%, a rS02>35% [Сайке М.К., 1974; Yao F.F., 2004].
Кроме того, вели постоянный мониторинг основных показателей гемодинамики; АД, ЧСС с помощью кардиомониторов "Sirecust 9000 XL" фирмы SIEMENS (Германия), "BSM-4113K" фирмы NIHON KOHDEN (Япония) и "Infinity Delta" фирмы DRAGER (Германия).
Клиническими признаками непереносимости гипоксии считали учащение пульса более чем на 30-40 ударов в минуту, повышение АД более чем на 25-30 мм рт.ст., возникновение аритмии, отрицательной динамики сегмента ST на электрокардиограмме [Караш Ю.М, 1988].
Оценка исходов операции, осложнений
Особое значение в раннем послеоперационном периоде придавалось состоянию сердечно-сосудистой системы и функции центральной нервной системы. ССС оценивалась по стабильности гемодинамики: формирование аритмии, артериальной гипо- или гипертензии, острого инфаркта миокарда и «гинерперфузионного синдрома». В анализ неврологического статуса входили: время пробуждения и длительности ИВЛ, возникновение неврологического дефицита (плегия, парез), развитие психомоторного возбуждения, нарушения сознания (ступор, сопор, кома). Оценивали длительность пребывания в отделении интенсивной терапии.
Методы статистической обработки
Полученные данные обработали в программе Statistica* 6.0 for Windows фирмы StatSoft' Inc. (США). При обработке материала использовали модули Basic Statistics и Nonparametric Statistics. Проверку на нормальность распределения полученных данных осуществляли с помощью критерия Shapiro-Wilk. Межгрупповые сопоставления проводились по U-критерию MannWhitney, внутригрупповые изменения оценивали с использованием теста Wilcoxoa Для проверки статистической гипотезы о наличии взаимосвязи между двумя независимыми качественными признаками применяли критерий у_2 Пирсона для таблиц сопряженности 2x2. При числе наблюдений в ячейках менее 5 применяли поправку Йетса. При числе наблюдений в выборке менее 30 применяли точный критерий Фишера. Результаты представлены в виде Sx); n (%). Дта подтверждения статистической гипотезы считали достаточным значение р<0,05 [Реброва О.Ю., 2002].
РЕЗУЛЬТАТЫ II ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИКИ ГИПОКСИЧЕСКОГО ПРЕКОНДШЦГОНИРОВАШШ
Особенности применения н оценка безопасности интраопераиионного I иноксического иреконлиннонированин
При поступлении пациента в операционную было обеспечено анестезиологическое пособие по описанной выше методике. Сразу после вводной анестезии и интубации трахеи формировали гипоксическую газовую смесь на вдохе с помошыо аппарата ИВЛ в условиях закрытого контура.
Снижение содержания кислорода с 21% до фиксации момента достижения АП занимало от 4 до 10 минут.
К началу первого эпизода гипоксического прскондиционирования были получены следующее распределение пациентов в зависимое™ от величины анаэробного порога (таблица 3).
Таблица 3
Распределение пациентов по величине анаэробного порога, п (%)
Величина анаэробного порога Количество пациентов, достигших анаэробного порога, чел
Низкая 9 (22,5 %)
Средняя 27 (67,5 %)
Высокая 4(10,0%)
Определены основные клинические факторы, соответствующие этой группе пациентов (таблица 4). Таким образом, наличие определенной сопутствующей патологии позволяет предполагать наличие низкой степени метаболической и кардиореспираторной адаптации у этих пациентов.
Основываясь на данных, полученных при фиксации уровня анаэробного порога, содержание кислорода во вдыхаемой газовой смеси снижали еще на 1-2 % и начинали первый эпизод ГП.
У 3 пациентов с низкой величиной АП при снижении содержания кислорода более чем на 2% для проведения эпизодов ГП отмечали отклонение гБОг от базовых значений свыше 25%. Такое снижение превышает безопасный уровень и требует увеличения доли кислорода в составе свежего газа. Очевидно, у этой категории пациентов при проведении ГП мониторинг гБО; является строго обязательным.
Следует отметить, что данные параметры вентиляции могут быть реализованы только при использовании нар коз но-дыхательной аппаратуры с возможностью работы по закрытому контуру и точной регулировкой потока свежего газа. Контроль регионарной церебразыюй оксигенашш и содержания СО? на выдохе позволит избежать возможных ошибок и осложнений во время снижения и поддержания необходимого уровня 02.
Таблица 4
Соотношение клинических факторов с величиной анаэробного порога у _пациентов основной группы, п (%)_
Величина АП
Низкая, 9 (22,5%) Средняя, 27 (67,5%) Высокая, 4 (10%)
Степень ХНМК
I 0 3(11,1%) 3 (75,0%)
П 4 (44,4%) 16 (59,3%) 1 (25,0%)
Ш 2 (22,2%) 0 0
IV 3 (33,4%) 8 (29,6%) 0
Поражение ВСА
Одностороннее 1 (11,2%) 18 (66,7%) 3 (75,0%)
Двустороннее 5 (55,2%) 8 (29,6%) 1 (25,0%)
Контрлатеральная окклюзия 3 (33,6%) 1 (3,7%) 0
Возраст> 65 лет 4(44,4%) 4 (14,8%) 2 (50,0%)
ИБС, стенокардия напряжения
ФКI 0 2 (7,4%) 2 (50,0%)
ФКП 3 (33,3%) 9 (33,3%) 2 (50,0%)
ФКШ 6 (66,4%) 16 (59,3%) 0
Нарушение углеводного обмена (в т.ч. СД П типа) 4 (44,4%) 5 (18,5%) 0
АГШ ст. 7 (77,8%) 26 (96,2%) 1 (25,0%)
Курение 8 (88,9%) 14 (51,8%) 0
При клинической оценке состояния у остальных пациентов во время обоих эпизодов ГП отмечали удовлетворительную переносимость процедуры всеми пациентами. В 2-х случаях наблюдали лабильность гемодинамики (изменения АД в пределах 20%), не выходящую за рамки возрастных норм и не требующую прекращения процедуры.
Сравнение основных значений газов, уровня глюкозы и кислотности крови во время обоих эпизодов ГП представлены в таблице 5. При сопоставлении показателей первого и второго эпизодов ГП какого-либо накопительного эффекта гипоксии не отмечали, что отражено в статистически незначимых изменениях изучаемых показателей.
Особое внимание обращали на изменения Ра02 в процессе ГП, изменения г802 относительно исходных значений и насыщения кислородом артериальной крови. Приведенные показатели находятся в рамках безопасного уровня кислорода артериальной крови, в ходе проведения ГП в основной группе не было отмечено снижения РаОг ниже 35 мм рт.ст., БаО^ ниже 70%, гБОг ниже 40% (рисунок 3), что соответствует выявленной величине АП.
Таблица 5
Основные показатели в ходе проведения ГП, 5 мяну г гипоксии (п 40, X ± Я^)
Показатели артериальной крови Эпизоды ГП
Первый Второй
Ра02(мм рт. ст.) 51,5 ± 7.9 47,6 ± 5,8
Ба02(%) 85,05 ± 6,5 81,2 ±6,0
Л Г802 (%) 21,5 ± 7,1 21,4 ±7.5
РаС02 (мм рт. с г.) 49,8 ± 3,8 48,6 ± 4,2
рН в артер. крови 7,32 ±0,12 7,30 ± 0,09
Глюкоза, ммоль/л 4,8 ± 1,1 4,6 ± 1,2
Примечание: различия показателей в 1 и 2 эпизоды ГП статистически незначимы
Кроме того, краткосрочность (5 мин) гипоксического воздействия позволяет избежать необратимых изменений в клетках ГМ в случае выхода приведенных параметров за рамки безопасных значений Выполнение обоих эпизодов ГП. от начала снижения кислорода в дыхательной смеси и до восстановления ее исходных параметров, занимает 23-28 минут. В течение этого времени производится установка линии прямого измерения АД, центрального венозного катетера, хирургическая подготовка и доступ.
К основному этапу хирурги приступали без промедлений, что соответствовало 25-30 минуте начала процедуры ГП
^ттжжз —. '^ргч
Рис. 3. РЦО в первый и второй эпизоды проведения ГП. Стрелками указан гренд г80г в каждом из эпизодов.
Функциональное состояние головного мозга во время основного
этапа
При сравнении значений основных рассматриваемых параметров (регионарная церебральная оксигенация, артерио-венозная разница) в
период до окклюзии ВСА не было обнаружено статистически значимых отличий между группами. Значения 8/)2 и г802 в обеих группах соответствуют нормальным. Артериовенозная разница в обеих группах стремится, или даже превышает, к верхней границе нормы, однако в контрольной группе это стремление выражено сильнее.
Через 10-15 минут после окклюзии ВСА в обеих группах отмечается снижение насыщения кислородом крови во внутренней яремной вене. Одновременно с этим отмечается увеличение артерио-венозной разницы в контрольной группе при снижении венозной сатурации. Такие изменения предполагают увеличение метаболической активности ГМ пациентов контрольной группы в условиях недостаточности доставки 02. Относительное кислородное голодание может спровоцировать у части клеток переход на анаэробный путь обмена и запуск «ишемического каскада».
Изменения в основной группе носят менее выраженный характер, соответствуют первоначальным параметрам пациентов контроля. Статистической разницы внутри групп и между группами нет.
Основные ра}личия в кислородном статусе пациентов основной и контрольной групп отмечаются после снятия зажима с ВСА. У пациентов основной группы параметры, в большей своей части, возвращаются к исходным значениям, что предполагает меньшее повреждающее действие периода относительной гипоксии на клетки ГМ Контрольная группа демонстрирует значимое увеличение насыщения кислородом крови с одновременным снижением артерио-венозной разницы.
Таким образом, после улучшения кровотока клетки не могут перестроиться на утилизацию доставляемого кислорода и продолжают находиться в состоянии гипоксического стресса, что является признаком реперфузионного повреждения. Изменения в контрольной группе носят статистически значимый характер.
Для наглядного отображения суммарных изменений отдельных параметров во время основного этапа данные представлены в виде диаграмм (рисунок 4, рисунок 5 и рисунок 6).
Отмечаются выраженные колебания значений в контрольной группе с их выходом за границы нормы в 30-60 % случаев.
В постокклюзионном периоде у части пациентов нами фиксировалось превышение уровня й]02 в 75%, что вероятно отражает возникновение феномена «роскошной перфузии», и является индикатором эндотелиальной дисфункции сосудов головного мозга вследствие второй волны оксвдантнош стресса, В основной группе данный рост Б]02 наблюдали в 8 случаях (21,1%), в группе контроля - в 10 случаях (28,5%).
73 71 69 67 65 63 61 59 57 55 53
-ГЧ
□ Основная О Контроль
До окклюзии ВСА
10-15 минут окклюзии ВСА
После окклюзии
Рис. 4. Уровень Б^г - во время основного этапа операции, %( X ± 8х). * -р = 0,0012. Статистическая обработка результатов выполнена с применением критериев Вилкоксона.
Данные результаты демонстрируют увеличение стабильности содержания кислорода в крови пациентов основной группы на всех этапах КЭАЭ. Это позволяет утверждать, что эпизоды индивидуально подобранного гипоксического воздействия оказывают положительное влияние на ЦНС в момент проведения операции.
7,2 6,7 6,2 5,7 5,2 4,7 4,2 3,7
□ Основная И Контроль
До окклюзии ВСА 10-15 минут окклюзии ВСА
После окклюзии
Рис. 5. Артерио-венозная разница (6А-У) во время основного этапа операции, мл/дл (х± Б*). * - р = 0.0036. Статистическая обработка результатов выполнена с применением критериев Вилкоксона
69 67 65 63 61 59 57 55 53
D Основная И Контроль
До окклюзии ВСА 10-15 минут После окклюзии окклюзии В CA
Рис. 6. Уровень rS02 - во время основного этапа операции, % (X ± S,¡). * -р = 0.0031. Статистическая обработка результатов выполнена с применением критериев Вилкоксона.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
ПРИМЕНЕНИЕ ГИПОКСИЧЕСКОГО
ПРЕКОНДИЦИОНИРОВАНИЯ В КАРОТИДНОЙ ХИРУРГИИ
Критерии установки временного внутрнартериального шунта
Ретроградное давление в основной группе составило - 55,0 ± 18,2 мм рт. ст., в контрольной - 55,0 ± 19,6 мм рт. ст.. Отсутствие различий закономерно, поскольку относительно незначительная гипоксия во время ГП недостаточна для изменения мозгового кровотока на уровне средних и крупных артерий Виллизиевого круга. Снижение rS02 при пережатии ВСА от исходных значений в основной группе составило 8,0 ± 7,0%, а в контрольной - 10,4 ± 9,7%.
По значению ретроградного давления наложение ВВШ было показано в 13 случаях (по 32,5%) в каждой группе. По снижению показаний церебрального оксиметра на оперируемой стороне наложение ВВШ было показано в 7 (17,5%) случаях в контрольной группе и в 8 (20,0%) - в основной. Совпадения по обоим показателям в контрольной группе наблюдались у 5 человек (12,6%), у всех был применен ВВП! Подобный процент селективной установки ВВШ демонстрируют и другие авторы, вне зависимости от анестезиологического обеспечения [Яхно ПН., 2011; Stoneham M.D., 2004; Tan T.W., 2009: Marcucci G., 2011]
Совпадение по контрольным критериям в основной группе также возникло в 5 случаях (12,6%). Однако в основной группе, помимо контрольных критериев, необходимость установки шунта рассматривалась в совокупности с результатами проведения ГП
Было установлено, что адекватный аэробный метаболизм ткани ГМ возможен при содержании кислорода в дыхательной смеси на уровне 9-14% в
зависимости от величины анаэробного порога При пережатии наружной и общей сонных артерий наблюдаемое снижение церебральной оксигенации сопоставляется с таковым во время достижения АП и дальнейших эпизодов ГП Если снижение оказывалось более выраженным, то мы применяли шунт, если менее - воздерживались от наложения шунта Таким образом, применение ВВШ в основной группе явилось необходимым у 2 (5%) пациентов.
Основываясь на данных при определении мощности АП, в одном случае возникла необходимость прибегнуть к установке ВВШ, несмотря на отсутствие данной необходимости по общепринятым критериям. Таким образом, в основной группе общее количество случаев применения ВВШ составило 3 (7,5%).
При наблюдении за пациентами обеих групп, оперированными в условиях ВВШ, выявлено отсутствие осложнений в раннем послеоперационном периоде со стороны ЦНС и ССС. Таким образом, предложенные нами критерии наложения ВВШ обеспечивают более адекватный и индивидуализированный подход к применению данной процедуры.
Послеоперационная оценка нейропротективных свойств
интраоперацпонного гипокеического прекондпцнонированпя
Все пациенты, которым было показано оперативное вмешательство по поводу атеросклеротического поражения сонных артерий, имели симптомы органического расстройства ГМ преимущественно сосудистого генеза. Степень исходной нейрокогшгшвной дисфункции пациентов обеих групп варьировала от легких эмоционально лабильных расстройств до умеренных когнитивных нарушений депрессивного происхождения и деменции легкой степени. После оперативного вмешательства пациенты вновь были протестированы психиатром по вышеозначенным шкалам и критериям.
Результаты оценки нейрокогнитивного статуса пациентов были распределены по группам и представлены в таблицах 6, 7 и 8.
В основной группе ухудшений нейрокогнитивного статуса не наблюдались. Пациенты с проведенной процедурой шпраоперационного гипокеического прекондиционирования демонстрируют более выраженную тенденцию (на 10,4%) к снижению степени нейрокогнитивных нарушений. В контрольной группе отмечено 4 случая (11,4%) ухудшения состояния - все пациенты с установленным феноменом «роскошной перфузии».
Как видно из таблицы 6, в контрольной группе отмечены случаи ухудшения нейрокогнитивного статуса, в основной - преобладают улучшения (р = 0.022). Однако при анализе случаев ухудшения было выяснено, что неврологические отклонения носили следующий характер: у 2 пациентов фиксировали транзиторные ишемические атаки (5,7%), у 1 пациента (2,85%) -острый послеоперационный делирий и еще у 1 пациента неврологические нарушения по типу «малого инсульта» (2,85%) с развитием ступора и правосторонней гемиплегии.
Таблица 6
Изменения нейрокогнитивного статуса в послеоперационном периоде, п=72
Параметры Группы
Основная, п=37 (%) Контрольная, п=35 (%)
Улучшение 25 (67,5%) 20(57,1%)
Без изменений 12 (32,5%) 11 (31,5%)
Ухудшение - 4(11,4%)
Эти отклонения могут являться следствием эмболических осложнений, поэтому результаты, представленные в таблице 6, не позволили сделать выводы о вкладе ГП. Во всех случаях пациенты получали общепринятую терапию острого ишемического инсульта
Было проведено сравнение динамики нейрокогнитивного статуса у больных основной группы с разной степенью метаболической и кардиореспираторной адаптации (таблица 7).
Таблица 7
Изменения нейрокогнитивного статуса в послеоперационном периоде в зависимости от степени метаболической и кардиореспираторной адаптации,
п=37
Параметры Степень метаболической и кардиореспираторной адаптации
Низкая, п=7 Средняя, п=26 Высокая, п=4
Улучшение, п (%) 3 (42,8%) 23 (88,5%) 3 (75,0%)
Без изменений, п (%) 4 (57,2%) 3(11,5%) 1 (25,0%)
Таблица 8
Изменения нейрокогнитивного статуса в послеоперационном периоде, п=61
Динамика нейрокогнитивного статуса Основная группа, п=30 Контрольная группа, п=31
Улучшение, п (%) 26 (86,7%) 20 (64,5%)
Без изменений, п (%) 4 (13,3%) 11(35,5%)
Получены статистически значимые различия (р = 0.044).
У больных с низкой степенью метаболической и кардиореспираторной адаптации феномен ГП не реализуется в полной мере в связи с низким потенциалом адаптационных механизмов. У больных со средней и высокой степенью метаболической и кардиореспираторной адаптации были получены хорошие результаты. Это позволяет предположить, что наиболее эффективно
ГП воздействует именно на эти категории пациентов, раскрывая их высокий адаптационный потенциал.
Далее сравнили динамику нейрокогнитивного статуса больных основной (средняя и высокая степень адаптации) и контрольной (без случаев ухудшения) групп (таблица 8).
На основании полученных данных можно заключить, что ЦНС при активизации феномена ГП в меньшей степени подвержена повреждающему действию гипо- и реперфузии во время операции по поводу атеросклеротического поражения сонных артерий.
Исходы операций, осложнения
Операции в обеих группах были сопоставимы по продолжительности и сложности. Время пережатия ВСА составило в основной группе 30,2 ± 5,2 мин,
в контрольной - 30,7 ±6,1 мин.
Таблица 9
_Осложнения со стороны ССС, после операций на ВСА, п=72_
Осложнение Группы
Основная, п=37 (%) Контрольная, п=35 (%)
Артериальная гипертензия 6 (16,2%) 11 (31,4%)
Пароксизм фибрилляции предсердий 1 (2,7%) 2 (5,7%)
Желудочковая экстр асистолия, Ьаип ПЫУ 1 (2,7%) 3 (8,6%)
Итого 8 (21,6%)* 16 (45,7%)*
* - р = 0.030. Статистическая обработка результатов выполнена с применением критерия
В случаях стойкой артериальной гипертензии мы применяли продленную седацию пропофолом, не снижая интенсивность гипотензивной терапии.
Несмотря на фиксацию значений тБОг более 75% у 18 пациентов обеих групп (25,0%) и наличие пароксизмов артериальной гипертензии, «гиперперфузионный синдром» не сформировался. Данных за развитие ОИМ не было получено ни у одного го пациентов обеих групп.
Пациенты обеих групп (с неосложненным неврологическим статусом) были переведены из отделения интенсивной терапии на следующее утро после операции.
Клиническая оценка интраоперационного применения ГП выявила некоторые особенности хирургического вмешательства на ВСА у подготовленных к гипоксии пациентов. Принятие решения об установке ВВШ на основе данных полученных в ходе проведения ГП становилось более индивидуальным и оправданным. У пациентов основпой группы отсутствовали ухудшения в нейрокогнитивном статусе и значимо снижалось количество
нарушений сердечно-сосудистой системы. По сравнению с контрольной группой у пациентов основной группы с высокой и средней степенью метаболической и кардиореспираторной адаптацией преобладали изменения нейрокогнитивного статуса в сторону улучшения. Это позволяет считать, что интраоперационное ГП обладает нейропротекгавными свойствами и благоприятно влияет на исходы операции КЭАЭ.
ВЫВОДЫ
1. Интраоперационное применение гипоксического прекондиционирования головного мозга у пациентов, оперируемых по поводу атеросклеротического поражения сонных артерий, является безопасным.
2. Гипоксическое прекондиционирование во время каротидной эндартерэктомии сопровождается более стабильными показателями кислородного гомеостаза, что свидетельствует о повышении резистентности головного мозга к ишемическому воздействию на основном этапе.
3. Процедура гипоксического прекондиционирования не увеличивает продолжительность операции. Определение анаэробного порога при проведении гипоксического прекондиционирования расширяет возможности индивидуальной оценки необходимости наложения временного внутриартериального шунта, что позволяет избежать возможных осложнений при его установке и сокращает время основного этапа операции.
4. Применение гипоксического прекондиционирования у пациентов, оперированных по поводу атеросклеротического поражения сонных артерий, позволяет уменьшить степень нейрокогнитивных нарушений на 10,4% и снизить вероятность развития неврологических отклонений. Наибольшая степень нейропротекции отмечена у пациентов со средней и высокой степенью метаболической и кардиореспираторной адаптации. Повышению нейропротективных свойств прекондиционирования способствует факт двукратного снижения у данных пациентов частоты возникновения аритмий и артериальной гипертензии.
ПРАК ТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
1. Для интраоперационного проведения гипоксического прекондиционирования необходимо использовать наркозно-дыхательную аппаратуру с возможностью работы минимальным потоком свежего газа, капнографический модуль и мониторинг регионарной церебральной оксигенации.
2. Наложение временного внутриартериального шунта во время каротидной эндартерэктомии показано при равнозначных снижениях значений регионарной церебральной оксигенации как в моменты достижения анаэробного порога и проведения гипоксического прекондиционирования, так и в момент пережатия ипсилатеральной
внутренней сонной артерии, на фоне ретроградного давления ниже 40 мм рт. ст.
3. Применение интраоперационного гипоксического прекоидиционирования не показано у пациентов со следующими факторами риска: ХНМК Ш ст. (по A.B. Покровскому), контрлатеральная окклюзия ВСА, стенокардия напряжения ФК Ш. Относительными противопоказаниями являются нарушение углеводного обмена и курение.
РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
По материалам исследования опубликовано 7 печатных работ, из них 2
научных статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Зарегистрировано 3
патента.
Публикации в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в действующем перечне ВАК
1. Интраоперационное гипокеическое прекондиционирование как метод нейропротекции при операциях на внутренних сонных артериях / A.C. Горохов, В.М Шипулин, Ю.К. Подоксенов, Б.Н. Козлов, М.С. Кузнецов, Е.В. Шишнёва, Д.С. Панфилов, МП. Плотников, Е.В. Лебедева. // Ангиология и сосудистая хирургия. - 2012. — Т. 18, № 4. - С. 100-105.
2. Методы оценки функционального резерва головного мозга в выборе хирургической тактики при сочетанном атеросклеротическом поражении коронарных и сонных артерий / Б.Н. Козлов, A.C. Горохов, MC. Кузнецов, МП. Плотников, В.М Шипулин // Сибирский медицинский журнал. -2013. - Т. 28, № 1. - С. 45-49.
Патенты
3. Способ защиты жизненно важных органов кардиохирургических больных, оперированных в условиях искусственного кровообращения: пат. № 2398601. Рос. Федерация: МПК51 А61М 1/10; А61Н 31/100 / Ю.К. Подоксенов, Т.В. Емельянова, A.C. Горохов и др.; заявитель и патентообладатель Учреждение РАМН НИИ кардиологии СО РАМН - № 2009114392/14; заявл. 15.04.2009; опубл. 10.09.2010, Бюл. №25.
4. Способ интраоперационного формирования газовой гипоксической смеси с 10-12% содержанием кислорода: пат. № 2412726. Рос. Федерация: МПК51 А61М 16/10 / A.C. Горохов, Ю.К. Подоксенов, В.М Шипулин и др.; заявитель и патентообладатель Учреждение РАМН НИИ кардиологии СО РАМН. - № 2009137800/14; заявл. 12.10.2009; опубл. 27.02.2011, Бюл. № 6.
5. Способ оценки степени метаболической и кардиореспираторной адаптации пациента: пат. № 2432114. Рос. Федерация: МПК51 А61В 5/083; А61В 5/091 / Ю.К. Подоксенов, О.О. Пантелеев, A.C. Горохов и др.; заявитель и патентообладатель Учреждение РАМН НИИ кардиологии СО РАМН - № 2010123606/14; заявл. 09.06.2010; опубл. 27.10.2011, Бюл. № 30.
Работы, опубликованные в материалах всероссийских и международных конференций и симпозиумов
6. Хирургия сосудов дуги аорты. Современные аспекты защиты головного мозга и миокарда / A.C. Горохов, Ю.К. Подоксенов, В.М ПЬшулин и др. // Сибирский медицинский журнал. -2010. - Т. 25, №2.-Вып. 1,-С. 113-114.
7. Современные аспекты защиты головного мозга и миокарда в хирургии сосудов дуги аорты / A.C. Горохов, Б.Н. Козлов, MC. Кузнецов и др. // Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 20-летию Кузбасского кардиологического центра: Материалы. - Кемерово. - 2010. -С. 81-82.
8. Результаты хирургического лечения пациентов с сочетанным поражением коронарного и каротидного бассейнов / Козлов Б.Н, Шипулин В.М, Кузнецов М.С. и др. // 16й Всерос. съезд сердечно-сосудистых хирургов: Тез. докл. и сообщений. - М:, 2010. - С. 146.
9. Интраоперационное гипоксическое прекондиционирование — новый метод в нейропротекции при операциях на сонных артериях / A.C. Горохов, Ю.К. Подоксенов, Б.Н. Козлов и др. // 16й Всерос. съезд сердечно-сосудистых хирургов: Тез. докл. и сообщений. - М:, 2010. - С. 196. (устный доклад).
10. Hypoxic preconditioning as a neuroprotective method during surgeries on carotid arteries / A.S. Gorohov, Y.K. Podoksenov, MS. Kuznetsov et aL // Interactive Cardio Vascular and Thoracic Surgery: The Materials of 60th ESCVS International Congress. Abstracts 60th ESCVS meeting. - Moscow. - 2011. - P. s32. (устный доклад).
Отпечатано в ООО "РГ "Графика" г. Томск, ул. Беленца, 17, тел.: (8-382-2)52-65-15 тираж 120 экз.
Текст научной работы по медицине, диссертация 2013 года, Горохов, Антон Сергеевич
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение «Научно-исследовательский институт кардиологии» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук
На правах рукописи
04201453746 ГОРОХОВ Антон Сергеевич
ГИПОКСИЧЕСКОЕ ПРЕКОНДИЦИОНИРОВАНИЕ В КОМПЛЕКСЕ АНЕСТЕЗИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ХИРУРГИИ СОННЫХ АРТЕРИЙ (клиническое исследование)
14.01.20. - анестезиология и реаниматология 14.01.26. - сердечно-сосудистая хирургия
Диссертация на соискание учёной степени кандидата медицинских наук
Научный руководитель: д.м.н. Ю.К. Подоксёнов Научный руководитель: д.м.н. Б.Н. Козлов
Томск-2013
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................................................................................................................4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
ЗАЩИТА ГОЛОВНОГО МОЗГА В КАРОТИДНОЙ ХИРУРГИИ...............11
1.1. Патофизиология ишемического повреждения центральной
нервной системы............................................................................................................................................................................12
1.2. Роль хирургии в лечении больных
со стенозирующим атеросклерозом сонных артерий....................................................15
1.3. Интра- и ранние послеоперационные осложнения..............................................................17
1.4. Предоперационная оценка риска......................................................................................................................19
1.5. Выбор метода анестезии...............................................................................................................................................21
1.6. Нейромониторинг во время операции......................................................................................................24
1.7. Интраоперационная защита головного мозга..............................................................................28
1.8. Повышение толерантности головного мозга к гипоксии..........................................32
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ................................................37
2.1. Общая характеристика обследованных больных..................................................................37
2.2. Методы исследования........................................................................................................................................................41
2.2.1. Методы топической диагностики окклюзирующего атеросклероза брахиоцефальных артерий и состояния Виллизиевого круга..........................42
2.2.2. Методы оценки нейрокогнитивного статуса.............................................43
2.2.3. Методы интраоперационной оценки функционального
состояния головного мозга........................................................................................................................................43
2.3. Описание методики анестезиологического обеспечения..........................................44
2.4. Метод интраоперационного гипоксического прекондиционирования....................................................................................................................................................46
2.4.1. Определение величины анаэробного порога................................................................................46
2.4.2. Процедура гипоксическош прековдиционирования..............................................49
2.5. Оценка исходов операции, осложнений................................................................................................51
2.6. Методы статистической обработки................................................................................................................52
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИКИ ГИПОКСИЧЕСКОГО ПРЕКОНДИЦИОНИРОВАНИЯ..........53
3.1. Особенности применения и оценка безопасности интраоперационного гипоксического прекондиционирования............ 53
3.2. Функциональное состояние головного мозга во время
основного этапа....................................................................................... 60
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. ПРИМЕНЕНИЕ ГИПОКСИЧЕСКОГО ПРЕКОНДИЦИОНИРОВАНИЯ В КАРОТИДНОЙ ХИРУРГИИ..................................................................................65
4.1. Критерии установки временного внутриартериальнош шунта......... 65
4.2. Послеоперационная оценка нейропротективных свойств интраоперационного гипоксического прекондиционирования.......... 68
4.3. Исходы операций, осложнения.............................................................. 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..................................................................................................................................................................................................74
ВЫВОДЫ....................................................................................................................................................................................................................80
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ..........................................................................................................................81
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ..............................................................................................................82
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................................................................................................83
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Вмешательства на магистральных сосудах, являясь инвазивной процедурой, сопровождаются снижением или остановкой кровообращения в дистальном русле, что приводит к ишемии, последующей реперфузии и нарушению функции жизненно важных органов с развитием в послеоперационном периоде различных осложнений. Каротидная эндартерэктомия остается в арсенале лечения хронического нарушения мозгового кровообращения на фоне расцвета эндоваскулярных методик.
Осложнения со стороны наиболее чувствительной к ишемии и гипоксии центральной нервной системы при хирургических вмешательствах на сонных артериях составляют 0,5-3,7% и различаются степенью психического и неврологического дефицита. Интраоперационная летальность находится в пределах 0,46-1,5% [48, 104, 122, 124, 173]. Причинами этих осложнений являются нарушение перфузии головного мозга в процессе операции, тромбозы, эмболии, разрывы и спазмы мозговых артерий [88].
Наиболее выраженные нарушения деятельности центральной нервной системы возникают при тромбозе и/или эмболии мозговых артерий в случае сниженного коллатерального кровотока Это приводит к структурным и функциональным изменениям преимущественно в бассейнах передней и средней мозговых артерий. Типичными расстройствами являются преходящая ипсилатеральная слепота (amaurosis fugax), гемипарез и гемианестезия [13].
Кроме того, в связи с возможной нестабильностью артериального давления и сердечного ритма во время операции часто (1,5-14,5%) возникают осложнения со стороны сердца (острый инфаркт миокарда, аритмии) [158,161].
Несмотря на большое количество работ по данной теме, многие принципиальные вопросы анестезиологического обеспечения каротидной хирургии до настоящего времени остаются во многом спорными и не вполне ясными. Нет единого мнения исследователей в решении вопроса о подготовке пациента, выборе метода и ведении анестезии [59, 143, 159]. В настоящее время имеется возможность проводить операции на сонных артериях как в условиях общей анестезии, так и местной. Однако в условиях последней, несмотря на постоянный контроль сознания и состояния нервной системы, выбор метода защиты головного мозга крайне ограничен: применение внутрипросветного временного шунта, инфильтрация каротиднош синуса местным анестетиком [134]. В условиях общей анестезии выбор дополняется искусственной артериальной гипертензией на период пережатия сонной артерии, гипотермией, гипер-гипокапнией, гипер-нормооксигенацией, медикаментозной защитой (выбор препаратов для проведения общей анестезии, ноотропная терапия) [24, 66, 105, 134, 159].
Наиболее доказанным методом защиты головного мозга является установка временного внутриартериального шунта. При регионарной анестезии появление у пациента признаков неврологического дефицита при пережатии внутренней сонной артерии является прямым показанием для шунта При общей анестезии решение об установке временного внутриартериального шунта основывается на изменениях косвенных признаков снижения мозгового кровотока. К ним относится отрицательная динамика показателей ретроградного артериального давления, электроэнцефалографии, вызванных ЭЭГ-потенциалов, транскраниальной допплерографии, регионарной церебральной оксиметрии и югулярной оксигенации. Эти средства мониторинга обладают высокой специфичностью, но низкой чувствительностью, что служит стимулом для дальнейшего поиска и конкретизации критериев установки шунта, особенно на фоне ряда технических сложностей хирургических манипуляций, рисков материальной эмболии дистального русла при его наложении [25, 34, 63].
В настоящий момент новым перспективным методом защиты жизненно важных органов, в т.ч. головного мозга, является ишемическое или гипоксическое прекондиционирование. Метод основан на проведении одного или более коротких эпизодов ишемии или гипоксии, которые способны активировать эндогенные защитные механизмы, уменьшая выраженность повреждений вследствие острого нарушения перфузии [47, 126, 154].
Таким образом, несмотря на работы, посвященные предотвращению развития и лечению острых психоневрологических нарушений в каротидной хирургии, нет четких рекомендаций и тактических схем профилактики и комплексной консервативной терапии, обоснования хирургической тактики по отношению к больным, оперированных на сонных артериях [161]. В связи с этим разработка и внедрение методов профилактики церебральных осложнений у такого тяжелого контингента больных является актуальной задачей современной сосудистой хирургии.
Цель работы
Разработать методику гипоксического прекондиционирования головного мозга пациентов с атеросклеротическим поражением сонных артерий и оценить ее эффективность как способа защиты центральной нервной системы во время операций на сонных артериях.
Задачи работы
Разработать методику интраоперационнош гипоксического прекондиционирования головного мозга у пациентов, оперируемых по поводу атеросклеротического поражения сонных артерий, и доказать ее безопасность.
Изучить особенности метаболических изменений в головном мозге пациента во время операций на сонных артериях, выполняемых в условиях гипоксического прекондиционирования.
Изучить особенности использования временного внутриартериальнош шунта во время операций на сонных артериях, выполненных в условиях гипоксического прекондиционирования, выявить критические значения регионарной церебральной оксигенации и разработать на основании этих значений критерии установки интракаротидного шунта.
Изучить частоту и характер психоневрологических нарушений у больных, оперированных на сонных артериях, и оценить нейропротективную эффективность гипоксического прекондиционирования.
Изучить частоту и характер периоперационных осложнений со стороны сердечно-сосудистой системы, оценить роль гипоксического прекондиционирования в их предупреждении.
Научная новизна
Впервые:
Разработана методика проведения интраоперационного гипоксического прекондиционирования головного мозга пациентов, оперированных по поводу атеросклеротического поражения сонных артерий, и обоснована безопасность ее применения.
Изучены особенности адаптационных реакций центральной нервной системы пациентов, оперированных на сонных артериях с применением гипоксического прекондиционирования. Выявлена меньшая лабильность газового состава крови на основном этапе операции.
Выявлены патогенетически обоснованные критические значения регионарной церебральной оксигенации. Оценена эффективность использования этих значений как критерия установки временного внутриартериального шунта.
На большом клиническом материале доказана нейропротективная эффективность предлагаемого метода во время операции по поводу атеросклеротического поражения сонных артерий, что подтверждено снижением
частоты и тяжести развития психоневрологического дефицита в раннем послеоперационном периоде.
Теоретическая и практическая значимость
Результаты работы расширяют представление о механизмах адаптации головного мозга человека к ишемии/гипоксии и роли гипоксического прекондиционирования в их активации.
Разработанная методика гипоксического прекондиционирования головного мозга предложена в качестве компонента анестезиологического обеспечения операций на сонных артериях.
Обоснована целесообразность корректировки критериев наложения временного внутриартериальнош шунта во время операций на сонных артериях, проводимых в условиях гипоксического прекондиционирования.
Благодаря применению гипоксического прекондиционирования как компонента анестезиологического обеспечения операций на сонных артериях снижены количество и тяжесть психоневрологических осложнений.
Улучшены исходы операции каротидной эндартерэкгомии, снижено количество периоперационных осложнений.
Внедрение результатов работы в практику
Основные положения и результаты диссертационной работы внедрены в клиническую практику отдела сердечно-сосудистой хирургии НИИ кардиологии СО РАМН.
Публикации
По материалам исследования опубликовано 7 печатных работ, из них 2 научных статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Зарегистрировано 3 патента.
Апробация работы
Основные положения диссертации доложены на:
конкурсах молодых ученых «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной кардиологии», Томск, 2010, 2011;
Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 20-летию Кузбасского кардиологического центра, Кемерово, 2010;
16-ом Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов, Москва,
2010;
школе-семинаре для врачей «Эндоваскулярное и хирургическое лечение стенозов экстракраниальных участков сонных артерий», Томск, 2010;
60-ом Международном конгрессе ESCVS (The European Society for Cardiovascular and Endo vascular Surgery), Москва, 2011.
Положения, выносимые на защиту
Применение гипоксического прекондиционирования у пациентов, оперируемых по поводу атеросклеротического поражения сонных артерий, является безопасным.
Гипоксическое прекондиционирование стабилизирует кислородное потребление тканей головного мозга, повышая их толерантность к ишемии/гипоксии во время операции на сонных артериях, и снижает вероятность развития негативных сосудистых реакций в раннем послеоперационном периоде.
Анализ значений регионарной церебральной оксигенации при определении анаэробного порога может служить основанием для установки временного внутриартериального шунта.
Проведение гипоксического прекондиционирования снижает частоту и тяжесть развития психоневрологических и сердечно-сосудистых осложнений раннего послеоперационного периода каротидной эндартерэктомии.
Личный вклад автора
Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан, проанализирован и описан лично автором. Автор самостоятельно оказывал анестезиологическое пособие при операциях на сонных артериях, выполнял гипоксическое прекондиционирование, вел базу данных. Лично автором проведена статистическая обработка полученного материала с помощью современных методов. Все научные результаты были получены автором или при его личном участии.
Объем и структура диссертации
Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка использованной литературы. Диссертация изложена на 101 странице машинописного текста, содержит 12 таблиц, 11 рисунков. В списке литературы приведено 176 источников (58 отечественных и 118 зарубежных авторов).
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ЗАЩИТА ГОЛОВНОГО МОЗГА В КАРОТИДНОЙ ХИРУРГИИ
В течение последнего десятилетия в Российской Федерации, как и во всем мире, показатели заболеваемости и смертности от острого нарушения мозгового кровообращения практически не изменились. В 2001 году стандартизованная заболеваемость среди лиц старше 25 лет составляла 2,34 случая на 1000 населения, смертность составляла 1,28 на 1000 населения [12]. В настоящее время в РФ регистрируется от 400 до 600 тысяч инсультов в год, смертность достигает 1,17 случая на 1000 населения [2, 3, 6]. При этом ишемический инсульт происходит в 80% случаев [12, 20, 58].
В соответствии с критериями ВОЗ ишемический инсульт определяют как острое очаговое неврологическое нарушение с клиническими проявлениями, сохраняющимися в течение более 24 часов, вероятной причиной которого служит ишемия головного мозга [17].
Мероприятия первичной профилактики ишемического инсульта складываются из медикаментозной профилактики (лечение артериальной гипертензии, антиагрегантная терапия, контроль гипергликемии, коррекция липиднош обмена) и немедикаментозной (отказ от курения, диета, коррекция массы тела) [68, 95]. Вторичная профилактика дополняется каротидной эндартерэктомией, чрескожной транслюминальной ангиопластикой со стентированием или без, коррекцией психоэмоциональных последствий инсульта и репаративной терапией [27, 50, 56].
1.1. Патофизиология ишемического повреждения центральной нервной системы
Головной мозг, как наиболее чувствительный к гипоксии орган, потребляет до 20% поступающего в организм кислорода. Среднее потребление кислорода составляет 3-3,5 мл /100 г / мин (50 мл / мин). В зависимости от интенсивности метаболизма в каждом отдельном участке ГМ интенсивность МК может составлять от 10 до 300 мл / ЮОг / мин, при этом на серое вещество приходится до 80 мл / 100 г / мин, а на белое около 20 мл /100 г / мин [33].
Как правило, причиной ишемического инсульта является циркуляторная гипоксия, в