Автореферат и диссертация по медицине (14.00.44) на тему:Пульсирующий и непульсирующий режимы искусственного кровообращения при операциях аортокоронарного шунтирования

На правах рукописи

Шиганов Михаил Юрьевич

ПУЛЬСИРУЮЩИЙ И НЕПУЛЬСИРУЮЩИЙ РЕЖИМЫ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ ПРИ ОПЕРАЦИЯХ АОРТОКОРОНАРНОГО ШУНТИРОВАНИЯ

14.00.44 - сердечно-сосудистая хирургия 14.00.37 - анестезиология и реаниматология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

2СЕН 2009

Санкт-Петербург - 2009 год

003477597

Работа выполнена на кафедре госпитальной хирургии № 1 с курсом анестезиологии и реаниматологии факультета последипломного образования в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

Научные руководители

доктор медицинских наук, Яицкий Николай Антонович

профессор, академик РАМН

доктор медицинских наук, Волчков Владимир Анатольевич

профессор

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Гриценко Владимир Викторович доктор медицинских наук, профессор Богомолов Борис Николаевич Ведущее учреждение:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию.

Защита состоится «/% ШОУГУЛХ^Л, 2009 г. в 13часов на заседании диссертационного совета Д 208.090.05 при ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (197022, Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, 6-8).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию. /—

Автореферат разослан «/,/"» 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, доцент Мясникова Марина Олеговна

Актуальность проблемы.

Искусственное кровообращение (ИК) является одним из наиболее значимых достижений хирургии середины 50-х г. ХХ-ого века. Начиная с 1954 года, когда Gibbon Н. и соавт. (1954) доложили о первом успешном применении искусственного кровообращения в клинике при ушивании дефекта межжелудочковой перегородки, количество выполняемых операций с его использованием постоянно возрастает. В настоящее время в мире выполняется более 2000 операций с искусственным кровообращением ежесуточно (Бунятян А.А. и др., 2005). Это коррекция врождённых и приобретенных пороков сердца, аортокоронарное шунтирование, трансплантация сердца и комплекса сердце-легкие, операции на магистральных сосудах (Максименко В.Б. и др., 2007).

Успешное развитие хирургии открытого сердца теснейшим образом связано с достижениями в области перфузионных технологий. ИК является вынужденной высокоинвазивной процедурой, вызывающей ряд негативных последствий. Повреждения различной степени встречаются у всех пациентов, подвергающихся искусственному кровообращению, и чем дольше продолжается перфузия, тем более серьезные случаются осложнения. Задачей для перфузиолога является минимизация побочных эффектов и быстрейшее возвращение основных параметров гомеостаза пациента к нормальному физиологическому состоянию.

Выбор режима перфузии оказывает большое влияние на течение перфузии и послеоперационного периода, возможности появления таких послеоперационных осложнений, как сердечная слабость, возникновение аритмий, постперфузионной сосудистой недостаточности, острой почечной недостаточности, респираторных расстройств, коагулопатий. Одним из факторов, оказывающих существенное влияние на течение перфузии и послеоперационного периода, является выбор пульсирующего или непульсирующего режима перфузии. Ряд авторов не видят преимуществ пульсирующего режима (Локшин JI.C. и др., 1998). Некоторые напротив, считают проведение искусственного кровообращения в режиме пульсирующего потока необходимым (Меныиугин И.Н. и др., 1998). Отмечается заинтересованность в дальнейшем научном изучении данной научной проблемы и выработки конкретных практических рекомендаций.

Цель исследования.

Оптимизация искусственного кровообращения с использованием пульсирующего режима перфузии при операциях аортокоронарного шунтирования.

Задачи исследования.

1. Изучить влияние пульсирующего и непульсирующего режимов перфузии при операциях аортокоронарного шунтирования в условиях стандартного анестезиологического пособия на основные показатели гомеостаза в интраоперационном и раннем послеоперационном периодах.

2. Определить информативность различных методов оценки адекватности различных режимов перфузии при аортокоронарном шунтировании в интраоперационном и раннем послеоперационном периодах.

3. Выработать на основании полученных данных оптимальный режим проведения перфузии при операциях аортокоронарного шунтирования.

Научная новизна.

Впервые изучено влияние пульсирующего потока, создаваемого штатным роликовым насосом аппарата ИК без использования специальных устройств (помпа или контрапульсатор) на течение ИК при операциях аортокоронарного шунтирования.

Впервые использован щадящий вариант создания пульсовой волны при пульсирующем режиме ИК с сохранением базового (непульсирующего) потока в объеме 15-20% от должных величин и амплитудой пульсовой волны, не достигающей максимальных значений.

Впервые определено более благоприятное влияние пульсирующего режима перфузии по сравнению с ламинарным потоком на больных в раннем послеоперационном периоде при сопоставлении биохимических, гемокоагуляционных параметров и результатов клинического анализа крови.

Впервые доказана диагностическая эффективность транскутанного способа определения газов крови во время анестезиологического пособия и различных режимов перфузии при операциях прямой реваскуляризации миокарда.

Практическая значимость работы.

Проведенные исследования уточнили характер влияния пульсирующего и непульсирующего режимов искусственного кровообращения на основные показатели гомеостаза при операциях аортокоронарного шунтирования. Это позволило рекомендовать

пульсирующий режим искусственного кровообращения, как более оптимальный по влиянию на функцию внутренних органов человека в интраоперационном и послеоперационном периодах с ранним переводом из реанимационного отделения и последующей выпиской из стационара.

Использование транскутанного монитора ускоряет регистрацию изменений газового состава крови (практически непрерывно) и способствует удешевлению их определения при стандартизации мониторинга проведения ИК.

Положения, выносимые на защиту.

Пульсирующий режим ИК оказывает более благоприятное воздействие на микроциркуляцию, периферический кислородный баланс, способствует сохранению периферического сосудистого тонуса оперируемого пациента.

Использование пульсирующего режима ИК при операциях аортокоронарного шунтирования позволяет проводить более ранний перевод из отделения реанимации на профильное хирургическое отделение а, в дальнейшем, осуществлять выписку из стационара.

Использование пульсирующего режима ИК способствует раннему восстановлению функции печени, почек, снижению системного воспалительного ответа больных, после выполнения хирургической реваскуляризации миокарда.

Личный вклад диссертанта в проведение исследования.

Автор лично участвовал в предоперационной подготовке, проведении анестезиологического пособия, искусственного кровообращения и послеоперационном ведении исследуемых больных. Самостоятельно осуществил статистическую обработку и анализ всего клинического материала.

Внедрение результатов исследования. Полученные в процессе выполнения работы практические рекомендации используются при выполнении кардиохирургичееких вмешательств в клиниках госпитальной хирургии № 1, факультетской хирургии ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова», ФГУ РНЦРХТ Росмедтехнологий; в учебном процессе курса анестезиологии и реаниматологии ФПО кафедры госпитальной хирургии № 1 ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова».

Апробация и реализация результатов работы. Результаты исследований и основные положения работы доложены и обсуждены на конференции молодых ученых в ГОУ ВПО СПб ГМУ им. акад. И.П.

Павлова (2007), образовательном конгрессе анестезиологов-реаниматологов в Москве (2007), 520-ом заседании НПО анестезиологов-реаниматологов Санкт-Петербурга (2008), международном симпозиуме «Защита миокарда: молекулярные, патофизиологические и клинические аспекты» (2008), съезде анестезиологов и реаниматологов РФ (2008).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 25 отечественных и 80 иностранных источников. Работа изложена на 110 страницах текста компьютерного набора, иллюстрирована 18 таблицами и 10 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

В работе проанализирован опыт проведения 200 операций аортокоронарного шунтирования в условиях ИК, умеренной гипотермии и фармакохолодовой кардиоплегии. Анестезиологическое пособие у всех пациентов было стандартным. Больные были разделены на две группы. В основной группе ИК проводилось в пульсирующем режиме, в группе сравнения (группа контроля) - в непульсирующем режиме (табл. 1). По остальным параметрам искусственного кровообращения в обеих группах отличий нет: объемная скорость перфузии у всех больных составила 2,5л/мин/м2 площади поверхности тела, гипотермия - 32°С., исходный поток газовой смеси в оксигенатор = 2/3 скорости перфузии с дальнейшей коррекцией по результатам анализов газового состава крови. Кардиоплегия выполнялась по принятой в клинике методике -антеградная, кровяная гипотермическая. Исключены из исследования данные больных, оперированных повторно, больным с пластикой левого желудочка и тромбэктомией, сочетанным поражением клапанного аппарата.

При сравнении можно отметить, что группы пациентов в основном однородны. По возрасту, полу, исходной глобальной фракции выброса наблюдаются незначительные различия.

Таблица 1

Сравнительная характеристика больных по группам_

Показатель Пульсирующий режим Не пульсирующий режим

Количество больных 102 98

Средний возраст, лет 59,2 ±1,5 57,8 ±1,3

Мужчины/женщины % 93/7 95/5

Количество предшествующих инфарктов миокарда 112 100

Глобальная фракция выброса % 56,5 54,8

Расчетное давление в легочной артерии мм рт ст 32,2 28,5

Класс стенокардии напряжения III - IV III - IV

Предшествующие коронаропластики и стентирования 1 1

Характеристика параметров ИК и оперативной коррекции представлены в таблице 2.

Не отмечено достоверных различий между параметрами хирургической коррекции ишемической болезни сердца, среднем времени ИК, аноксии миокарда в группах сравнения.

Во время ИК проводилась регистрация ЭКГ в двух отведениях с автоматической диагностикой аритмий и депрессии сегмента БТ; инвазивный мониторинг артериального давления с регистрацией среднего артериального давлишя и, при пульсирующем потоке, систолодиастолической разницы, центрального венозного давления у больных с исходно низкой фракцией выброса, высоким расчетным давлением в легочной артерии, распространенным поражением

коронарных артерий изучались показатели сердечного выброса с помощью термодилюционного катетера Сван-Ганса. Во время ИК определялись параметры перфузионного давления в артериальной магистрали после артериального фильтра, а при проведении кардиоплегии обязательно регистрировалось давление в кардиоплегической магистрали, рассчитывался индекс общего периферического сопротивления сосудов. Кроме измерения температуры пищеводной и ректальной измерялась и контролировалась температура крови притекающей по венозной магистрали и оттекающей по артериальной магистрали после теплообменника. Не допускалось повышения температуры оттекающей от оксигенатора крови выше 37,5°С с целью предотвращения гипертермии головного мозга.

Таблица 2

Характеристика видов хирургической коррекции и параметров перфузии___

Параметр Пульсирующий режим Не пульсирующий режим

средние значения количества наложенных шунтов 3,7 3,7

АКШ + МКШ, % 91 93

Только АКШ, % 9 7

Среднее время ИК, мин 134,2 132,6

Среднее время аноксии миокарда, мин 78,1 76,3

Средняя площадь поверхности тела м2 2,14 2,19

Примечание: ИК - искусственное кровообращение, АКШ -аортокоронарное шунтирование, МКШ - маммарокоронарное шунтирование.

Каждые 30 минут брали на анализ пробы артериальной и венозной крови. В этих пробах анализировались следующие показатели: гемоглобин, гематокрит, рН, дефицит буферных оснований — BE , концентрация иона НС03 напряжение кислорода - р02, напряжение углекислого газа - рС02, сатурация гемоглобина Sat - Hb, глюкоза крови, концентрация ионов калия, натрия, хлора, кальция, осмолярность крови (расчетная), анионный коэффициент, лактат сыворотки крови. Эти исследования выполнялись на анализаторе Rapid Lab - 248 фирмы «Bager». Контролировался диурез. Транскутанным датчиком регистрировались показатели напряжения кислорода и углекислого газа, определяли величину «локальной мощности», необходимой для сравнения. Поскольку «локальная мощность» - это количество энергии, затраченное на согревание датчика транскутанного монитора газов крови, то результаты приводятся в милливаттах. Сравнивая полученные данные с данными напряжения кислорода и углекислого газа в артериальной крови, анализируя «локальную мощность» мы оценивали микроциркуляцию по расчетным показателям транспорта кислорода и периферического кислородного баланса (сатурация венозной крови, содержание кислорода, доставка кислорода, потребление кислорода, коэффициент экстракции кислорода).

Послеоперационный период условно разделили на два этапа: 1-й этап - нахождение больных в реанимационном отделении, 2-й этап -наблюдение в профильном хирургическом отделении. На 1-ом этапе регистрировали среднее артериальное давление, центральное венозное давление, частоту сердечных сокращений, аритмии, сатурацию венозной крови, при наличии катетера Сван-Ганса - давление в легочной артерии, давление заклинивания легочных капилляров, сердечный выброс, сердечный индекс, индекс периферического сосудистого сопротивления. Ежедневно выполняли клинический анализ крови: тромбоциты, гемоглобин и гематокрит, лейкоциты и лейкоцитарную формулу с расчетом лейкоцитарного индекса интоксикации (Кальф-Калиф Я.Я., 1948); биохимический анализ крови: креатинин и мочевину - как показатели функции почек, билирубин, аланинаминотрансферазу, аспартатаминотрансферазу, общий белок, протромбиновый индекс - как показатели функции печени, фибриноген, данные коагулограммы. Оценивали суточный диурез, потери по дренажам, количество перелитых препаратов крови, длительность респираторной поддержки, длительность пребывания в плате реанимации и интенсивной терапии. 2-ой этап наблюдения осуществляли в отделении сердечно-сосудистой хирургии, определяли показатели клинического анализа

крови, биохимического анализа крови, коагулограммы, Длительность послеоперационного нахождения больных в стационаре.

Результаты исследования

Во время ИК через каждые 10 минут выполнялся анализ газового состава артериальной и венозной крови. В показателях газового состава венозной крови выявлены достоверные отличия по концентрации кислорода: в пульсирующем потоке Ру02=39,4 шт Н§, в непульсирующем потоке Р\'02=51,3 шт (р<0,05). Определены достоверные отличия в сатурации венозной крови в группах сравнения - 79,2% и 86,5%, соответственно.

Поскольку, напряжение кислорода в артериальной крови достоверно не отличается, то уменьшение напряжения кислорода в венозной крови и снижение сатурации можно связать только с большей доставкой и поглощением его органами и тканями.

Доставка кислорода зависит от сердечного выброса и содержания кислорода в артериальной крови. Поскольку в группах сравнения сердечный выброс равен объемной скорости перфузии и был одинаков в обеих группах, то 002 зависела от концентрации гемоглобина и напряжения кислорода. А показатели потребления и утилизации кислорода зависят от микроциркуляции и метаболизма тканей при прочих равных условиях. В полученных данных выявлены достоверные отличия, указывающие на лучшие условия тканевого метаболизма в группе пульсирующего потока (табл. 3).

Таблица 3

Расчетные показатели кислородного статуса (М±т)

Параметр Пульсирующий поток Непульсирующий поток

доставка кислорода (002), мин*м2 351±2,3 346±2,6

потребления кислорода (У02), мл/(мин-м2) 91,2±1,1* 55,2±0,8*

утилизации кислорода (КУ02), % 24,3±0,4* 16,9±0,3*

*статистически достоверная разница средних величин (р<0,01)

При анализе показателей кислотно-щелочного состояния, рН артериальной и венозной крови в обеих группах сравнения во время ИК нарастал ацидоз (рис.1). Но в группе пульсирующего потока нарастание ацидоза было не столь выраженным, что привело в конце перфузии к достоверно более выраженному ацидозу в группе непульсирующего потока: 7,388± и 7,290± ммоль/л в артериальной крови и 7,320± и 7,279± ммоль/л в венозной крови.

до перф. 20 мин. середина окончание

время ИК

1 рН арт. пульс. —«Э—рН арт. непульс.

вена пу/1ЬС """"^ЕЬ^рН вена непульс.

Рис. 1. Сравнение рН в артериальной и венозной крови во время искусственного кровообращения.

*отмечена статистически достоверная разница значений (р<0,05).

- 12В показателях центральной гемодинамики при отсутствии достоверных отличий в артериальном давлении между группами, вывялены достоверные отличия в перфузионном давлении (ПД) -168,2±0,9ммрт.ст. и 182,5±0,9ммрт.ст., а также в индексе общего периферического сопротивления сосудов (ИОПСС) - 1783,3±18,2 дин.с/(см5.м2) и 2039,8±19,8 дин.с/(см5.м2) соответственно (Р<0,01). Анализ полученных данных показывает, что выраженные отличия наблюдаются в ИОПСС. Он достоверно выше в группе непульсирующего потока, показывая нарастание во время ИК тонуса сосудов и ухудшения микроциркуляции. Данными, косвенно подтверждающими локальное улучшение кровообращения в почках при пульсирующем потоке, является увеличение диуреза по сравнению с непульсирющим потоком. При пульсирующем режиме диурез за время ИК составил - 866,1 ± 38,9мл, при непульсирующем - 749,7 ± 43,6мл (Р<0,05). Дополнительно с целью стимуляции диуреза 5-ти больным в основной группе и 7-ми больным в контрольной группе вводилось по 10 мг фуросемида.

В основной группе среднее давление в легочной артерии после перфузии и нейтрализации гепарина протамина сульфатом поднималось в меньшей степени 32±57мм рт.ст., чем во 2-й группе 35±7мм рт.ст., без достоверных различий (р>0,05). Сердечный индекс увеличился после хирургической коррекции в обеих группах, также без достоверных отличий.

В проведенном исследовании была проанализирована частота самостоятельного восстановления синусового ритма после снятия зажима с аорты. В группе пульсирующего потока в 88,2% восстановилась сердечная деятельность самостоятельно. В группе непульсирующего потока частота восстановления ритма составляла 65,5% больных. Изучая доступную нам литературу, обнаружили связь между частотой самостоятельного восстановления ритма и рН крови. При смещении рН в «щелочную» сторону, самостоятельное восстановление деятельности сердца наблюдалось чаще, что подтверждается нашими исследованиями.

Показатели транскутанных газов крови, имели достоверные различия в напряжении кислорода в группах пульсирующего и непульсирующего потоков (табл. 4).

В группе пульсирующего потока Р1с02 достоверно выше, приближаясь к напряжению кислорода в артериальной крови. В группе непульсирующего потока РкЮ^ занимает среднее положение, между артериальным и венозным напряжением кислорода. Существенное уменьшение разницы по кислороду в этих группах обусловлено

ухудшением микроциркуляции в тканях под датчиком. Это подтверждают и полученные данные «локальной мощности».

Таблица 4

Показатели напряжения кислорода в основной и контрольной

Режим ИК Транскутанное напряжение О2, мм рт.ст. Напряжение О2 в артерии, мм рт.ст. Напряжение Ог в вене, мм рт.ст.

Основная группа 164±4 174±6 49 ±1

Контрольная группа 103±4* 191±4 52±1

* статистически достоверная разница средних величин (Р<0,05).

Определяется статистически достоверная различия в количестве энергии, требующейся для согревания датчика, между группами пульсирующего и непульсирующего потока (рис. 2). Максимальная разница определяется на тридцатой минуте ИК и в середине перфузии, уменьшаясь к концу ИК. В целом, динамика изменений в обеих группах однонаправленная. Поскольку условия проведения ИК были в обеих группах стандартными и отличались только характером потока, то разница в показателях транскутанных газов крови, возможно, объясняется режимом перфузии. Чем лучше микроциркуляция в подлежащих тканях под датчиком транскутанного

монитора газов крови, тем ближе транскутанно определяемые газы к газам артериальной крови и тем большее количество энергии требуется для согревания датчика. В группах сравнения отмечена статистически достоверная разница по кислороду и по «локальной мощности». Полученные данные свидетельствуют, что во время перфузии в пульсирующем режиме микроциркуляция лучше, чем при непульсирующем режиме.

В послеоперационном периоде диурез был выше в группе пульсирующего потока по сравнению с непульсирующим (в среднем 83,4мл/час после пульсирующего режима и 70,9мл/час после непульсирующего режима) с достоверной разницей на третьи сутки (Р<0,05). Анурии и олигурии не наблюдалось ни у одного больного.

-14В первые сутки концентрация креатинина выше нормы (0,140ммоль/л) в обеих группах. При этом концентрация достоверно выше в группе непульсирующего потока (Р<0,01). В дальнейшем наблюдается постепенное снижение концентрации креатинина в плазме крови, в среднем приходя в норму уже на вторые сутки послеоперационного периода в обеих группах. Но между группами выявлена достоверная статистическая разница на 3-е и 4-е сутки после операции (Р<0,05).

до И К 5-я минута 30-я середина окончание после И К минута

время искусственного кровообращения

пульсирующий —«—непульсирующий

Рис. 2. Изменение показаний «локальной мощности» обеих групп, ♦статистически достоверная разница средних величин (р<0,05).

При исследовании концентрации мочевины крови также выявлены достоверные отличия на 1, 2,4,6 и 12 сутки наблюдения.

Уровень мочевины повышался выше нормы и в группе непульсирующего потока на четвертые сутки до 11,Зммоль/л. А достоверная разница по концентрации мочевины между группами сохранялась 12 суток.

Исходя из вышеизложенного можно предположить, что пульсирующий поток при ИК более щадяще воздействует на почки, способствуя сохранению их функции.

Биохимические показатели функции печени представлены в таблице 5.

Таблица №5

Биохимические показатели сыворотки крови_

Показатели Сутки после операции

1-е 2-е 3-е 4-е 6-е 10-е

ы АЛТ, ммоль/л 0,52 ±0,02 0,48* ±0,02 0,35* ±0,03 0,29' ±0,01 0,27* ±0,02 0,28 ±0,02

S S S к ACT, моль/л 0,46 ±0,01 0,43* ±0,01 0,38* ±0,02 0,28' ±0,01 0,26 ±0,02 0,22 ±0,02

с. « S 3 2 Билирубин, мкмоль/л 14,2 ±0,7 12,1" ±0,7 9,9' ±0,9 8,9' ±0,8 6,5* ±0,9 6,8 ±0,9

п. S о л ч >. Протромбин, % 88,0 ±1,0 79,0 ±1,1 89,0' ±0,9 94,0' ±1,1 102,0* ±0,9 98,0' ±0,9

С Белок, г/л 72,0 ±0,7 68,0 ±0,7 69,0 ±0,9 74,0* ±0,8 72,0 ±0,9 76,0 ±0,9

S АЛТ, ммоль/л 0,58 ±0,01 0,82 ±0,01 0,88 ±0,02 0,67 ±0,02 0,42 ±0,02 0,30 ±0,01

S s * «J о. ACT моль/л 0,49 ±0,02 0,61 ±0,02 0,60 ±0,01 0,49 ±0,03 0,31 ±0,03 0,23 ±0,02

>S S 3 2 >, о. Билирубин, мкмоль/л 13,7 ±0,7 16,9 ±0,8 17,1 ±0,9 16,3 ±0,9 13,0 ±0,9 8,9 ±0,9

s о Л к с Протромбин, % 85,0 ±0,9 74,0 ±1,1 71,0 ±1,1 73,0 ±1,0 79,0 . ±1,1 86,0 ±0,7

X Белок, г/л 70,0 ±0,9 63,0 ±0,7 65,0 ±0,8 64,0 ±0,7 73,0 ±0,9 73,0 ±0,9

♦статистически достоверная разница средних величин (Р<0,05).

Из таблицы наглядно видно достоверное улучшение биохимических показателей функции печени в группе пульсирующего потока.

При оценке системного воспалительного ответа выявлено, что повышение концентрации лейкоцитов при кардиохирургических вмешательствах с применением ИК развивался в обеих группах с достоверным различием на 1-е, 2-е, 6-е и 10-е сутки после операции (Р<0,05). Эти данные показывают меньшую выраженность системной воспалительной реакции при использовании пульсирующего режима. При расчете лейкоцитарного индекса интоксикации первые сутки незначительно был выше в группе пульсирующего потока 6,3±0,28 усл.ед, но затем быстро снижается, приходя к границам нормы на шестые сутки, тогда как в группе непульсирующего потока повышается на вторые сутки до 6,4±0,27усл.ед и затем до десятых послеоперационных суток регистрируются выше нормальных значений. Достоверная разница между группами сохраняется вплоть до четырнадцатых суток (Р<0,05).

В отделении реанимации больные основной группы наблюдались в среднем 3,4 ± 0,1 суток. В группе контроля 4,7 ± 0,1 суток (Р<0,05). Время искусственной вентиляции легких в основной группе контроля 9,1 ±0,1 часа, в группе сравнения 12,4 ± 0,4 часа (Р<0,01).

Длительность послеоперационного наблюдения больных в стационаре в группе пульсирующего потока составила - 20 ± 0,42 суток, в группе непульсирующего потока - 23 ± 0,46 суток с достоверной разницей (Р<0,05).

ВЫВОДЫ.

1. Наиболее информативными показателями оценки адекватности перфузии во время проведения ИК при аортокоронарном шунтировании являются определение кислотно-основного состояния артериальной крови, сатурации венозной крови, содержания лактата в сыворотке крови.

2. Использование режима создания пульсовой волны без полной остановки насоса аппарата искусственного кровообращения с сохранением базового потока в объеме 15 - 20% от должных величин и амплитудой пульсовой волны, не достигающей максимальных значений с разницей между систолическим и диастолическим давлением в лучевой артерии 20 мм рт.ст. при пульсирующем режиме перфузии, позволяет сохранять на оптимальном уровне периферический кислородный баланс, микроциркуляцию, кислотно-основное состояние, величину лактата сыворотки крови.

-173. Непульсирующий режим перфузии приводит к ухудшению микроциркуляции, что достоверно подтверждается большей разницей параметров напряжения кислорода определяемого в артериальной крови и с помощью транскутанного метода определения газов крови по сравнению с пульсирующим методом искусственного кровообращения, показателем количества энергии в мВт, необходимой для согревания датчика до 44°С, величинами коэффициентов потребления и утилизации кислорода тканями организма.

4. Применение пульсирующего режима искусственного кровообращения по сравнению с ламинарным режимом в послеоперационном периоде быстрее нормализует биохимические показатели функции печени и почек, коагулограмму, уменьшает проявления системного воспалительного ответа, способствует более раннему переводу больных на профильное хирургические отделения из палаты интенсивной терапии на 1,3±0,1 сутки и из стационара в реабилитационные центры на 3,0±0,4 сутки.

5. Транскутанный метод определения кислорода и углекислоты позволяет оперативно контролировать динамику газового состава артериальной крови, оценивать микроциркуляцию у пациента при проведении искусственного кровообращения по подсчету показателя локальной мощности расхода энергии при согревании датчика.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Использование штатного насоса аппарата искусственного кровообращения при выполнении пульсирующего режима искусственного кровообращения с сохранением базового ламинарного потока и достижения субмаксимальных значений пульсовой волны позволяет исключить применение дополнительного дорогостоящего оборудовании (помпа или контрапульсатор) и уменьшить вероятность возникновения таких осложнений как воздушная эмболия, кровотечение, окклюзия бедренной артерии, инфекция и пр.

2. С целью контроля газового состава артериальной крови необходимо более широко использовать неинвазивный транскутанный мониторинг, что

позволяет в режиме реального времени контролировать динамику напряжения кислорода и углекислого газа, при необходимости корректировать параметры искусственной вентиляции легких, газового состава смеси, подаваемой в оксигенатор во время искусственного кровообращения.

-183. Определение кислотно-основного состояния артериальной крови, сатурации венозной крови, содержания лактата в сыворотке крови необходимо рутинно применять во время выполнения искусственного кровообращения при аортокоронарном шунтировании как наиболее информативные методы оценки адекватности перфузии.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Шиганов М. Ю., Волчков В. А., Осовских В. В., Пизин В. М. Сравнение пульсирующего и непульсирующего режимов искусственного кровообращения при операциях аортокоронарного шунтирования // Вестник Хирургии имени И.И. Грекова.- 2008.-Т 167,№IV-С. 26-30.

2. Шиганов М. Ю., Волчков В. А., Осовских В. В. Выбор оптимального режима искусственного кровообращения при операциях аортокоронарного шунтирования // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2008. - Т. 7, № 2 (26) - С. 56-58.

3. Шиганов М. Ю., Волчков В. А., Гриненко О. А., Осовских В. В. Влияние режима искусственного кровообращения на течение перфузии и послеоперационного периода // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. - 2009. - Т. 30 № 2 - С. - 2629.

4. Шиганов М.Ю., Волчков В.А., Осовских В.В., Иванов А.Т., Пизин

B.М.. Оценка информативности транскутанного определения газов крови во время искусственного кровообращения при операциях аортокоронарного шунтирования //10 съезд анестезиологов и реаниматологов, -Сб. тр. конгресса. - СПб., 19-22 сентября 2006, -

C.485 - 486.

5. Шиганов М. Ю., Волчков В. А., Осовских В. В., Иванов А. Т., Пизин В. М. Сравнение различных режимов искусственного кровообращения при операциях аортокоронарного шунтирования // конгресс Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины, -Сб. тр. конгресса. - СПб., май 2007, - С. 255-256.

Лицензия от ИД № 00597 от 15.12.99 Подписано в печать 07.09.2009 Усл. печ. л.. 1,25 Формат 60x84 1/16 Печать офсетная Тираж 100 экз. Заказ 931/09 197089, Санкт - Петербург, ул. Л. Толстого 6/8 Издательство СПбГМУ

Актуальность проблемы

Искусственное кровообращение (ИК) является одним из наиболее значимых достижений хирургии середины 50-х г.г. ХХ-ого века. Начиная с 1954 года, когда Gibbon Н. et al. доложили о первом успешном применении искусственного кровообращения в клинике при ушивании дефекта межжелудочковой перегородки на первом аппарате искусственного кровообращения собственной конструкции (Gibbon J.H. Jr, Miller B.J., Dobell A.R., Engell H.C., Voight G.B., 1954), количество выполняемых операций с его использованием постоянно возрастает. Необходимо отметить, что в России первая успешная операция на сердце выполнена в 1957 году А.А. Вишневским (Кнышов Г.В., 1996). В настоящее время в мире выполняется до 2000 операций с искусственным кровообращением ежесуточно, в год более 700000 (Меньшугин И.Н., 1998). Подавляющее их большинство — в США - около 500000. В России в настоящее время проводится около 12000, что недостаточно в сравнении с зарубежным опытом. Но последние годы количество операций неуклонно возрастает (Бунятян А.А., Третьякова Н.А., Мещеряков А.В. и др., 2005). Это такие операции, как коррекция врождённых и приобретенных пороков сердца, аортокоронарное шунтирование, трансплантация сердца и комплекса сердце-легкие, операции на магистральных сосудах (Максименко В.Б., Козяр В.В., Жовнир В.А. 2007).

Успешное развитие хирургии открытого сердца теснейшим образом связано с достижениями в области перфузионных технологий. Многие варианты хирургической коррекции сердечной патологии возможны только с применением сердечно-легочного обхода. Нарушения при проведении перфузии может привести к тяжелым последствиям для больного и свести к нулю самую качественную хирургическую коррекцию. Технологии ИК постоянно совершенствуются, внедряются новые биосовместимые материалы и покрытия, минимизируется контур, чтобы сократить контакт с чужеродной поверхностью (Stammers А.Н., 1996).

ИК является вынужденной высокоинвазивной процедурой, вызывающей ряд негативных последствий. Повреждения различной степени встречаются у всех пациентов подвергающихся ИК, и чем дольше продолжается перфузия, тем более серьезные случаются осложнения (Glenn P., Gravlee M.D., Ricbard F. Davis, M.D., Joe R. Utley, M.D., 2006). В первую очередь страдает головной мозг (Шевченко Ю.Л., Михайленко А.А., Кузнецов А.Н., Ерофеев А.А., 1997), а также другие системы и органы. Важной задачей перфузиолога является минимизация побочных эффектов и быстрейшее возвращение основных параметров гомеостаза пациента к нормальному физиологическому состоянию (Robicsek F., Masters T.N., Niesluchowski W. et al., 1983).

Выбор режима перфузии оказывает большое влияние на течение послеоперационного периода и появление послеоперационных осложнений со стороны различных систем и органов (сердечной слабости, возникновения аритмий, постперфузионной сосудистой недостаточности, острой почечной недостаточности, респираторных расстройств, неврологических нарушений, коагулопатий) (Robicsek F., Masters T.N., Niesluchowski W. et al., 1983; Tang A.T., Knott J., Nanson J., Hsu J., Haw M.P., Ohri S.K., 2002). Одним из факторов, оказывающих существенное влияние на течение ИК и послеоперационного периода, является выбор пульсирующего или непульсирующего режима перфузии. Ряд авторов не видят преимуществ пульсирующего режима (Локшин Л.С., Лурье Г.О., Дементьева И.И., 1998; Abramov D., Tamariz М., Serrick C.I., Sharp Е., Noel D., Harwood S., Christakis G.T., Goldman B.S., 2003). Другие напротив, считают проведение ИК в режиме пульсирующего потока необходимым (Меныпугин И.Н., 1998; Alkan Т., Akfevin A., Undar A., Turkoglu Н., Paker Т., Ayta? А., 2006). Отчасти это связано с различными условиями проведения ИК и способа генерации пульсовой волны, различиями в виде хирургической коррекции, возрасте больных и другими причинами. Все авторы отмечает необходимость дальнейшего научного изучения данной проблемы и выработки конкретных практических рекомендаций.

Цель и задачи исследования

Цель - оптимизация искусственного кровообращения с использованием пульсирующего режима перфузии при операциях аортокоронарного шунтирования.

Для достижения поставленной цели предполагается решить следующие задачи:

1. Изучить влияние пульсирующего и непульсирующего режимов перфузии при операциях аортокоронарного шунтирования в условиях стандартного анестезиологического пособия на основные показатели гомеостаза в интраоперационном и раннем послеоперационном периодах.

2. Определить информативность различных методов оценки адекватности различных режимов перфузии на основные показатели гомеостаза в интраоперационном и раннем послеоперационном периодах.

3. Выработать на основании полученных данных оптимальный режим проведения перфузии при операциях аортокоронарного шунтирования.

Научная новизна работы

Впервые изучено влияние пульсирующего потока, создаваемого штатным роликовым насосом аппарата ИК без использования специальных устройств (помпа или контрапульсатор) на течение ИК при операциях аортокоронарного шунтирования.

Впервые использован щадящий вариант создания пульсовой волны при пульсирующем режиме ИК с сохранением базового (непульсирующего) потока в объеме 15—20% от должных величин и амплитудой пульсовой волны, не достигающей максимальных значений.

Впервые определено более благоприятное влияние пульсирующего режима перфузии по сравнению с ламинарным потоком на больных в раннем послеоперационном периоде при сопоставлении биохимических, гемокоагуляционных параметров и результатов клинического анализа крови.

Впервые доказана диагностическая эффективность транскутанного способа определения газов крови во время анестезиологического пособия и различных режимов перфузии при операциях прямой реваскуляризации миокарда.

Практическая значимость

Проведенные исследования уточнили характер влияния пульсирующего и непульсирующего режимов ИК на основные показатели гомеостаза при операциях аортокоронарного шунтирования. Это позволило рекомендовать пульсирующий режим ИК, как более оптимальный по влиянию на функцию внутренних органов человека в интраоперационном и послеоперационном периодах с ранним переводом из реанимационного отделения и последующей выпиской из стационара.

Использование транскутанного монитора ускоряет регистрацию изменений газового состава крови (практически непрерывно) и способствует удешевлению их определения при стандартизации мониторинга проведения ИК.

Основные положения, выносимые на защиту:

Пульсирующий режим ИК оказывает более благоприятное воздействие на микроциркуляцию, периферический кислородный баланс, способствует сохранению периферического сосудистого тонуса.

Использование пульсирующего режима искусственного кровообращения при операциях аортокоронарного шунтирования позволяет проводить более ранний перевод из отделения реанимации на профильное отделение а, в дальнейшем, выписку из стационара.

Использование пульсирующего режима кровообращения способствует ранней нормализации функции печени, почек, снижению системного воспалительного ответа.

Апробация и реализация результатов работы

Результаты исследований и основные положения работы доложены и обсуждены на 520-ом заседании научно-практического общества анестезиологов-реаниматологов (2008), международном симпозиуме «Защита миокарда: молекулярные, патофизиологические и клинические аспекты» (2008), всероссийском съезде анестезиологов и реаниматологов (Москва, 2008), съезде федерации анестезиологов-реаниматологов северо-запада (Санкт-Петербург, 2007), конференции молодых ученых СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова (Санкт-Петербург, 2007), всероссийском научном конгрессе «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины» (Санкт-Петербург, 2007).

Личный вклад диссертанта в проведение исследования

Автор лично участвовал в предоперационной подготовке, искусственного кровообращения и послеоперационном ведении исследуемых больных.

Самостоятельно осуществил статистическую обработку и анализ всего клинического материала.

Внедрение результатов исследования

Полученные в процессе выполнения работы практические рекомендации используются при проведении кардиохирургических вмешательств в клиниках госпитальной хирургии № 1, факультетской хирургии ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад.И.П. Павлова», ФГУ РНЦРХТ Росмедтехнологий; в учебном процессе в рамках цикла последипломного усовершенствования «Анестезиологическое и реаниматологическое обеспечение в сердечно-сосудистой хирургии» курса анестезиологии и реаниматологии факультета последипломного образования кафедры госпитальной хирургии № 1 ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова».

ВЫВОДЫ

1. Наиболее информативными методами оценки состояния пациента во время выполнения искусственного кровообращения при аортокоронарном шунтировании являются определение кислотно-основного состояния артериальной крови, сатурации венозной крови, содержания лактата в сыворотке крови.

2. Использование режима создания пульсовой волны без полной остановки насоса аппарата искусственного кровообращения с сохранением базового потока в объеме 15 — 20% от должных величин и амплитудой пульсовой волны, не достигающей максимальных значений с разницей между систолическим и диастолическим давлением в лучевой артерии 20 мм рт.ст. при пульсирующем режиме перфузии, позволяет сохранять на оптимальном уровне периферический кислородный баланс, микроциркуляцию, кислотно-основное состояние, величину лактата сыворотки крови.

3. Непульсирующий режим перфузии приводит к ухудшению микроциркуляции, что достоверно подтверждается большей разницей параметров напряжения кислорода определяемого в артериальной крови и с помощью транскутанного метода определения газов крови по сравнению с пульсирующим методом искусственного кровообращения, показателем количества энергии в мВт, необходимой для согревания датчика до 44°С, величинами коэффициентов потребления и утилизации кислорода тканями организма.

4. Применение пульсирующего режима искусственного кровообращения по сравнению с ламинарным режимом в послеоперационном периоде быстрее нормализует биохимические показатели функции печени и почек, коагулограмму, уменьшает проявления системного воспалительного ответа, способствует более раннему переводу больных на профильное хирургические отделения из палаты интенсивной терапии (на 1,3±0,1 суток) и из стационара в реабилитационные центры (на 3,0±0,44 суток).

5. Транскутанный метод контроля кислорода и углекислоты позволяет достоверно контролировать динамику газового состава артериальной крови, оценивать микроциркуляцию у пациента при проведении искусственного кровообращения по подсчету показателя локальной мощности расхода энергии при согревании датчика.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Использование штатного насоса аппарата искусственного кровообращения при выполнении пульсирующего режима искусственного кровообращения с сохранением базового ламинарного потока и достижения субмаксимальных значений пульсовой волны позволяет исключить применение дополнительного дорогостоящего оборудования (использование помпы или внутриаортальной баллонной контрапульсации) и уменьшить вероятность возникновения таких осложнений как воздушная эмболия, кровотечение, окклюзия бедренной артерии, инфекция и пр.

2. С целью контроля газового состава артериальной крови необходимо более широко использовать неинвазивный транскутанный мониторинг, что позволяет в режиме реального времени контролировать динамку напряжения кислорода и углекислого газа, при необходимости корректировать параметры искусственной вентиляции легких, газового состава смеси, подаваемой в оксигенатор во время искусственного кровообращения и тем самым объективизировать состояние оперируемого пациента.

3. Определение кислотно-основного состояния артериальной крови, сатурации венозной крови, содержания лактата в сыворотке крови необходимо рутинно применять во время выполнения искусственного кровообращения при аортокоронарном шунтировании как наиболее информативные методы оценки адекватности перфузии.