Автореферат и диссертация по медицине (14.01.20) на тему:Влияние отдельных анестетиков на состояние функции печени и почек при ингаляционной анестезии минимальным потоком на этапе специализированной помощи

На правах рукописи

ФАИЗОВ Искандер Иршатович

ВЛИЯНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ АНЕСТЕТИКОВ НА СОСТОЯНИЕ ФУНКЦИИ ПЕЧЕНИ И ПОЧЕК ПРИ ИНГАЛЯЦИОННОЙ АНЕСТЕЗИИ МИНИМАЛЬНЫМ ПОТОКОМ НА ЭТАПЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ ПОМОЩИ

14.01.20 - анестезиология и реаниматология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

1 7 ИЮЛ 2014 ^ "И>ИЮ/Ь2014—

Санкт-Петербург 2014

005550640

005550640

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном военном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Военно-медицинская академия им. С.М Кирова» Министерства обороны Российской Федерации

Научный руководитель:

Заслуженный врач России

доктор медицинских наук Щеголев Алексей Валерианович

Официальные оппоненты:

Александрович Юрий Станиславович доктор медицинских наук профессор

ГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, кафедра анестезиологии, реаниматологии и неотложной педиатрии, заведующий

Лубнин Андрей Юрьевич заслуженный врач России, доктор медицинских наук профессор

ФБГУ «НИИ нейрохирургии им. акад. H.H. Бурденко» РАМН, отдел анестезиологии-реаниматологии и интенсивной терапии, руководитель

Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Северо-Западный государственный медицинский университет имени И.И. Мечникова» Министерства здравоохранения Российской Федерации,

Защита состоится «30» сентября 2014 г. в 13.00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 215.002.07 на базе Федерального государственного бюджетного военного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова» Министерства обороны России (194044, Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, д. 6)

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке и на сайте http://www.vmeda.org Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова

Автореферат разослан «-7 » 2014 года

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук профессор

Богомолов Борис Николаевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования.

Подходы в проведении общей ингаляционной анестезии за последние 1020 лет претерпели значительные изменения. Современное состояние данного вида анестезии, прежде всего, обусловлено широким внедрением «новых» анестетиков - изофлурана, севофлурана, десфлурана [Гальперин Ю.С., 1999; Сидоров В.А., 1999; Лихванцев В.В., 2010, 2013; Волчков В.А., 2010; Александрович Ю.С., 2013]. По данным профессора В.В. Лихванцева в большинстве про-мышленно-развитых стран в 2008-2010 годах доля ингаляционной анестезии с использованием, например, таких анестетиков как севофлуран и десфлуран превысила 70% от общего числа проведенных анестезий. На территории Российской Федерации данный показатель в настоящее время не превышает 6-8%, однако, с каждым годом имеет место увеличение доли использования указанных анестетиков [Лихванцев В.В., 2009, 2010].

Тенденции в одновременном повышении как безопасности пациента во время проведения анестезиологического пособия и после него, так и управляемости анестезией способствуют достижениям в области медицинского приборостроения. Последние заключаются в совершенствовании систем дозирования, повышении прецизионности мониторинга ингаляционных анестетиков в дыхательной смеси [Лебединский K.M., 2009; Лихванцев В.В., 2009, 2010; Щеголев A.B., 2013]. Не маловажным следует считать и стремление к сокращению расходования препаратов, что привносит ощутимую экономию и снижает степень загрязнения окружающей среды [Лихванцев В.В., 2009, Bito H., 1994; Baxter A.D., 1997].

Все более часто, особенно, на этапах специализированной медицинской помощи, в практику внедряется ингаляционная анестезия с минимальным и метаболическим потоками газовой смеси [Лихванцев В.В., 2001; Сидорова В.А., 2005; Левшанков А.И., 2012, 2013; Vecil M., 2008]. Данные методики обеспечивают более устойчивый микроклимат, с сохранением достаточной влажности в дыхательном контуре, температурного и микробиологического гомеостаза, их использование уменьшает вероятность контаминации дыхательных путей [Лихванцев В.В., 2008; Левшанков А.И., 2011].

Несмотря на ощутимые преимущества ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками газовой смеси, данная медицинская проблема требует дополнительного изучения, так как снижение используемого потока теоретически может приводить не только к токсическому влиянию используемых анестетиков, но й накоплению "третьих газов", которые традиционно не контролируются даже современными газоанализаторами [Полушин Ю.С., 2004; Щеголев A.B., 2012]. Основными токсическими веществами являются компаунды А, В, С, D, Е [Frink Е„ 1992, 1994, 1996; Bito Н„ 1994; Versichelen L., 2001; Lee W.M., 2005], которые образуются в дыхательном контуре вследствие взаимодействия севофлурана с сорбентами двуокиси углерода (С02) [Щеголев A.B., 2013; Bedford R.F., 2000; Bouche MP., 2001, 2002; Eger E.I., 2002]. Среди них, наиболее образующимся и токсичным является компаунд А. До сих пор нет единого мнения о его потенциальной гепато- и нефротоксичности. Боль-

шинство научных работ выполнены при потоках газовой смеси превышающих минимальный [Baker A.B., 1994; Bito Н„ 1994; Baxter A.D., 1997; Ebert T.J. 1998; Bedford R.F., 2000]. He определена и пороговая концентрация компаунда А, при котором может возникнуть гепато- и нефротоксический эффект у пациентов без и с патологией этих органов и систем [Левшанков А.И., 2011; Gibson G., 1986; Gonsowski С.Т., 1994; Kandel L., 1995; Higuchi H„ 1998; Ebert T.J., 1998; Eger E.I., 1997, 2002; Frink E.J., 1992, 1996; Goldberg M.E., 1999; Bedford R.F., 2000; Turillazzi E., 2007; Geoffrey B.A, 2008].

В существующих аппаратах ингаляционной анестезии и газоанализаторах используется принцип инфракрасной спектроскопии (ИК-спектроскопии) [Лебединский K.M., 2009; Левшанков А.И., 2011]. Несмотря на убедительные данные об эффективности контроля данными приборами концентрации С02, закиси азота и ингаляционных анестетиков (гапотана, энфлурана, изофлурана, се-вофлурана и десфлюрана), они по определению не позволяют мониторировать иные компоненты газовой смеси, включая и потенциально токсичные. В этой связи разработку и внедрение более совершенных интраоперационных методов мониторинга представляется чрезвычайно актуальной. Проблема приобретает особую научно-практическую важность при снижении потока газовой смеси, когда время и интенсивность накопления токсических веществ имеют максимальную быстротечность и вероятность.

На кафедре анестезиологии и реаниматологии Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова (ВМедА) начиная с 1967 г. под руководством профессора А.И. Левшанкова долгое время велись работы по изучению и применению масс-спектрометрии в клинической практике. Возможности масс-спектрометрических методов контроля ингаляционных анестетиков уже были продемонстрированы в ряде работ [Левшанков А.И., 1987, 2011, 2013; Лавань-ини И., 2008; Щеголев A.B., 2013; Елизаров А.Ю., 2012, 2013]. Время отклика при определении концентраций ингаляционных анестетиков при данном методе не превышает 10 мс, тогда как для традиционно используемых ИК-датчиков оно значительно больше и составляют 500 мс. По сравнению со многими используемыми газоанализаторами для масс-спектрометрического анализа газового состава дыхательной смеси требуется всего 0,5 мл/мин, а не 200 мл/мин как для большинства газоанализаторов [Tolstikov V.V., 2002; Лебедев A.B., 2013]. Это особенно актуально именно при проведении анестезии с минимальным потоком, поскольку увеличивается риск нарушения вентиляции, оксигена-ции, и развития гипоксии [Левшанков А.И., 2013, 2014].

Поскольку вне опасного для жизненно важных функций превышения концентрации анестетика основные токсические эффекты некоторых ингаляционных анестетиков в первую очередь проявляются за счет неблагоприятного влияния на функцию паренхиматозных органов (гепато- и нефротоксичность), то представляется практически значимым обеспечить не только "on-line" мониторинг некоторых ингаляционных анестетиков, но и "третьих газов", а также оценить их гепато- и нефротоксическое влияние.

Таким образом, актуальным является исследование безопасности ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками газовой смеси с

масс-спектрометрическим мониторингом в режиме реального времени. Исходя из выше указанного, была сформулирована цель и задачи исследования.

Степень разработанности темы

Вопросами изучения безопасности ингаляционной анестезии посвящены исследования и публикации многих отечественных ученых — А.И. Левшанкова, В.В. Лихванцева, K.M. Лебединского и зарубежных коллег - R.E. Bedford, E.I. Eger, А.Т. Saber.

Несмотря на ощутимые преимущества ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками газовой смеси, данная медицинская проблема требует дополнительного изучения, так как снижение используемого потока теоретически может приводить не только к токсическому влиянию используемых анестетиков, но и накоплению "третьих газов", которые традиционно не контролируются даже современными газоанализаторами. Большинство научных работ выполнены при потоках газовой смеси превышающих минимальный и анализ биохимических показателей крови в этих исследованиях показал отсутствие выраженных признаков гепато- и нефротоксичности.

Вопросами масс-спектрометрического контроля ингаляционных анестетиков и "третьих газов" занимались многие отечественные ученые, в частности в ВМедА им. С.М. Кирова - профессор А.И. Левшанков. Были описаны возможности данного высокоинформативного метода в интраоперационном периоде, однако современных работ посвященных данной проблеме не достаточно.

Вместе с тем, анализ литературы и собственный опыт показал, что находящиеся в распоряжении анестезиолога-реаниматолога методы мониторинга не всегда достаточны для обеспечения безопасности пациентов, особенно при ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками газовой смеси, что определяет актуальность дальнейшего поиска методов повышения безопасности.

Цель исследования: повысить безопасность ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками за счет масс-спектрометрического интраоперационного мониторинга, а также оценить их гепато- и нефротоксич-ность.

Задачи исследования:

1. Исследовать возможность использования масс-спектрометрического мониторинга для оценки концентраций собственно ингаляционных анестетиков и "третьих газов" во время анестезии с минимальным и метаболическим потоками.

2. Определить зависимость содержания "третьих газов", в частности компаунда А, для различных анестетиков, их концентрации в дыхательной смеси, параметров вентиляции и длительности проводимой анестезии.

3. Оценить гепато- и нефротоксичность ингаляционных анестетиков (се-вофлурана, изофлурана) и компаунда А при минимальном и метаболическом потоках газовой смеси.

Научная новизна

Впервые показано, что метод масс-спектрометрии позволяет в режиме реального времени осуществлять не только мониторинг используемых ингаляционных анестетиков, но и "третьих газов", в частности, компаунда А. Доказано, что данный вид определения концентрации анестетиков и "третьих газов" имеет преимущества при проведении анестезии с минимальным и метаболическим потоками газовой смеси.

Вьшвлена прямо пропорциональная зависимость концентрации компаунда А от концентрации севофлурана во вдыхаемой дыхательной смеси и обратная - от потока газовой смеси.

Доказано, что масс-спектрометрический мониторинг позволяет повысить безопасность анестезии за счет более точного, прецизионного мониторинга ингаляционных анестетиков, но и "третьих газов", в частности компаунда А. Пороговые значения компаунда А не превышающие 10 ррт при использовании масс-спектрометрического мониторинга позволяют считать ингаляционную анестезию безопасной с точки зрения гепато- и нефротоксичности.

Теоретическая и практическая значимость

Установлено, что использование штатных газоанализаторов на основе ИК-спектроскопии позволяет в должной мере контролировать концентрации ингаляционных анестетиков, но в тоже время не позволяют контролировать содержание "третьих газов", что особенно важно при практическом использовании минимального и метаболического потоков газовой смеси. В связи с этим определена возможность клинического использования более высокоточного метода, а именно масс-спектрометрии в режиме реального времени для мониторинга не только ингаляционных анестетиков, но образующихся и накапливающихся в дыхательном контуре дополнительных газов.

Учитывая возможное токсическое влияние на паренхиматозные органы (гепато- и нефротоксичность) масс-спектрометрический мониторинг может быть полезен особенно у пациентов со скомпрометированными функциями печени и почек, что позволит увеличить безопасность пациента. Представленные в диссертации данные позволяют рекомендовать к использованию масс-спектрометрический мониторинг для контроля концентрации "третьих газов" и повысить безопасность ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками на этапах оказания специализированной помощи.

Доказано отсутствие гепато- и нефротоксического влияния некоторых анестетиков (севофлурана и изофлурана) и компаунда А при ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками у пациентов без патологии со стороны печени и почек.

Методология и методы исследования

Методологической основой диссертационного исследования явилось последовательное применение методов научного познания. Работа выполнена в дизайне сравнительного открытого клинико-экспериментального исследования. Использовались клинические, инструментальные, лабораторные, статистические методы исследования.

Положения, выносимые на защиту

1. Масс-спектрометрия позволяет в режиме реального времени определять концентрации некоторых ингаляционных анестетиков (севофлурана и изофлурана) и "третьих газов", в частности микроколичества компаунда А в дыхательном контуре во время ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками, что, несомненно, повышает безопасность анестезии.

2. Концентрация компаунда А в дыхательном контуре зависит от концентрации севофлурана во вдыхаемой дыхательной смеси и от потока газовой смеси.

3. Образующееся количество компаунда А при ингаляционной анестезии севофлураном минимальным и метаболическим потоками газовой смеси не обладает гепато- и нефротоксичностью у пациентов без патологии печени и почек.

Личное участие автора в получении результатов

Настоящее диссертационное исследование лично проводилось автором в его полном объеме с формированием базы данных и осуществлением статистической обработки клинического материала и последующим обобщением полученных результатов.

Автор принимал непосредственное участие в клиническом обследовании больных, а также в организации и проведении лабораторного и инструментального исследований всех пациентов, включенных в исследование.

Автором сформулированы цель, задачи и основные идеи планирования исследования, разработана методика исследования, выполнены сбор, статистическая обработка материала.

Степень достоверности и апробация результатов

Результаты исследований были представлены на четвертой международной научно-практической конференции "Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии, медицине, фармакологии" (Санкт-Петербург, 2012), научно-практическом Обществе анестезиологов и реаниматологов (Санкт-Петербург, 2012, 2013, 2014), ХШ-м съезде Федерации анестезиологов и реаниматологов (Санкт-Петербург, 2012), V Беломорском симпозиуме (Архангельск, 2013), X и XI Всероссийской научно-методической конференции с международным участием "Стандарты и индивидуальные подходы в анестезиологии и реаниматологии" (Геленджик, 2013,2014).

По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, включая 5 статей в научных журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикаций основных результатов научных исследований: "Анестезиология и реаниматология" (2013), "Вестник анестезиологии и реаниматологии"(2013), "Журнал технической физики" (2013), "Приборы и техника эксперимента" (2013), "Письма в журнал технической физики" (2012).

Рекомендации, разработанные на основе полученных в ходе диссертационного исследования данных, используются в научной работе и учебном процессе на кафедре анестезиологии и реаниматологии ВМедА им. С.М. Кирова. Результаты работы используются в практической работе клиник ВМедА (нейрохирургии, общей хирургии). Полученные данные позволят врачам ане-

стезиологам повысить безопасность проводимой ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками газовой смеси.

Обоснованные основные положения масс-спектрометрии при ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками газовой смеси позволяют рекомендовать использование данного метода для определения микроколичеств компонентов дыхательной смеси в режиме реального времени.

Структура и объем работы

Диссертация изложена на 100 листах машинописного текста и содержит введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, главу собственного исследования и обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций и списка используемой литературы. Фактические данные иллюстрированы 9 таблицами и 46 рисунками. Список литературы включает 112 источников (50 отечественных и 62 зарубежных авторов). Все материалы, представленные в диссертационном исследовании, получены, статистически обработаны и проанализированы автором лично.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Для решения поставленной цели работу выполняли в два этапа: экспериментальный и клинический.

Экспериментальное исследование было построено таким образом, чтобы определить возможность использования и отработать методику масс-спектрометрического контроля ингаляционных анестетиков й микроконцентраций компаунда А во время проведения ингаляционной анестезии у крыс. А также оценить их гепато- и нефротоксические эффекты у лабораторных животных.

Клиническая часть работы позволила отработать методику масс-спектрометрического контроля севофлурана и изофлурана, а также микроконцентрации компаунда А при ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками и оценить их гепато- и нефротоксичность, а также выявить зависимость содержания компаунда А от концентрации анестетика, используемого потока газовой смеси и длительности анестезии.

Исследование было одобрено Комитетом по вопросам этики при ВМедА им. С.М. Кирова от 16 октября 2012 года (протокол № 129).

Изучение приемлемости масс-спектрометрического мониторинга ингаляционных анестетиков

Для выполнения масс-спектрометрического контроля макроконцентраций компаунда А использовали масс-спектрометр "Prisma Plus" (Pfeiffer vacuum, Германия) (рис. 1, 2). Данный прибор был выбран в качестве исследовательского из-за возможности его определять микроконцентрации в широком диапазоне масс в режиме реального времени, его портативности и небольшим объемом забираемой пробы для анализа, что позволило бы одновременно контролировать концентрации нескольких веществ, а также безопасно использовать при минимальных и метаболических потоках газовой смеси.

Для того чтобы приступить к экспериментальным исследованиям по определению возможности использования и отработки методики масс-спектрометрического контроля ингаляционных анестетиков и микроконцентра-

ций компаунда А во время проведения ингаляционной анестезии у крыс, необходимо было выполнить метрологическую поверку масс-спектрометра и удостовериться в его чувствительности. Для регистрации ингаляционных анестетиков и "третьих газов" в дыхательном контуре во время ингаляционной анестезии требуется чувствительность порядка 10~б (частей на миллион = ррш).

Рис. 1, 2. Общий вид квадрупольного масс-спектрометра «Prisma Plus» вне и в операционной

Для оценки содержания компаунда А забор пробы для осуществляли непосредственно из дыхательного контура через "Y" коннектор. Капилляр с внутренним диаметром 100 мкм и длиной 2 м соединяли с вакуумной камерой масс-спектрометра. Измерение концентрации севофлурана, изофлурана и компаунда А осуществляли с временным разрешением 10 мс. Величина потока забираемой пробы составляла 0,5 мл/мин при атмосферном давлении.

Так как основным токсическим веществом вследствие взаимодействия севофлурана и сорбентов С02 является компаунд А, следующим шагом было выполнение калибровки масс-спектрометра по ингаляционному анестетику. Для определения концентраций севофлурана, изофлурана и компаунда А были выбраны наиболее показательные осколочные массы (табл. 1). Учитывая, что осколочная масса с m/z = 69 характерна для севофлурана и компаунда А, с целью исключения искажения данных компаунда А определяли по m/z = 128.

Таблица 1

Осколочные массы севофлурана, изофлурана и компаунда А

Название агента Представленные осколочные массы Наиболее информативная осколочная масса

Севофлуран 44, 51, 63, 69, 79, 93, 101, 131, 151, 169, 181,199 131

Изофлуран 29, 51, 69, 117,149 51

Компаунд А 69, 128, 161, 180 128

Была выбрана экспериментальная модель, в которой производили сравнение масс-спектрометра и рефрактометра, который используется для контроля состава газовых смесей на выходе при производстве испарителей для аппаратов ингаляционной анестезии. Также было выполнено их сравнение с газоанализаторами, непосредственно используемыми в клинической работе. Измерение концентрации севофлурана в дыхательном контуре выполняли газоанализаторами с инфракрасными-датчиками: Vamos (Draeger, Германия) и встроенного в

аппарат ингаляционной анестезии Zeus (Draeger, Германия), квадрупольным масс-спектрометром Prizma Plus и малогабаритным рефрактометром Тест-902-2М (ОКБ Тест, Россия). Принцип измерения газоанализатора построен на основе инфракрасной спектроскопии с временем отклика 500 мс и скоростью забора пробы 200 мл/мин.

Рефрактометр ТЕСТ-902-2 предназначен для измерения объемной доли паров анестетиков в паровоздушных смесях.

Для проведения этого эксперимента осуществляли принудительную механическую вентиляции с параметрами: дыхательный объем (Д0)=500 мл, частота дыхания (ЧД)=10 в мин, при потоке свежей смеси 2 л/мин с использованием "искусственного легкого". Забор пробы газовой смеси из дыхательного контура осуществлялся из "Y''-образного коннектора во время исследования в режиме реального времени. Ингаляционный анестетик подавался при помощи испарителя севофлурана (Abbott Lab, США). Пробу для анализа масс-спектрометром откачивали со скоростью 0,5 мл/мин, в рефрактометр при помощи мембранного насоса с производительностью 120 мл/мин. Для проведения анализа газоанализатором требовалось 200 мл/мин.

Погрешности измерений рефрактометра и газоанализатора заявленные производителем составляют 0,5 % и 12 %, соответственно. На испарителе севофлурана устанавливали значения концентрации равные I об%, 2 об%, 4 об% и 5 об%, шаг выполнялся после установления динамического равновесия. Соответствие результатов измерения с помощью рефрактометра и масс-спектрометра, а также с газоанализаторами, используемыми непосредственно в клинической практике, позволило откалибровать масс-спектрометр и убедиться в его возможности для мониторинга ингаляционных анестетиков.

Во время проведения ингаляционной анестезии с масс-спектрометрическим мониторингом выполняли отбор дыхательной смеси для подтверждения наличия компаунда А и проведения калибровки масс-спектрометра. Анализ дыхательной смеси осуществляли с помощью газового хроматографа Shimadzu (ЗС-2010 (Shimadzu, Япония) с пламенно-ионизационным детектором. Для забора проб использовали вакуумные пробоотборники (герметичные контейнеры) объемом не более 50 мл со специальными переходниками для соединения с дыхательным контуром и клапаном открытия/закрытия вакуума (рис. 3).

Рис. 3. Вакуумные пробоотборники для отбора проб из дыхательного контура, где 1 — клапан открытия/закрытия вакуумной камеры, 2 — коннектор для соединения с дыхательным контуром, 3 — вакуумная камера

Отбор проб из пробоотборников осуществляли через силиконовую мембрану с помощью специальных герметичных шприцов (Hamilton Company, США). Непосредственное введение проб в газовый хроматограф осуществляли в ручном режиме. Разделение соединений производили с помощью колонки DB - 624 (Agilent Technologies, США) с параметрами: 60m х 0.32тт х 1.8 цт с постоянным потоком водорода 1,5 мл/мин. Температура на инжекторе составляла 80°С , температура колонки была первоначально установлена на 40°С и удерживалась в течение 8 минут, затем с шагом 30°С увеличивалась до 200°С и удерживалась 2 мин.

Интерпретацию данных, полученных с помощью хроматографа, осуществляли в автоматическом режиме с определением площади и высоты пиков. Учитывая, что давление насыщенных паров севофлурана в 1 мг/м = 0,12 ррт [Saber А.Т., 2009] определение концентрации компаунда А производили по формуле:

[ ррт анест • S комп А ] / S анест = ррт комп А (1)

где, ррт анест — концентрация ингаляционного анестетика в ррт, ррт комп А — концентрация компаунда А в ppm, S анест — площадь пика ингаляционного анестетика и S комп А — площадь пика компаунда А.

Далее, с помощью математических расчетов сопоставляли полученные в момент отбора проб данных масс-спектрометра (полученного ионного тока компаунда А) и концентрации компаунда А полученных с помощью газового хроматографа.

Далее перешли к следующему этапу экспериментальных исследований -отработки методики интраоперационого масс-спектрометрического мониторинга севофлурана, изофлурана и компаунда А во время ингаляционной анестезии крыс и оценки их гепато- и нефротоксичности.

Методика экспериментального исследования на крысах. Было проведено экспериментальное исследование на 100 белых крысах-альбиносах массой 150-250 г. Этот этап работы осуществляли на базе Научно-исследовательского института ВМедА им. С.М. Кирова.

В 1-й группе (контрольной, п=30) крыс не подвергали воздействию ингаляционного анестетика. Индукцию выполняли в газовой камере, во 2-й группе (п=35) 6 об% севофлурана, 3-й (п=35) 3 об% изофлурана с потоком газовой смеси 5 л/мин. В последующем крысу укладывали на спину, на заранее включенный согревающий коврик (PhysioSuite, США), фиксировали конечности и туловище. С помощью ларингоскопа для интубации мелких животных осуществляли визуализацию ротоглотки и голосовой щели, выполняли орошение ротоглотки спреем лидокаина 10% (одно орошение) и интубацию трахеи трубкой диаметром 2,5 мм. В ходе подготовки к проведению и отработки методики ингаляционной анестезии экспериментальным животным с массой тела менее 1 кг столкнулись с проблемой обеспечения закрытого контура. Для обеспечения респираторной поддержки использовали аппарат "ТОРО Dual Mode Ventilator" (Kent Scientific Corporation, США) методом принудительной вентиляции легких с контролем по давлению (Ррс)= 10±2 см вод. ст. в режиме нормовентиляции (минутный объем дыхания (МОД)= 140-160 мл/мин, ЧД = 70-80 мин,

PetC02=30±4 мм рт. ст.) с потоком газовой смеси 100 мл/мин и Fi02 100%. Во 2-й группе поддержание анестезии осуществляли 2 об% севофлурана, в 3-й группе 2 об% изофлурана соответственно. С целью образования компаунда А при ингаляционной анестезии в дыхательный контур была подсоединена емкость цилиндрической формы заполненная сорбентом Spherasorb (Intersurgical, Великобритания). Проходя через данную систему, ингаляционный анестетик сево-флуран вступал во взаимодействие с сорбентом и образовывал компаунд А, который вдыхался экспериментальным животным. Для контроля концентрации ингаляционного анестетика и компаунда А использовали масс-спектрометрический мониторинг.

Применяли также мониторинг частоты сердечных сокращений (ЧСС), капнографию, пульсоксиметрию, термометрию. Общий вид рабочего места представлен на рисунке 4. Гепато- и нефротоксическое влияние оценивали на основании следующих показателей: аспартатаминотрансфераза (ACT), алани-наминотрансфераза (АЛТ), щелочная фосфатаза, общий билирубин, общий белок, мочевина, креатинин.

Для определения динамики концентрации компаунда А и проведения калибровки масс-спектрометра были выбраны несколько этапов:

1-й — через 30 мин после начала анестезии;

2-й — через 60 минут после начала анестезии;

3-й — через 180 минут после начала анестезии;

4-й — через 240 минут после начала анестезии.

Рис. 4. Общий вид экспериментальной установки для проведения ингаляционной анестезии у крыс

Учитывая возможность использования масс-спектрометрического мониторинга компаунда А в режиме реального времени, который не доступен штатным газоанализаторам, а также вероятность увеличения концентрации в условиях минимального и метаболического потоков, возможного гепато- и нефро-токсического влияния у человека, перешли к клинической части исследования.

Характеристика групп и методов клинического исследования

Клиническая часть исследования носила проспективный характер. В него было включено 150 больных хирургического профиля, оперированных в плановом порядке в клинике нейрохирургии ВМедА им. С.М. Кирова.

Для проведения сравнительного анализа гепато- и нефротоксичности се-вофлурана и изофлурана, а также компаунда А при минимальном потоке (0,50,25 л/мин) газовой смеси, пациенты были разделены на 2 группы. Пациентам 1-й группы проводили ингаляционную анестезию севофлураном, а 2-й группы — изофлураном.

Для определения возможности использования масс-спектрометрического мониторинга для контроля концентрации ингаляционного анестетика и компаунда А при метаболическом потоке и оценки их гепато- и нефротоксичности была сформирована 3-я группа. Пациентам этой группы проводили ингаляционную анестезию севофлураном с метаболическим потоком (<0,25 л/мин), аппаратом Zeus в режиме ТСА (Target Controlled Anaesthesia). Общая характеристика больных, включенных в исследование, представлена в таблице 2.

Таблица 2

Характеристика пациентов Me (Ql; Q3)

Характеристика 1 группа (SEV 0,5) 2 группа (ISO 0,5) 3 группа (SEV 0.25)

Возраст, лет 34 (22; 54) 32(19; 59) 33 (20; 47)

ИМТ, кг/м2 24,4 (19; 33) 26,5 (21; 35) 27,5 (20; 33)

Пол мужчины, п 22 26 29

женщины, п 28 24 21

Всего, п 50 50 50

Тяжесть состояния по I 21 24 23

ASA, п II 29 26 27

Поток газовой смеси, мл/мин 450 (400; 500) 470 (400; 500) 160 (125; 200)

BIS-индекс, Ед 39 (35; 44) 40 (36; 45) 38 (35; 43)

В каждой исследуемой группе для оценки динамики изменения биохимических показателей крови было выбрано несколько этапов:

1-й - накануне анестезии;

2-й - после анестезии;

3-й - 1-е сутки после анестезии.

Лабораторный анализ крови осуществляли по показателям: ACT, АЛТ, общий билирубин, общий белок, мочевина, креатинин. Анализ проб выполняли с помощью автоматических клинических анализаторов Sapphire (Tokyo, Япония) и Advia 1200 (Siemens, Германия).

Концентрации севофлурана, изофлурана и компаунда А определяли с использованием квадрупольного переносного масс-спектрометра. Севофлуран определяли по осколочной массе m/z = 131, изофлуран по осколочной массе m/z = 51 и компаунд А по m/z = 128 в режиме "вдох/выдох". Проводили анализ динамики концентрации компаунда А в 1-й и 3-й группах (ингаляционная анестезия севофлураном с минимальным и метаболическим потоками). В качестве основных контрольных точек определения динамики концентрации компаунда А были выбраны 30 и 60 минуты.

Тяжесть состояния исследуемых больных составила I—II по классификации американского общества анестезиологов (ASA). У всех пациентов не было изначально нарушений функции печени или почек, что подтверждалось анамнестическими данными, результатами биохимических исследований на момент

поступления в стационар и ультразвуковыми-исследованиями (УЗИ) печени и почек.

Критериями исключения больных из исследования являлись: острые и хронические заболевания печени и почек в анамнезе, сахарный диабет любой этиологии, хронический алкоголизм, повышение результатов биохимических исследований на момент поступления в стационар и УЗ-данные патологии со стороны печени и почек.

Премедикацию выполняли накануне операции по стандартной схеме: фе-назепам 0,0005 мг, диазепам 0,005 мг перед сном внутрь. Утром за 30 мин до подачи в операционную больным выполняли внутримышечную инъекцию тра-мадола 100 мг и сибазона 10 мг. В операционной больным налаживали инфузи-онную терапию кристаллоидным раствором через периферическую вену.

Индукция анестезии в исследуемых группах была одинаковой: фентанил - 5-7 мкг/кг, пропофол - 2-2,5 мг/кг, рокурония бромид - 0,6-0,9 мг/кг. Интубацию трахеи проводили при клинических и мониторных показателях удовлетворительного медикаментозного сна (BIS-индекс ниже 60) и релаксации (TOF=0). Вентиляцию легких осуществляли с параметрами минутной вентиляции 60 мл/кг должной массы тела, ЧД 10-12 в минуту, достигая показателя PetC02 в пределах нормовентиляции (PetC02 = 34-44 мм рт. ст.).

После выполнения интубации трахеи первые 10 минут выполняли ингаляционную анестезию высоким потоком газовой смеси равной 6 л/минуту, для достижения минимальной альвеолярной концентрации (MAC) и углубления анестезии. В 1-й группе поддержание анестезии осуществляли севофлураном (1,0 MAC), во 2-й изофлураном (1,0 MAC). Затем переходили на минимальный поток (0,5 л/мин) кислородно-воздушной смеси с Fi02= 50%.

Пациентам 3-й группы сразу после интубации трахеи проводили ингаляционную анестезию севофлураном (1 MAC) метаболическим потоком (<0,25 л/мин) кислородно-воздушной смеси с Fi02 ~ 50%, в режиме автоконтроля. В конце анестезии подачу анестетика прекращали, поток свежей смеси увеличивали до 9 л/мин.

Течение анестезии во всех наблюдениях было гладким, интраоперацион-ных осложнений не было. Все больные экстубированы при возможности пациента выполнять простые команды и значениях TOF выше 0,9. Течение послеоперационного периода протекало без особенностей.

Всем пациентам обеспечивали стандартный интраоперационный мониторинг, включавший в себя дискретное (через каждые 5 мин) не инвазивное измерение АД, постоянный контроль пульсоксиметрии, ЧСС, электрокардиографии (ЭКГ), капнографии, термометрии, биспектрального индекса (BIS), нейромы-шечного мониторинга.

Статистическую обработку полученных результатов осуществляли с помощью программы SPSS 13.0. Учитывая небольшое количество больных в сравниваемых группах и то, что распределение большинства количественных данных подчинялись закону ненормального распределения, производили анализ полученных данных с помощью непараметрических критериев.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЧАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЕЕ ОБСУЖДЕНИЕ

Результаты применимости использования масс-спектрометрии для динамического мониторинга

В экспериментальном исследовании первоначально была определена чувствительность масс-спектрометра по криптону в атмосферном воздухе. Содержание криптона составило 648±2 ppb, этого достаточно, чтобы определять микроконцентрации компаунда А. Это позволяет сделать заключение, что используемый масс-спектрометр обладает необходимой чувствительностью. Данные результаты были повторяемы и воспроизводимы как в условиях операционной, так и вне ее.

Используемые в режиме реального времени масс-спектрометрические исследования позволили подтвердить наличие основных пиков используемых ингаляционных анестетиков севофлурана и изофлурана, а также "третьих газов", в частности компаунда А (рис. 5, 6, 7). Эти данные совпадают с данными приведенными в справочнике NTST химических веществ и данными других исследований [Bouche М.Р., 2001, 2002].

ло 60 80 100 120 146 1SC-

Рис. 5. Масс-спектр ингаляционного анестетика севофлурана

50 00 70 Si> SG -SQ0 1*0 120 130 140 *.nô îQO i?Û 1

Рис. 6. Масс-спектр компаунда А

и бобе -

» ж ю »ми»» I» « т 13о 1« 1» «з

Рис. 7. Масс-спектр ингаляционного анестетика изофлурана.

Для определения возможности использования масс-спектрометрических методов исследования была выбрана экспериментальная модель, в которой производили сравнение масс-спектрометра с рефрактометром и штатными газоанализаторами. Результат сравнения измерений концентраций севофлурана в дыхательном контуре рефрактометром и масс-спектрометром представлен на рисунке 8.

Совпадение концентрации севофлурана определяемым рефрактометром и масс-спектрометром получено в пределах допустимой производителем погрешности измерений. Аналогично сравнивали измерение концентрации севофлурана газоанализаторами, рефрактометром и масс-спектрометром.

йремд. ш

Рис. 8. Сравнение измерения концентрации севофлурана при помощи рефрактометра и масс-спектрометра

В пределах заявленной производителем погрешности измерений концентрация севофлурана совпадала с измерениями концентраций, выполненными при помощи ИК-датчиков и рефрактометра в обоих случаях. На рисунках 9 и 10 представлены измерения концентрации севофлурана полученные при помощи ИК-датчиков и рефрактометра. Измерения концентрации севофлурана выполненные при помощи рефрактометра соответствует концентрации на вдохе аппарата искусственной вентиляции легких.

Рис. 9. Сравнение измерения концентрации севофлурана при помощи рефрактометра и газоанализатора

Измерения концентрации севофлурана выполненные при помощи масс-спектрометра и встроенного газоанализатора представлены на рисунке 13. Концентрацию севофлурана увеличивали с шагом 1 об% до максимального значения 8 об%, а затем уменьшали до 0 об% с равным временным интервалом для каждого шага. В отсутствии поглощения севофлурана эта кривая должна быть зеркально симметрична относительно прямой, опущенной из точки максимальной концентрации севофлурана, что выполнялось для измерений при помощи масс-спектрометра с высокой точностью. Для измерений, произведенных при помощи ИК-датчика это правило реализовывалось не в полной мере, но указанное отклонение на нисходящей части кривой зависимости концентрации севофлурана от времени (рис. 11) находится в пределах погрешности измерений заявленных производителем. Максимальное значение концентрации севофлурана, обеспечиваемое испарителем составляет 8 об%. Однако, измерения при помощи масс-спектрометра, рефрактометра и ИК-датчика зафиксировали превышение на 10% от указанного производителем значения.

Рис. 10. Сравнение измерения концентрации севофлурана при помощи рефрактометра и встроенного газоанализатора

В экспериментальных исследованиях выполнено сравнение масс-спектрометра с рефрактометром и штатными газоанализаторами по определению концентрации севофлурана в режиме реального времени. Получено совпадение в пределах погрешности измерений концентрации севофлурана во всем диапазоне концентраций обеспечиваемых испарителем. В результате было выполнена калибровка используемого масс-спектрометра и определена возможность мониторинга ингаляционных анестетиков.

Врем*, шш

Рис. 11. Сравнение измерения концентрации севофлурана при помощи масс-спектрометра и встроенного газоанализатора

Для подтверждения наличия и проведения калибровки масс-спектрометра по компаунду А проводили анализ выдыхаемого воздуха газовым хроматографом 8Ытас1ги ОС-2010 с пламенно-ионизационным детектором. Полученные образцы хроматограмм позволили подтвердить наличие компаунда А в дыхательном контуре во время ингаляционной анестезии и провести калибровку по компаунду А.

В самом начале анестезии определили только наличие пика севофлурана в дыхательном контуре на 7,5±0,1 минуте. Анализ дыхательной смеси в динамике показал появление хроматографического пика на 5,8±0,1 минуте, который соответствует пику компаунда А (рис. 12). Имеющиеся незначительные временные отклонения появления пиков регистрируемых соединений вероятнее всего связаны с тем, что ввод проб осуществлялся не в автоматическом, а непосредственно в ручном режиме.

Рис. 12. Вид хроматограммы дыхательной смеси на конечном этапе ингаляционной анестезии севофлураном в экспериментальном исследовании крыс

С помощью методов газовой хроматографии было подтверждено наличие компаунда А в образцах дыхательной смеси во время ингаляционной анестезии

севофлураном у крыс. Данное исследование позволило провести калибровку масс-спектрометра и проводить в последующем интраоперационный мониторинг компаунда А.

Таким образом, результаты экспериментальной части позволяют сделать заключение, что масс-спектрометрический мониторинг может быть использован мониторинга микроконцентраций компаунда А, который не доступен штатным газоанализаторам.

Измерения концентрации севофлурана в режиме реального времени с помощью газоанализаторов на основе ИК-спектроскопии, рефрактометра и масс-спектрометра показали сопоставимые результаты. Получено совпадение в пределах погрешности измерений концентрации севофлурана во всем диапазоне концентраций обеспечиваемых испарителем.

Результаты оценки гепато- и нефротоксического влияния некоторых ингаляционных анестетиков у крыс

Результаты сравнения биохимических данных между 2-й и 3-й группами (ингаляционной анестезии севофлураном и изофлураном в эксперименте) показали, что между сравниваемыми группами нет значимых различий. Однако, есть значимые различия по показателям АЛТ и общего белка между 1-й (контрольной) группой со 2-й и 3-й группами (табл. 3).

Значимые различия были получены по показателю АЛТ при сравнении 1-й группы (контрольной) со 2-й (севофлуран): U = 7; z = -3,25; р<0,001; и сравнении 1-й группы (контрольной) с 3-й (изофлуран): U = 6; z = -3,32; р<0,001 (табл. 3).

Также значимые различия были получены по общему белку при сравнении 1-й группы 65,8 (62,1; 68,1) г/л со 2-й 56,5 (53,5; 59,2) г/л при: U = 2,5; z = -3,59; р<0,001; и сравнении 1-й группы с 3-й 58,5 (55,5; 60,2) г/л при: U = 5,0; z = -3,40; р<0,001 (табл. 3).

На рисунке 13 представлена динамика содержания компаунда А дыхательной смеси на различных этапах во время проведения ингаляционной анестезии в эксперименте. Значимые различия получены при сравнении I этапа (30 мин анестезии) 1,3 (0,95; 1,55) pptn и IV этапа (240 мин) 5,0 (3,9; 5, 5) ррш при z = -2,6: р< 0,008.

Зарегистрированные концентрации компаунда А с помощью методов масс-спектрометрии и методов газовой хроматографии были меньше, чем в экспериментальных исследованиях других авторов [Bito H., 1994, 1995; Bedford R.F., 2000; Bouche M.P., 2001, 2002]. Возможно, данное обстоятельство возникло вследствие некоторых причин. Для обеспечения ингаляционной анестезии мелким экспериментальным животным, в частности крысам, нет соответствующей наркозно-дыхательной аппаратуры. В большинстве своем они предназначены для проведения ингаляции веществами в газовой камере либо при открытом дыхательном контуре. Для потенциирования химической реакции ингаляционного анестетика севофлурана с сорбентом С02 была использована емкость 150 мл заполненная сорбентом, через которую анестетик поступал к животному. Возможно, данные обстоятельства сыграли свою роль в уменьшении образовании компаунда А.

Таблица 3

Влияние севофлурана и изофлурана на функциональные показатели печени и почек крыс в условиях ингаляционной анестезии потоком 100 мл/мин (экспериментальное исследование)

Показатели 1 группа контрольная 2 группа севофлуран 3 группа изофлуран

ACT, Е/л 183,6 (155,2;257,9) 211,5 (194,7;225,0) 192,5 (185,2; 199,2)

АЛТ, Е/л 47,2 (43,3; 72,4) 110,5 (91,0; 128,0)* 101,0 (89,5;122,7)**

Общий билирубин, мкмоль/л 2,5 (2,4; 2,7) 2,5 (2,1; 2,7) 2,3 (2,0; 2,7)

Общий белок, мкмоль/л 68,5 (62,5; 68,0) 56,5 (53,5; 59,2)* 58,5 (55,5;60,2)**

Креатинин, мкмоль/л 4,8 (3,7; 6,4) 5,5 (4,0; 6,7) 4,4 (3,6; 5,6)

Мочевина, ммоль/л 40,2 (37,6; 40,5) 40,7 (37,0; 46,0) 40,0 (38,0; 42,0)

Примечание: * - р < 0.001 при сравнении 2-й группы с 1-й (контрольной); ** - р < 0,001 при сравнении 3-й группы с 1-й (контрольной)

т

........ ....Г"................. !-----------------г----------------"I.................

«UK ШПИ "У,

Вр«МЯ

Рис. 13. Динамика содержания компаунда А при ингаляционной анестезии севофлураном на различных этапах экспериментального исследования

Примечание: * при р < 0,008

Не было выявлено признаков некроза почечных канальцев описанных в других экспериментальных исследованиях на крысах [Gonsowski С.Т., 1994; Bedford R.F., 2000], в которых отмечались дозозависимое повреждение при превышении концентрации компаунда более 100 ррш. Скорее всего, возможные изменения обусловлены специфическим метаболизмом грызунов и активности ß-лиазного пути биотрансформации, которые описал Iyer в своих экспериментальных исследованиях [Iyer R., 1996].

Таким образом, в экспериментальном исследовании по оценке гепато- и нефротоксичности севофлурана, компаунда А и изофлурана осуществляли только масс-спектрометрический мониторинг ингаляционных анестетиков без использования газоанализатора. В дополнении к контролю концентрации анестетиков использовали мониторинг компаунда А, который не доступен штатным газоанализаторам. В результате сравнения биохимических показателей крови между контрольной группой и группами, в которых проводили ингаляционную анестезию севофлураном и изофлураном, не было значимых различий, кроме достоверного изменения содержания AJ1T и общего белка в пределах референсных значений. Вероятнее всего, причиной этих различий является особенность метаболизма и активность В-лиазного пути биотрансформации у грызунов.

РЕЗУЛЬТАТЫ КЛИНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЕЕ ОБСУЖДЕНИЕ

Сравнительная характеристика исследуемых групп

Данные приведенные в таблице 2, дали возможность утверждать, что сформулированные исследовательские группы были сопоставимы. Значимых различий по возрасту, индексу массы тела, BlS-индексу, тяжести состояния по ASA не обнаружено.

Оценка длительности анестезии и используемого потока газовой смеси показали, что в 1-й группе она составила 45 (35; 62) мин при потоке 450 (400; 500) мл/мин, во 2-й 60 (45; 67,5) мин при 470 (400; 500) мл/мин и в 3-й группе 300 (260; 370) мин при потоке 160 (125; 200) мл/мин (табл. 4).

Таблица 4

Характеристика некоторых показателей анестезий

Характеристика 1 группа 2 группа 3 группа

Продолжительность анестезии, мин 45 (35; 62) 60 (45; 67,5) 300(260; 370)

Поток газовой смеси, мл/мин 450(400; 500) 470 (400; 500) 160 (125; 200)

Расход анестетика, мл/час 15(12,5; 15,7) Не исследовали 5,2 (4,7; 5,8)

Масс-спектрометрический мониторинг ингаляционных анестетиков с минимальным и метаболическим потоками газовой смеси позволяет определять изменения концентрации севофлурана в режиме "вдох-выдох" в реальном времени (рис. 15). Время отклика масс-спектрометра значительно быстрее и составляет 10 мс, по сравнению с газоанализаторами, время отклика которых для анестетиков составляет 500 мс. Масс-спектрометр позволяет определить момент изменения концентрации подаваемого анестетика и прекращение его поступления пациенту в режиме реального времени (рис. 14). На масс-спектрограмме продемонстрировано поддержание и насыщение пациента анестетиком, а в момент выключения испарителя активное выдыхание (избавление).

На масс-спектрограмме представлена динамика изменения концентрации севофлурана и компаунда А во время ингаляционной анестезии минимальным потоком. Во время поддержания анестезии и изменения концентраций анесте-

тика на испарителе происходило соответствующее увеличение концентрации анестетика на масс-спектрограмме, параллельно которой происходило и увеличение содержания компаунда А, которые прослеживались во время всех клинических исследований (рис. 15, 16).

Выполненные сравнения концентраций компаунда А при различных концентрациях севофлурана при неизменном потоке газовой смеси во время анестезий позволил сделать заключение, о том, что при увеличении концентрации анестетика происходит увеличение образования компаунда А (рис. 16).

Л п

1 А1

и Ц^л.

! 1 !

«мм« я; ? ¥ е

Рис. 14. Изменение масс-спектрограммы севофлурана в режиме "вдох-выдох" в условиях минимального потока (0,5 л/мин) в момент выключения испарителя

»»»»йв»й«а®'оооо6ёаоойооо<

Рис. 15. Вид масс-спектрограммы компаунда А и севофлурана во время ингаляционной анестезии

ШУ

сепофлурал

\шмл

Рис. 16. Вид масс-спектрограммы компаунда А и севофлурана во время ингаляционной анестезии. Зависимость компаунда А от концентрации анестетика

Для определения влияния расхода анестетика на образование компаунда А проводили контроль расхода анестетика. По окончании анестезии в исследуемых группах определяли расход анестетика. Так как, уже было подтверждено отсутствие компаунда А во 2-й группе, данное исследование проводили в 1-й и 3-й группах.

В 1-й группе отсутствовала возможность определения в режиме реального времени расхода анестетика, было принято решение об анализе расхода анестетика за весь период анестезии, а не исключая время насыщения с высоким потоком газовой смеси. При сравнении расхода анестетика между 1-й и 3-й группами выявили значимые различия 15,0 (12,5; 15,7) мл/час и 5,2 (4,7; 5,8) мл/час соответственно, при и=5, г=-5,2, р < 0,001 (табл. 4).

С целью определения зависимости образования компаунда А от длительности анестезии и величины потока газовой смеси были выбраны несколько контрольных точек измерения (30 и 60 минуты в 1-й и 3-й группах). Эти данные были также подтверждены с помощью методов газовой хроматографии.

Концентрация компаунда А между 1-й и 3-й группами имели значимые различия, на 30 мин 3,2 (2,9; 4,1) ррш и 7,1 (6,4; 8,1) ррт и на 60 мин - 3,6 (3,3; 4,3) ррт и 7,4 (6,8; 8,1) ррт соответственно, при р<0,001; и = 0; ъ = -5,9 (рис. 17). Однако различий между концентрациями на этапах внутри группы выявлено не было.

В результате исследования можно сделать заключение, что концентрация компаунда А зависит от концентрации севофлурана во вдыхаемой дыхательной смеси: при увеличении концентрации анестетика увеличивается образование компаунда А. Также, имеется зависимость концентрации компаунда А от используемой величины потока газовой смеси: с уменьшением потока возрастает концентрация компаунда А. Таким образом, концентрация компаунда А увеличивается при уменьшении потока газовой смеси, тем самым подтверждая гипотезу о накоплении его в дыхательном контуре. Выбор используемого потока газовой смеси влияет на количество компаунда А и можно предположить, что использование метаболического потока с большей вероятностью приведет к гепа-то- и нефротоксическому эффекту.

Рис. 17. Результаты сравнения концентрации компаунда А между 1-й и 3-й группами на этапах 30 и 60 минутах

Примечание: * - р < 0,001 при сравнении 1 и 3-й групп на этапе 30 мин; ** - р < 0,001 при сравнении 1 и 3-й групп на этапе 60 мин

Результаты оценки гепато- и нефротокснческого влияния некоторых ингаляционных анестетиков в клинических исследованиях

При сравнении биохимических показателей крови между 1-й и 2-й группами (по содержанию ACT, AJIT, общего белка, общего билирубина, креатинина и мочевины) значимых различий получено не было (табл. 5).

Анализ биохимических показателей крови в 3-й группе показал значимое снижение содержания общего белка между этапами до анестезии 68,7 (61,7; 72,2) г/л, после 55,0 (50,5; 59,5) г/л и сутки после анестезии 54,0 (50,0; 60,2) г/л (табл. 5). Также значимое снижение содержания общего белка было получено при сравнении 1-й и 3-й группы на этапах после анестезии 64,5 (56,0; 67,0) г/л и 55,0 (50,5; 59,5) г/л; на этапах сутки после анестезии 68,0 (66,7; 72,0) и 54,0 (50,0; 60,2) г/л (табл. 5).

В своих публикациях профессор В.В. Лихванцев также утверждает о безопасном использовании минимального потока газовой смеси при анализе различного рода оперативных вмешательствах.

Также значимо большее содержание общего билирубина было получено при сравнении 1-й и 3-й группы на этапах после анестезии 11,0 (10,0; 13,9) мкмоль/л и 6,9 (6,0; 8,1) мкмоль/л: на этапах сутки после анестезии 14,0 (12,7; 17,8) мкмоль/л и 7,8 (6,6; 8,5) мкмоль/л (табл. 5).

Используя масс-спектрометрический мониторинг компаунда А во время ингаляционной анестезии с минимальным и метаболическим потоками газовой смеси выявили, что в исследуемых группе пациентов максимальное значение не превышало 10 ррт (рис. 22). Анализ биохимических данных показал, что при данных значениях, отмечена тенденция к повышению содержания ACT, АЛТ, креатинина и мочевины на этапах после анестезии, не выходящих за пределы нормы, за исключением небольшого, но значимого, уменьшения содержания общего белка и значимо меньшего содержания общего билирубина и на этапе после анестезии (табл. 5).

Таким образом, клинический этап исследований показал, что у пациентов без патологии печени и почек после ингаляционной анестезии с минимальным и метаболическим потоками газовой смеси не выявлены признаки гепато- и нефротоксично-сти. Однако, имелись случаи незначительной тенденции к повышению биохимических показателей гепато- и нефротоксичности. Нельзя исключить, что именно масс-спектрометрический мониторинг позволил избежать неблагоприятного воздействия компаунда А на функции печени и почек у пациентов без патологии этих'органов и систем на этапе оказания специализированной помощи.

Выявлена прямо пропорциональная зависимость концентрации компаунда А от концентрации севофлурана во вдыхаемой дыхательной смеси и обратная - от потока газовой смеси.

Несмотря на тот факт, что при зарегистрированных концентрациях компаунда А (не более 10 ррт) при минимальном и метаболическом потоках газовой смеси не выявили признаков гепато- и нефротоксичности, в ряде случаев наблюдали статистически незначимое увеличение некоторых биохимических показателей крови. Было зафиксировано несколько случаев транзиторных повышений биохимических показателей крови после анестезии по содержанию в плазме крови ACT и АЛТ в 1,5-2 раза от исходных значений, которые на 5-6-ые сутки приходили к исходным значениям. У данных пациентов на этапе до анестезии минимальным потоком газовой смеси биохимические показатели ACT и АЛТ были на верхней границе референсных значений. При интраоперационном масс-спектрометрическом контроле концентрация компаунда А не превышала 15-20 ррт. Это следует подтвердить отдельным клиническим примером.

Пациент H., 45 лет. Диагноз основного заболевания: Аденома гипофиза с эндо-, инфра-, супраселлярным ростом (соматотропинома), средней степени активности. Сопутствующая патология: Ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь I стадии. Масса тела 82 кг, рост 185 см. Выполнена плановая операция: трассфенои-дальная аденомэктомия гипофиза. Тяжесть состояния по ASA-2. Из анамнеза и инструментальных методов исследования данных за патологию со стороны печени и почек получено не было.

Премедикация, индукция анестезии были выполнены по принятой в работе методике. Во время ингаляционной анестезии севофлураном с минимальным потоком газовой смеси течение анестезии было стабильным без признаков "неадекватности", гемодинамические показатели оставались в пределах нормальных значений. Эксту-бация осуществлялась в операционной на столе при возможности выполнять простые команды и значениях TOF выше 0,9. В послеоперационном периоде жалоб активно не предъявлял.

Использование масс-спектрометрического мониторинга в течение всего периода анестезии позволило контролировать концентрацию компаунда А, которая не превышала 15 ррт.

У данного пациента на этапе до анестезии минимальным потоком газовой смеси биохимические показатели ACT и АЛТ были на верхней границе референсных значений, которые на 5-ые сутки вернулись к исходным значениям (табл. 6).

Таблица 6

Динамика биохимических показателей ACT и АЛТ

Показатели до анесте- после сутки 3-е сутки 5-е сутки

зии анестезии после после после

ACT, Е/л 45 93 80 65 44

АЛТ, Е/л 49 76 70 32 33

Наблюдаемое увеличение показателей ACT и АЛТ можно связать с возможной интраоперационной гипоксией, которая могла быть при интубации трахеи, однако интубация выполнена без особенностей с первой попытки, а также нахождения показателей оксигенации и вентиляции в течении всего периода анестезии в пределах нормальных значений.

Следует считать, что изменения показателей ACT и АЛТ носили транзиторный характер и в большей степени связаны с компаундом А, значения которого не превышали 15 ррт.

ВЫВОДЫ

1. Масс-спектрометрия позволяет в режиме реального времени определять концентрации некоторых ингаляционных анестетиков (севофлурана и изофлурана) и "третьих газов", в частности микроколичества компаунда А в дыхательном контуре во время ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками, что, несомненно, повышает безопасность анестезии.

2. Концентрация компаунда А при ингаляционной анестезии севофлураном зависит от величины потока газовой смеси: с уменьшением потока возрастает концентрация компаунда А.

3. Концентрация компаунда А в дыхательном контуре увеличивается с повышением концентрации севофлурана во вдыхаемой дыхательной смеси.

4. Образующееся количество компаунда А при ингаляционной анестезии севофлураном минимальным и метаболическим потоками газовой смеси не обладает гепа-то- и нефротоксичностью у пациентов без патологии печени и почек.

Таблица 5

Влияние компаунда А на функциональные показатели печени и почек в условиях ингаляционной анестезии севофлураном минимальным и метаболическим потоками (клинические наблюдения)

Показатели Этапы 1 группа (SEV 0,5) 2 группа (ISO 0,5) 3 группа (SEV 0,25)

ACT, Е/л 1 22,1 (18,9; 25,6) 23,5 (18,9; 28,3) 18,4 (14,0;22,5)

2 22,8 (18,5; 33,9) 23,7 (18,5; 33,9) 19,0 (14,7;27,2)

3 22,0 (21,0; 28,5) 22,0 (21,0; 26,2) 19,0 (14,7;27,2)

АЛТ, Е/л 1 24,5(14,2; 32,0) 32,0(14,2; 34,2) 17,0 (11,7;27,6)

2 30,4 (22,0; 35,0) 31,8 (22,0; 38,0) 16,0 (10,7;28,0)

3 27,2(12,0; 29,1) 27,5(12,0; 29,5) 25,5 (21,7;35,2)

Общий билирубин мкмоль/л I 10,7 (7,7; 15,9) 10,7 (7,7; 15,9) 6,0 (4,4; 12,2)

2 11,0(10,0; 13,9) 11,0(10,0; 13,9) 6,9 (6,0; 8,1)*

3 14,0(12,7; 17,8) 14,0(12,7; 17,8) 7,8 (6,6; 8,5)*

Общий белок, г/л 1 69,0 (65,3; 72,0) 69,0 (65,3; 72,0) 68,7 (61,7; 72,2)

2 64,5 (56,0; 67,0) 64,5 (62,2; 67,0) 55,0 (50,5; 59,5)*

3 68,0 (66,7; 72,0) 68,0 (66,7; 72,0) 54,0 (50,0; 60,2)*

Креатинин, мкмоль/л 1 69,4 (63,0; 93,7) 69,4 (63,0; 86,5) 90,0 (78,1; 94,2)

2 80,0 (69,1; 95,0) 80,0 (69,1; 95,0) 94,0(74,0; 102,5)

3 92,0 (67,0; 96,2) 92,0 (67,0; 96,2) 92,0(77,7; 114,0)

Мочевина, ммоль/л 1 4,7 (3,0; 5,5) 4,7 (3,0; 5,5) 5,5 (3,9; 6,8)

2 4,7 (3,3; 5,2) 4,7 (3,3; 5,2) 6,6 (4,2; 7,6)

3 5,1 (4,5; 6,8) 5,1 (4,5; 6,8) 7,4 (5,5; 8,3)

Примечание: этапы исследования: 1 — до операции, 2 — после, 3 — сутки после;

* — р < 0,001 при сравнении 1-й и 3-й групп

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Использование масс-спектрометрического интраоперационного мониторинга позволяет определять концентрации компаунда А в режиме реального времени при проведении ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками газовой смеси на этапе оказания специализированной помощи.

2. В целях повышения безопасности при ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками газовой смеси рекомендуется использовать масс-спектрометрический мониторинг для контроля концентрации компаунда А. Пороговые значения компаунда А не превышающие 10 рргп при использовании масс-спектрометрического мониторинга позволяют считать анестезию безопасной с точки зрения гепато- и нефротоксичности.

3. Для обеспечения безопасности ингаляционной анестезии минимальным и метаболическим потоками при превышении концентраций компаунда А свыше 10 ррш рекомендуется перейти на более высокий поток газовой смеси.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Фаизов, И.И. Использование масс-спектрометрического мониторинга метаболизма для оценки адекватности аиестезии в режиме реального времени / А.Ю. Елизаров, А.И. Левшанков, И.И. Фаизов, A.B. Щеголев // Письма в жури, технич. физики. — 2012. — Т. 38, № 15. — С. 88—94.

2 Фаизов, И.И. Влияние ингаляционной анестезии севофлураном с минимальным газотоком на функции печени и почек при транссфеноидальной аденомэктомии гипофиза газотоком / И.И. Фаизов, A.B. Щеголев, А.И. Левшанков, А.Ю. Елизаров // Тезисы XIII-го съезда Федерации анестезиологов и реаниматологов - СПб., 2012. -С.112.

3. Фаизов, И.И. Использование масс-спектрометрического мониторинга при ингаляционной анестезии севофлураном с минимальным газотоком / И.И. Фаизов, A.B. Щеголев, А.И. Левшанков, А.Ю. Елизаров // Сборник статей четвертой междунар. науч.-практ. конф. "Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии, медицине, фармакологии" - СПб., 2012. -Т.1. - С. 147-156.

4. Фаизов, И.И. Времяпролетный масс-спектрометр для мониторинга ингаляционной анестезии в режиме реального времени / А.Ю. Елизаров, A.II. Левшанков, И.И. Фаизов, A.B. Щеголев // Приборы н техн. экспер. — 2013. — № 6. — С.77-81.

5 Фаизов, И.И. Масс-спектрометрический мониторинг стресс-реакции во время анестезии / А.Ю. Елизаров, А.И. Левшанков, И.И. Фаизов, A.B. Щеголев // Жури, технич. физики. - 2013. - Т. 83, № 10. - С. 135-138.

6. Фаизов, И.И. Наиболее информативные показатели мониторинга при ингаляционной анестезии с минимальным и метаболическим газопотоками / А.И. Левшанков, A.B. Щеголев, И.И. Фаизов // Вестн. интенсив, терапии. - 2013. - №5. - С. 39-42.

7. Фаизов, И.И. Масс-спектрометрический мониторинг ингаляционной анестезии севофлураном с минимальным газотоком при транссфеноидальных аденомэктомиях гипофиза / И.И. Фаизов, A.B. Щеголев, А.И. Левшанков, А.Ю. Елизаров // Анестезиол. и реаниматол. - 2013. - № 4. - С.14-18.

8. Фаизов, И.И. Масс-спектрометрический мониторинг ингаляционнои анестезии севофлураном при минимальном газотоке / И.И. Фаизов, A.B. Щеголев, А.И. Левшанков, А.Ю. Елизаров // Сборник докладов и тезисов "V Беломорский симпозиум -

Архангельск, 2013. - С. 226-228.

9. Фаизов, И.И. Состояние функции печени и почек при проведении ингаляционной анестезии минимальным, метаболическим потоками и тотальной внутривенной анестезии / A.B. Щеголев, И.И. Фаизов, Д.Г. Герасимов, А.И. Левшанков, А.Ю. Елизаров // Вестн. анестезиол. и реаниматол. - 2013. - Т. 10, № 6. -С.4—8.

10. Фаизов, И.И. Мониторинг, обеспечивающий безопасность пациента при нейрохирургических операциях в условиях ингаляционной анестезии с минимальным и метаболическим потоками / А.И. Левшанков, A.B. Щеголев, И.И. Фаизов // Вестн. интенсив. терапии. — 2014. — № 5. — С. 54—58.

Подписано в печать 03.07.14

Обьем 1 пл. Тираж 100 экз.

Формат 60x84/16 Заказ №- 526

Типография ВМедА, 194044, СПб., ул. Академика Лебедева, 6.