Искусственное кровообращение (ИК) применяют для обеспечения кардиохирургических операций более 60 лет: первая успешная операция на сердце с ИК была выполнена Дж. Гиббоном в Филадельфии в 1953 г. В настоящее время в мире выполняется более 1 млн операций с ИК в год.
Хотя абсолютное большинство пациентов переносят ИК без существенных проблем, субклинические и клинические доказательства побочных эффектов ИК отмечаются достаточно часто (например, кровотечение, системный воспалительный ответ, неврологические и нейрокогнитивные нарушения, почечная, легочная, сердечная и полиорганная дисфункции).
За прошедшие 60 лет модернизировано оборудование и улучшена техника проведения ИК, что позволило значительно снизить летальность и осложнения. Но лишь некоторые новшества были внедрены в практику на основе клинических исследований, большинство же изменений было сделано на основе клинического опыта отдельных хирургических команд, личных мнений врачей и даже под влиянием производителей оборудования. Это привело к достаточно большой разнице в практике ИК в настоящее время в разных клиниках.
Современная парадигма медицины – доказательная медицина – призывает к практике, основанной на объективных клинических доказательствах высокого уровня. Эта парадигма постулирует иерархию силы или качества доказательств и утверждает, что практика должна руководствоваться высшим уровнем доступных доказательств. К сожалению, большинство имеющихся обзоров литературы и руководств демонстрируют, что лишь малая часть рекомендаций по ИК основана на доказательствах высокого уровня.
Во время ИК почти все основные физиологические параметры пациента (минутный объем кровообращения, доставка кислорода, артериальное давление и т. д.) могут контролироваться и модифицироваться непосредственно анестезиологом. При этом в настоящее время имеются существенные противоречия в управлении физиологическими параметрами во время ИК в разных центрах, что ведет к достоверным различиям в технике ведения ИК.
В данном обзоре предприняли попытку суммировать доступные доказательства для управления основными клиническими параметрами ИК у взрослых пациентов. Конечно, следует помнить, что помимо ИК на клинические исходы влияет множество факторов (к примеру, возраст, пооперационное состояние, сопутствующие заболевания, хирургическая техника, до- и послеоперационное лечение, реабилитация, социальная адаптация и т. д.), что также должно строго учитываться в любых исследованиях, оценивающих эффект ИК на исход лечения.
Среднее артериальное давление (САД)
Целевое АД во время ИК остается одним из фундаментальных вопросов в кардиоанестезиологии. Большинство исследований ограничены из-за гетерогенности пациентов или иных изъянов в дизайне и статистической силе, и оптимальное САД во время ИК для обеспечения адекватной перфузии органов и тканей не определено.
В особенности не ясна нижняя граница безопасного перфузионного давления: часть исследователей защищают низкое (50-60 мм рт. ст.), часть – высокое (70-80 мм рт. ст. и выше) среднее давление во время ИК. Во многих центрах САД поддерживают на уровне 50-60 мм рт. ст. у большинства взрослых пациентов во время ИК.
Эти цифры основываются на данных, что 50 мм рт. ст. являются нижним пределом церебральной ауторегуляции (НПЦА). Исследования в 50-х годах прошлого века показывали, что мозговой кровоток (МК) остается относительно постоянным при САД от 50 до 150 мм рт. ст. Но у пациентов в условиях анестезии во время гипотермического ИК с умеренной гемодилюцией нижняя граница церебральной ауторегуляции может быть ниже – вплоть до 20-30 мм рт. ст.
Неопределенность целевого уровня САД еще более усугубляется имеющейся у многих пациентов исходной артериальной гипертензией. Предлагается использовать более высокое САД у пациентов с гипертензией, основываясь на предположении, что у таких пациентов имеется сдвиг кривой ауторегуляции МК вправо. Однако степень этого сдвига, если он есть, остается неясной.
Как результат, на практике анестезиологи не могут достоверно определить, когда АД становится слишком низким у данного конкретного пациента. В то же время низкое САД во время ИК может иметь некоторые преимущества во время ИК: меньшая травма форменных элементов крови, уменьшение некоронарного коллатерального кровотока в сердце.
Другие исследователи поддерживают более высокое САД (> 70 мм рт. ст.) во время ИК, опираясь на данные, что нижний лимит ауторегуляции может быть гораздо выше 50 мм рт. ст. Исследования на бодрствующих взрослых с нормальным АД показали, что НПЦА находится на уровне 73-88 мм рт. ст. В этих исследованиях также отмечалась более чем двукратная разница в нижней границе ауторегуляции среди принимавших участие в исследовании субъектов. А у пациентов с артериальной гипертензией кривая ауторегуляции может быть сдвинута вправо.
Сторонники более высокого САД во время ИК отмечают, что многие пациенты в кардиохирургии являются пожилыми, гипертониками и имеют сопутствующие цереброваскулярные заболевания. Теоретически перфузионное давление выше 70 мм рт. ст. может уменьшить риск гипоперфузии мозга в группе пациентов высокого риска и усилить коллатеральный кровоток в случае эмболии.
Во многих проспективных обсервационных исследованиях оценивали связь гипотензии на ИК (обычно определяемой как САД < 50 мм рт. ст.) и побочных эффектов. Первичной точкой, оцениваемой в этих исследованиях, обычно являлась неврологическая дисфункция (определяемая весьма вариативно). Ранние работы демонстрировали, что неврологические или нейропсихологические функции ухудшались либо оставались неизменными у пациентов с гипотензией во время ИК.
Исследования больших баз данных, проводившиеся с середины 1980-х гг., также продемонстрировали противоречивые результаты. В исследовании, в котором участвовали 511 пациентов, САД < 50 мм рт. ст. во время ИК не являлось предиктором послеоперационной почечной или неврологической дисфункции. Анализ данных 2 862 пациентов с аортокоронарным шунтированием (АКШ) в одной клинике не выявил доказательств связи САД < 50 мм рт. ст. и интрагоспитальной летальности. Дополнительный анализ той же самой базы данных выявил ассоциацию между низким САД и меньшим неврологическим повреждением.
Reich et al. идентифицировали гипотензию во время ИК (САД < 50 мм рт. ст.) как достоверный предиктор летальности в когорте из 2 149 пациентов с АКШ. При анализе 3 279 пациентов с АКШ, оперированных за 10-летний период, была выявлена достоверная корреляция между интраоперационной гипотензией и послеоперационными инсультами. G. W. Fischer et al. отмечали, что у пациентов с развившейся острой почечной недостаточностью имелся более длительный период ИК с САД < 60 мм рт. ст., чем у пациентов с нормальной послеоперационной функцией почек.
В единственном рандомизированном исследовании эффектов высокого и низкого САД во время ИК на осложнения после кардиохирургии 248 плановых пациентов с первичным АКШ были разделены на группы с низким (целевые значения 50-60 мм рт. ст.) и высоким САД (целевое значение 80-100 мм рт. ст.). Комбинированная частота побочных сердечных и неврологических осложнений была ниже в группе с высоким давлением (4,8%) в сравнении с группой с низким САД, но не имелось достоверной разницы в отдельных осложнениях. Примечательно, что на самом деле САД в группе с высоким давлением было достоверно ниже (69 + 7 мм рт. ст.), чем целевое, в то время как в группе с низким давлением достигнутое САД находилось в пределах целевых показателей (52 + 5 мм рт. ст.).
В дополнительном post hoc-анализе той же самой когорты пациентов G. S. Hartman et al. оценили соотношение между САД, степенью атероматоза аорты и частотой послеоперационных инсультов. Тенденция к увеличению риска инсультов отмечалась у пациентов с сильным поражением аорты в группе с низким давлением (7 пациентов из 36) в сравнении с группой с высоким давлением (2 из 30), хотя различия не носили статистически значимого характера. Высказано предположение, что низкое давление у таких пациентов, подвергающихся повышенной атероматозной эмболии, повышает риск ишемии головного мозга вторично из-за снижения кровотока в зависимых от давления коллатеральных сосудах. Например, инсульты в зонах водораздела (вторичные к глобальной гипоперфузии мозга) встречаются чаще у пациентов с более низким уровнем САД во время ИК, чем их исходное АД до ИК.
В недавнем исследовании В. Joshi et al. использовали неинвазивное измерение региональной церебральной сатурации для определения порога церебральной ауторегуляции. Используя церебральную оксиметрию для определения индивидуального ответа МК на изменения АД, в режиме реального времени вычисляли специфический НПЦА.
Церебральная ауторегуляция интактна, когда имеется плохая корреляция между перфузионным давлением и МК, и утеряна, когда МК становится зависим от АД. В их исследовании НПЦА – порог, при котором математическая корреляция между МК и АД становилась > 0,4, что является обычным общепринятым порогом. Хотя этот способ определить порог НПЦА не является идеальным, он представляет большой шаг в продвижении вперед в определении оптимального САД во время ИК, так как популярная сегодня концепция НПЦА на уровне 50 мм рт. ст. является ошибочной во многих случаях.
В исследовании В. Joshi et al. показано, что НПЦА часто оценивают неадекватно из-за широкого диапазона его значений, не зависимого от исходного уровня АД. Даже в отсутствие исходной гипертензии эта гетерогенность сама по себе компрометирует идею поддержания любого произвольного уровня АД. Более того, при наличии любой цереброваскулярной патологии еще более трудно определить границу опасной гипотензии. Поддержание АД выше, чем НПЦА, возможно снизит частоту послеоперационных инсультов, как и более умеренных неврологических изменений, так как есть данные, что продленная гипотензия может влиять на развитие делирия.
Исследование В. Joshi et al. оставляет множество вопросов: влияет ли определение НПЦА на основе неинвазивного измерения региональной церебральной сатурации на результаты, у каких пациентов и какие вмешательства возможны и необходимы для улучшения неврологических и иных исходов. Это требует соответствующих исследований, так как определение оптимального давления имеет значительный теоретический потенциал для снижения неврологических осложнений, но доказательства клинической эффективности этого до сих пор являются слабыми.
Мониторинг региональной церебральной сатурации может быть полезным для контроля и не неврологических осложнений. В интервенционном исследовании J. М. Murkin et al. использовали неинвазивное измерение региональной церебральной сатурации для оптимизации SctО2 (единственная интервенция – манипуляции АД) и отмечали улучшение в композитных осложнениях. Мозг может служить индикатором риска при низкой SctО2.
Однако хорошо известно, что существует иерархия кровоснабжения органов и оптимальное давление (и кровоток, соответственно) для мозга может не являться таковым для других важных органов (к примеру, почек или других спланхнических органов). Из-за имеющейся мозговой ауторегуляции, а также из-за преимущественной перфузии мозга за счет других органов эти органы могут иметь значительное снижение кровоснабжения и тканевой доставки кислорода, несмотря на нормальную сатурацию в мозге.
Следовательно, важно понимать контекст и ограничения мозга как органа-индикатора риска тканевой гипоксии. Можно предположить потенциально большее снижение не неврологических осложнений, если сигналы тканевой оксиметрии, используемые для целевых интервенций, будут мониторироваться с почек или кишечника, к примеру. Возможно именно они, а не мозг, могли бы служить ранним индикатором, так как весьма вероятно, что к тому моменту, когда возникает десатурация мозга, другие органы и ткани уже давно испытывают снижение кровотока и оксигенации. Простота использования мониторинга тканевой сатурации и понятная информативность представляют большой потенциал для контроля множества параметров ИК, включая АД.
В настоящее время не имеется достаточных доказательств для рекомендации оптимального уровня САД во время ИК для всех пациентов. Несмотря на публикацию результатов многочисленных исследований, множество вопросов остаются без ответа. В частности, на САД могут влиять различные переменные, включая объемную скорость, вязкость крови (гематокрит, температура), глубину анестезии, используемые анестетики, периоперационное воспаление.
САД может увеличиваться или уменьшаться при изменении объемной скорости перфузии (ОСП), вязкости крови (к примеру, гемодилюция) или назначении вазоактивных медикаментов. Влияние этих различных факторов на исход усложняет интерпретацию исследований, оценивавших САД. Более того, большинство имеющихся исследований исключало пациентов с существующей цереброваскулярной болезнью. Ограниченные данные предполагают, что ауторегуляция нарушается у пациентов с церебральными ишемическими нарушениями.
Единственное рандомизированное исследование, сравнивавшее высокое давление во время ИК с низким, было недостаточно мощным для определения разницы в летальности или некомпозитных осложнений (таких как инсульт, инфаркт миокарда или почечная недостаточность).
В отсутствие достаточных доказательств выбор перфузионного давления во время ИК должен основываться на оценке рисков и преимуществ высокого или низкого САД и решение об оптимальном давлении должно определяться индивидуальными особенностями в каждом случае.
Ограниченные данные позволяют предполагать, что определенные группы пациентов могут иметь более благоприятный исход операции при высоком давлении на ИК. Эти группы включают пациентов с выраженным атеросклерозом аорты, старческого возраста (снижение когнитивных функций ассоциируется с низким САД у пациентов старческого возраста), с артериальной гипертензией (кривая церебральной ауторегуляции смещается вправо), сахарным диабетом (ненормальная церебральная ауторегуляция во время ИК).
Объемная скорость перфузии
ОСП, необходимая для адекватной перфузии органов и тканей, зависит от многих факторов. В настоящее время нет стандартов для оптимальной ОСП, клиническая практика, как правило, основана на эмпирическом опыте. Начальная объемная скорость рассчитывается по площади поверхности тела и температуре.
Наиболее часто используемая ОСП во время ИК (2,2-2,5 л х м2 / мин) примерно соответствует сердечному индексу у пациентов с анестезией с нормотермией и нормальным гематокритом. Однако некоторые исследователи при гипотермическом ИК использовали низкую ОСП (до 1,25 л х м2 / мин) с хорошими клиническими результатами.
Предполагаемые преимущества сниженной ОСП включают меньшую гипертензию при гипотермическом ИК (из-за увеличенной вязкости крови и вызываемого гипотермией увеличения системного сосудистого сопротивления), улучшенную внутрисердечную визуализацию из-за меньшего возврата крови по бронхиальным сосудам в левые отделы и замедление согревания миокарда из-за некоронарного кровотока. Но минимальная безопасная ОСП во время ИК определенно не установлена.
Эффект ОСП на МК и церебральный метаболизм изучен в нескольких клинических исследованиях. Результаты большинства исследований демонстрировали, что МК остается относительно постоянным при ОСП от 1,0 до 2,4 л х м2 / мин при гипотермическом ИК. В противоположность, Y. Soma et al. обнаружили, что МК увеличивается пропорционально ОСП при умеренной гипотермии. Исследования на животных также дали противоречивые результаты: изменения в ОСП не оказывали эффекта на МК либо приводили к снижению МК при снижении ОСП. При этом использование разных стратегий управления кислотно-основным состоянием и различных методов измерения МК могли влиять на различия в результатах этих исследований.
ОСП может влиять на перфузию и других органов, кроме мозга. Используя лазерную допплерфлоуметрию, О. Bastien et al. сравнили спланхнический кровоток при высокой и низкой (50 мл х кг / мин) ОСП у кроликов. Кровоток в желудке, тонком и толстом кишечнике достоверно снижался при низкой ОСП. Снижение ОСП в опыте на свиньях не приводило к изменениям в МК, но достоверно снижало перфузию всех висцеральных органов. Следует отметить, что в этом исследовании увеличение ОСП приводило к восстановлению перфузии в поджелудочной железе, кишечнике, почках, а восстановление перфузионного давления с помощью фенилэфрина – нет.
Используя схожую модель, J. Н. Mackay et al. снижали ОСП до достижения системного давления 45 мм рт. ст. Регионарная перфузия в почках, желудочно-кишечном тракте и поджелудочной железе достоверно снижалась при такой ОСП. Эти исследования доказывают, что висцеральный кровоток может страдать при низкой ОСП.
Влияние ОСП на исходы после кардиохирургических операций изучено плохо. R. Kolkka et al. описывали низкую частоту неврологических и нейропсихиатрических дисфункций (17,2%) в обсервационном исследовании 204 пациентов после ИК с низкой ОСП (30-50 мл х кг / мин) и низким САД (30-60 мм рт. ст.). R. J. Ellis et al. также отмечали низкую частоту нейрокогнитивных дисфункций (17%) у 300 пациентов после гипотермического (28°С) ИК с низкой ОСП (< 40 мл х кг / мин). В проспективном обсервационном исследовании S. Slogoff et al не нашли связи между низкой ОСП (< 1,6 л х м2 / мин) и побочными неврологическими и почечными исходами.
Таким образом, не имеется больших рандомизированных исследований минимальной безопасной скорости перфузии во время нормо- или гипотермического ИК. Оптимальная ОСП – поддерживающая наиболее благоприятную перфузию органов и тканей и ведущая к улучшению клинических результатов – также не определена, более того, она может быть связана с уровнем гемодилюции, доставки кислорода и температуры.
Гемодилюция
Гемодилюция – неизбежное следствие ИК с бескровным заполнением экстракорпорального контура. Контур для ИК должен быть заполнен (priming – первичное заполнение) сбалансированными растворами до подключения к пациенту, чтобы избежать аэроэмболии.
Степень гемодилюционной анемии зависит от изначального количества эритроцитов у пациента (масса тела и гематокрит) и объема первичного заполнения. Начальная гемодилюция прямо пропорциональна отношению первичного объема к объему циркулирующей крови (ОЦК) пациента. Объем первичного заполнения обычно составляет около 30% ОЦК у взрослых, но может быть выше у пациентов женского пола и с малой массой тела.
Потенциальные преимущества легкой гемодилюции во время ИК включают снижение вязкости крови, улучшение микроциркуляции и МК, снижение риска гипертензии при высокой ОСП, снижение потребности в гемотрансфузии во время операции. Однако избыточная гемодилюция может привести к ухудшению переноса кислорода, скомпрометировать DО2 тканям и привести к гипотензии во время ИК.
Трансфузия донорской крови является основным методом лечения острой анемии и часто используется в кардиохирургии – более 50% взрослых пациентов получают периоперационную гемотрансфузию. Хотя серьезная гемодилюционная анемия может индуцировать ишемическое повреждение органов, трансфузия эритроцитарной массы также несет определенные риски и может ассоциироваться с увеличением количества осложнений и даже летальности в послеоперационном периоде у кардиохирургических пациентов. Поэтому определение оптимального гематокрита на ИК требует оценки риска и преимуществ как гемодилюционной анемии, так и трансфузии эритроцитарной массы.
Множество исследований посвящено соотношению степени гемодилюции на ИК (минимальный гематокрит) и исходов после кардиохирургии. Приемлемый гематокрит во время ИК в современных публикациях варьирует в промежутке 18-30% в зависимости от клиники, возраста пациента и сопутствующих заболеваний.
Потенциальные побочные эффекты гемодилюции во время ИК оценивали в ретроспективных анализах пациентов с ИК. Авторы обсервационных исследований в 1970-1980 гг. предположили, что пациенты переносят низкий гематокрит (14-18%) без очевидных побочных эффектов. Тем не менее недавние исследования больших баз данных показали ассоциацию между минимальным гематокритом на ИК и послеоперационными осложнениями и летальностью.
DeFoe et al. описали строгую обратную связь между уровнем гематокрита на операции и интрагоспитальной летальностью, потребностью в интрааортальной баллонной контрпульсации и повторном подключении ИК. В когорте из 5 000 кардиохирургических пациентов R. Н. Habib et al. также отметили достоверно и систематически увеличивавшиеся при снижении уровня гематокрита раннюю и позднюю летальность, большие осложнения, повышенную утилизацию ресурсов. В обоих исследованиях отмечена тенденция к увеличению летальности и осложнений при гематокрите ниже 22%.
В результате других исследований больших баз данных определено, что минимальный гематокрит являлся независимым фактором риска для почечных и неврологических повреждений. К. Karkouti et al. на большой когорте пациентов (n = 10 949) отмечают 10%-ное увеличение риска инсульта с каждым процентом снижения минимального гематокрита.
В проспективном исследовании J. R Mathew et al. оценивали эффект от гемодилюции на когнитивные способности у пациентов с АКШ (n = 109) с применением умеренной (гематокрит > 27%) и глубокой (гематокрит 15-18%) гемодилюции во время ИК. Целевой гематокрит достигался сбором аутологичной крови с нормоволемической гемодилюцией, аутокровь возвращалась в конце ИК. Хотя это исследование было преждевременно остановлено из-за опасений безопасности, частота когнитивных нарушений отличалась недостоверно (37,5% в группе с умеренной гемодилюцией и 42,5% в группе с глубокой, р = 0,65).
Но post hoc-анализ показал статистически значимую связь между возрастом и гемодилюцией: наблюдалась высокая частота нейрокогнитивных ухудшений у пациентов старческого возраста, рандомизированных в группу с глубокой гемодилюцией (гематокрит 15-18%). Риск развития острой почечной недостаточности или увеличения послеоперационного уровня креатинина крови увеличивается, если гематокрит снижается ниже 21-24% на ИК.
В ретроспективном исследовании, включавшем 3 003 пациентов с АКШ, М. Ranucci et al. сделали вывод, что минимальный гематокрит во время ИК ниже 25% ассоциируется с увеличением частоты больших осложнений, в то время как не отмечалось увеличения количества осложнений при минимальном гематокрите 28% и выше. Но связи гематокрита и летальности в этом исследовании не обнаружено. Возможно, что низкий гематокрит мог быть просто показанием для гемотрансфузии, и что это, а не первоначальная гемодилюция, являлось причиной побочных эффектов.
Carson et al. отметили, что 30-дневные осложнения и летальность составляли 57,7 и 34,4% соответственно у пациентов-свидетелей Иеговы, у которых уровень гемоглобина находился в пределах от 41 до 50 г/л после несердечных и торакальных операций, в то время, когда уровень послеоперационного гемоглобина – от 71 до 80 г/л, осложнения и летальность – всего 9,4 и 0% соответственно.
Как отмечено выше, гемотрансфузия имеет собственные побочные эффекты. Дополнительно к хорошо известным рискам аллогенной гемотрансфузии (трансфузионные реакции, передача инфекции, иммуносупрессия) гемотрансфузия может значительно увеличивать уровень цитокинов после ИК и усиливать периоперационное воспаление.
Исследования баз данных показали ассоциацию между гемотрансфузией и увеличением летальности и количества осложнений. В исследовании М. С. Engoren et al. (1 915 пациентов с первичным АКШ) после коррекции на сопутствующую патологию и другие факторы риска гемотрансфузия ассоциировалась с 70%-ным увеличением 5-летней летальности. В другом ретроспективном анализе 3 024 пациентов с АКШ также отмечен эффект гемотрансфузии на 30-дневную и 1-годичную летальность – относительный риск для 1-летней летальности был 1,88. Трансфузия эритроцитарной массы ассоциировалась у кардиохирургических пациентов с увеличением риска пневмонии, медиастинита и увеличением длительности госпитализации.
Обсервационные исследования создают впечатление, что гемотрансфузии опасны после операций на сердце: отмечены связи между трансфузией и инфекцией, синдромом низкого сердечного выброса, острым повреждением почек и летальностью. Рандомизированные контролируемые исследования трансфузий эритроцитов с рестриктивными показаниями (т. е. трансфузий при низком уровне гемоглобина) в сравнении с либеральными показаниями (т. е. трансфузий при более высоком уровне гемоглобина) при различных острых состояниях и хирургической патологии не показали достоверной разницы между этими двумя подходами в отношении больших осложнений и 30-дневной летальности.
Эти находки в сочетании с дефицитом и высокой стоимостью заготовки и хранения донорской крови привели к особому вниманию к рестриктивным показаниям в современных руководствах и рекомендациях. Тем не менее существует неопределенность в безопасных порогах для рестриктивной гемотрансфузии в кардиохирургии, что отражается в широких колебаниях частоты гемотрансфузии в кардиохирургических клиниках, к примеру, в Великобритании 25-75%, в США 8-93%.
Эта неопределенность связана с недостаточной статистической силой исследований, сравнивавших рестриктивные и либеральные показания в кардиохирургии, а другие большие исследования не включали кардиохирургических пациентов, их результаты могут быть неприменимы к пациентам с нестабильными сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Для разрешения неопределенности с порогами показаний для гемотрансфузии в кардиохирургии было предпринято мультицентровое, рандомизированное, контролируемое параллельное исследование TITRe2 в 17 кардиохирургических центрах Великобритании на взрослых пациентах с неэкстренными операциями (2 003 пациента – 1 000 в рестриктивной группе, 1 003 в либеральной, средний возраст 70,3 года).
Результаты TITRe2 существенно отличаются от данных обсервационных исследований гемотрансфузий, которые однообразно показывали, что трансфузия донорских эритроцитов ассоциируется с увеличением риска летальности и серьезных осложнений. Эта разница, возможно, связана с тем, что обсервационные исследования компрометируются прогностическими факторами, которые влияют на решение о гемотрансфузии. В противоположность, эти данные совпадают с находками из обзора рандомизированных, контролируемых исследований хирургических и в критическом состоянии пациентов, в которых клинические исходы у пациентов с рестриктивными подходами были схожими с таковыми у получавших гемотрансфузии по либеральным критериям.
Рестриктивный подход к гемотрансфузии казался более благоприятным, так как используется меньше аллогенной крови. Но результаты этого недавнего мультицентрового проспективного исследования создают новую неопределенность относительно использования рестриктивного порога для гемотрансфузии в кардиохирургии. Дополнительно следует отметить, что 25,7% пациентов из этого исследования получили гемотрансфузию эритроцитов еще до рандомизации.
Использование интраоперационных систем для сбора кровопотери, сепарации и отмывания эритроцитов (cell saver) является одним из способов избежать донорской гемотрансфузии. Использование cell saver позволяет отмыть собранную кровь, которая содержит частички жира, клеточный детрит, сгустки фибрина, цитокины и активированный комплемент. Однако тромбоциты и белки системы коагуляции прогрессивно теряются во время отмывания.
Djaiani et al. провели проспективное рандомизированное исследование использования cell saver против реинфузии необработанной крови у 226 пациентов старше 60 лет с АКШ с ИК. Частота когнитивной дисфункции через 6 нед. после АКШ была 6% в группе cell saver и 15% в группе с необработанной кровью. Хотя большие клинические результаты, включая гемотрансфузию, мерцательную аритмию, острый инфаркт миокарда, почечную недостаточность, инсульты и летальность были схожими, частота трансфузий донорской плазмы была заметно выше в группе с cell saver (25 и 14% соответственно). Среди пациентов, получавших обработанную кровь, средний объем обработанной крови составил 632 мл у тех, кто получал донорскую плазму, и 379 мл у тех, кто не получал. Эти данные указывают, что кровопотеря, обрабатываемая cell saver, может индуцировать прогрессивную дилюцию плазмы крови несмотря на поддержание уровня гемоглобина.
Гемодилюция зачастую происходит из-за избыточной инфузии коллоидов и кристаллоидов, и ограничение инфузии может быть эффективным для снижения потребности в гемотрансфузии. Первичное заполнение контура ИК – другая основная причина гемодилюции и область потенциального вмешательства.
Sakwa et al. предприняли проспективное сравнение стандартного контура ИК с минимизированным контуром ИК (Medtronic Resting Heart Circuit; Medtronic, USA) у 199 пациентов с АКШ. Укороченные магистрали и минимизированный контур снизили объем первичного заполнения (0,9 л в сравнении с 1,8-2,0 л для стандартного ИК). Демографические и хирургические данные не отличались в обеих группах, но общая кровопотеря через дренажи из грудной клетки была выше в группе стандартного ИК (1 124 + 647 против 560 + 214 мл). Минимальный гематокрит был 25,5 и 30,5% в группе со стандартным ИК и в группе с мини-контуром соответственно. Количество тромбоцитов в момент перевода в реанимацию было также выше в группе с мини-контуром – 186,4 х 10х9 против 117,4 х 10х9. Общая частота гемотрансфузий была достоверно ниже в группе с мини-контуром (16% против 54%).
Суммируя, умеренная анемия с гематокритом в пределах 21-25% обычно хорошо переносится большинством кардиохирургических пациентов, но экстремальная анемия и гемодилюция могут быть связаны с повреждениями, особенно у пациентов старческого возраста. Анализ больших баз данных демонстрирует, что как серьезная гемодилюция, так и гемотрансфузия увеличивают риск побочных эффектов.
Сочетанное влияние этих двух факторов исследовалось в 2 работах. Оба исследования продемонстрировали, что минимальный гематокрит на ИК ассоциировался с послеоперационной почечной дисфункцией. При этом гемотрансфузия во время ИК для предотвращения повреждающего эффекта гемодилюции парадоксально статистически значимо увеличивала риск роста креатинина и почечной недостаточности. Эти результаты показывают, что выраженная гемодилюция может скомпрометировать DО2 на тканевом уровне, а гемотрансфузия не улучшает, а может даже ухудшить ишемическое повреждение.
Из-за ограничений, присущих ретроспективным исследованиям, невозможно как ясно определить причину и эффект и гемодилюции, и гемотрансфузии на побочные эффекты, так и определить безопасный порог, при котором выгоды от гемотрансфузии превосходят потенциальные риски гемодилюции. Мультицентровое рандомизированное исследование TITRe2 не выявило статистически значимой разницы в осложнениях при рестриктивном и либеральном подходе к гемотрансфузии в кардиохирургии, но продемонстрировало увеличение летальности в рестриктивной группе.
До появления убедительных данных о пороге безопасной гемодилюции и гемотрансфузии должны агрессивно применяться методы ограничения гемодилюции у пациентов на ИК. Эти методы могут включать отложенную операцию до восстановления собственных эритроцитов (железо, эритропоэтин), ограничение объема инфузии до и после ИК, ограничение проб крови в периоперационном периоде, использование ретроградного аутологичного заполнения контура ИК, минимизацию длины и размера магистралей и использование мини-контуров для ИК.
Температура
В 1960-е годы гипотермия стала повсеместной практикой во время искусственного кровообращения (ИК) у взрослых пациентов. Ранние эксперименты W. G. Bigelow показали, что гипотермия может снижать потребность организма в кислороде и увеличивать переносимость ишемии органами и системами.
Хотя гипотермия эффективно снижала общее потребление кислорода, баланс между доставкой и потреблением кислорода мог быть нарушен из-за уменьшения DО2 в ткани вследствие увеличения вязкости крови, снижения микроциркуляции и сдвига влево кривой диссоциации оксигемоглобина. Поэтому в 1990-е годы многие клиники стали использовать нормотермию во время ИК.
С этого времени влиянию температурного режима на побочные эффекты после кардиохирургических операций было посвящено большое количество исследований. Но в результате двух больших рандомизированных исследований неврологических исходов получили противоположные выводы.
Группа Warm Heart Investigators из Торонто не отметила разницы в частоте инсультов до выписки у 1 732 пациентов, рандомизированных на тепловое (33-37°С) или гипотермическое (25-30°С) ИК. В отличие от этого, Т. D. Martin et al. наблюдали достоверно более высокую частоту инсультов и энцефалопатий (4,5% против 1,4%) у пациентов, рандомизированных в нормотермическую группу (> 35°С), чем у пациентов в гипотермической группе (< 28°С). Различия в характеристиках пациентов (более высокий риск в когорте у Т. D. Martin et al.), температуре (более высокая температура в группе с нормотермией у Т. D. Martin et al.) и кардиоплегии могли повлиять на противоречия в результатах этих двух исследований.
Метаанализ 19 рандомизированных исследований, в которых оценивали эффективность гипотермии во время ИК для снижения частоты неврологических осложнений, показал недостоверную тенденцию к снижению частоты нефатальных инсультов у пациентов, получавших гипотермическое ИК.
Практика нормотермии и постоянной тепловой кардиоплегии была предложена для улучшения защиты миокарда. При таком подходе частота периоперационного острого инфаркта миокарда (ОИМ) снижалась или оставалась неизменной. Соответственно, синдром низкого сердечного выброса после ИК отмечался реже в группе с нормотермией, или температура не влияла на частоту этого осложнения. Отмечалось снижение частоты нарушений ритма при нормотермии. При этом пациенты с нормотермическим ИК имели более низкое системное сосудистое сопротивление и требовали более высоких доз вазоконстрикторов после операции.
Проводили исследования влияния температурного режима перфузии на другие органы и системы. В исследовании пациентов с аортокоронарным шунтированием (АКШ), рандомизированных на нормо- и гипотермическое ИК, не наблюдали разницы между группами в клиренсе креатинина или уровне маркеров почечной дисфункции. Исследование у 300 пациентов, рандомизированных на нормо- или гипотермическое ИК, не выявило разницы в послеоперационном клиренсе креатинина. В двух малых исследованиях функция тромбоцитов достоверно ухудшалась больше у пациентов с гипотермией. А фибринолитическая активность была выше в группе больных с более высокой температурой.
Хотя гипотермия может отрицательно влиять на систему коагуляции, имеющиеся данные не доказывают, что гипотермические пациенты имеют больше послеоперационных кровотечений и гемотрансфузий. Рандомизированное исследование с первичной точкой в виде потребности в гемотрансфузии не выявило разницы в кровопотере или гемотрансфузии между пациентами с ИК при 37 и 25°С. Исследования, не имевшие специального дизайна с конечными точками по коагуляции, демонстрировали, что кровотечение и потребность в гемотрансфузии были выше в гипотермической группе или не отличались между группами.
Большинство рандомизированных исследований, сравнивавших нормотермический режим с гипотермическим, результаты которых опубликованы, не имели достаточной статистической силы для определения разницы в осложнениях и летальности. К. Rees et al. в метаанализе 19 исследований оценили эффективность гипотермии в снижении неврологических и миокардиальных осложнений. Оценка суммарного эффекта показывает тенденцию к уменьшению нефатальных инсультов в группе с гипотермией. С другой стороны, имелась тенденция к увеличению летальности, обусловленной не инсультом, в гипотермической группе. Хотя частота синдрома низкого сердечного выброса была выше в группе с гипотермией, не имелось разницы в частоте нефатальных ОИМ. Суммирование всех побочных эффектов не выявило явного превосходства ни нормо-, ни гипотермии.
Большинство исследований температурного режима во время ИК было выполнено на пациентах с АКШ. В клинике НИИПК недавно проведено исследование нормотермического и гипотермического режимов ИК у пациентов с клапанной патологией (включая пациентов с сочетанной коронарной патологией). 140 пациентов были рандомизированы на нормотермическую группу (> 36°С) и гипотермическую группу (31-32°С). Не отмечено разницы в повреждении миокарда (уровень тропонина I и NT-proBNP не отличался между группами), также, как и в летальности и неврологических и иных осложнениях. Интересно, что достоверно ниже была продолжительность искусственной вентиляции легких (ИВЛ) в группе с гипотермическим ИК.
Из-за противоречивости опубликованных работ и разницы интерпретаций их результатов в настоящее время имеется значительная вариабельность в осуществлении управления температурой во время ИК. Недавний опрос в Канаде показал:
- более 90% центров рутинно используют поверхностную гипотермию (32-34°С), причем 63% достигают ее без активного охлаждения;
- во время ИК наиболее распространенными местами измерения температуры являются носоглотка – 84%, венозный возврат в аппарат искусственного кровообращения (АИК) – 75%, выход артериальной крови из оксигенатора – 72%, мочевой пузырь – 41%, прямая кишка – 28%;
- лишь 19% центров рутинно калибруют температурные датчики;
- в 44% центров превышают температуру 37°С в артериальной линии во время согревания.
Хотя температурные стратегии часто упоминаются в литературе, обоснования для той или иной практики часто недостаточно описываются или вовсе отсутствуют. Группа авторов по поручению Society of Thoracic Surgeons, Society of Cardiovascular Anesthesiology и American Society of ExtraCorporeal Technology недавно выполнила обзор имеющейся на данный момент литературы для улучшения доказательной базы температурного режима во время ИК. Авторы отмечают существенные различия на сегодняшний день как в уровне температуры во время ИК, так и даже в способах мониторинга и достижения желаемой температуры.
Описано большое количество мест для рутинного измерения центральной температуры тела, включая носоглотку, барабанную перепонку, мочевой пузырь, пищевод, прямую кишку, легочную артерию, луковицу яремной вены, артериальную и венозную магистрали ИК. При этом не имеется единой, легко мониторируемой, оптимальной точки измерения температуры ядра тела, хотя интраваскулярное и интракорпоральное размещение катетера в легочной артерии, возможно, представляет лучшее место для мониторинга центральной температуры тела.
Измерение температуры в луковице яремной вены признано лучшим индикатором церебральной температуры, но не используется рутинно из-за инвазивности и зависимости аккуратности измерения от оптимального позиционирования датчика.
Мочевой пузырь и прямая кишка являются ненадежными индикаторами церебральной температуры во время ИК и могут быть ниже на 2-4°С температуры мозга во время согревания. Поэтому использование мониторинга температуры в носоглотке предпочтительнее мониторинга в прямой кишке или мочевом пузыре во время согревания для исключения потенциальной церебральной гипертермии.
Однако многие авторы указывают на несоответствие между температурой в носоглотке, прямой кишке, мочевом пузыре и т. д. и церебральной температурой, измеряемой в луковице яремной вены, приходя к выводу, что измерение температуры на выходе артериальной крови из оксигенатора обеспечивает лучшую корреляцию с температурой в луковице яремной вены. N. A. Nussmeier et al. также показали, что все точки измерения температуры тела переоценивают температуру в луковице яремной вены во время охлаждения и недооценивают ее во время согревания, а «выход артериальной крови имеет наименьшее среднее несоответствие с температурой в луковице яремной вены». Температура в мочевом пузыре рекомендуется как хороший неинвазивный подход для мониторинга температуры ядра тела после ИК.
Недопущение церебральной гипертермии в условиях ИК способствует исключению церебрального повреждения. К. G. Shann et al. приводят доказательства из исследований инсультов в поддержку рекомендаций ограничивать температуру артериальной крови на выходе из оксигенатора до 37°С для предотвращения церебральной гипертермии. Многочисленные авторы полагают, что церебральная температура выше 37°С должна избегаться во время согревания, и это может быть выполнено с помощью тщательного мониторинга и поддержания температуры артериальной крови ниже 37°С.
Grocott et al. в рандомизированном исследовании 300 пациентов обнаружили, что максимальная послеоперационная температура имела слабую связь с увеличенной когнитивной дисфункцией от 4 до 6 нед. после операции. Гипертермия также может быть связана и с другими осложнениями: R. С. Groom et al. описывают ассоциацию между гипертермией и увеличенной частотой медиастинита, a R. F. Newland et al. показали, что температура на артериальном выходе выше 37°С во время ИК являлась независимым предиктором острого повреждения почек.
В 1997 г. Н. J. Geissler et al. продемонстрировали, что температурный градиент (разница между температурой крови на артериальном выходе и венозном входе) во время охлаждения больше 10°С ассоциировался с формированием газовых эмболов. Хотя не имеется достаточной современной литературы по этому вопросу, но в исследовании С. Н. Almond et al. в 1964 г. показаны серьезное повреждение мозга при артериовенозном градиенте больше 20°С при охлаждении и достоверное меньшее повреждение при градиенте 4°С.
При решении вопроса о скорости согревания и температурном градиенте для согревания во время ИК необходимо найти баланс между повреждающими эффектами продленного времени ИК и операции и повреждающими эффектами, связанными с быстрым согреванием.
Одна из основных опасностей связана с потенциальным выделением пузырьков при быстром согревании крови из-за выхода растворенных газов. Образование пузырьков может быть предотвращено поддержанием максимального градиента в 10°С между выходом и входом в оксигенатор. Среди множества исследований согревания во время ИК наиболее часто рекомендуется градиент не более 10°С.
Grigore et al. в когортном исследовании показали улучшение когнитивных навыков у пациентов после И К при медленном согревании (0,49 + 0,17°С/мин) по сравнению с быстрым согреванием (0,56 + 0,22°С/мин). Группа с медленным согреванием также имела температуру выше 37°С более короткое время. М. A. Borger и V. Rao в обсервационном исследовании отмечали сниженный риск нейрокогнитивного ухудшения в течение первой послеоперационной недели при медленном согревании, хотя это преимущество исчезало через 3 мес.
В проспективном рандомизированном исследовании 100 пациентов F. Kawahara et al. продемонстрировали уменьшение снижения сатурации в луковице яремной вены при медленном согревании в сравнении с быстрым, однако они не смогли найти биохимические или неврологические улучшения.
В рандомизированном исследовании с согреванием с градиентом от 2 до 4°С В. Sahu et al. обнаружили одинаковое снижение сатурации в луковице яремной вены при согревании пациентов до 33 или 37°С. Однако авторы отмечают меньшие нейрокогнитивные изменения у пациентов, согретых лишь до 33°С, и предполагают, что это может быть связано с церебральной гипертермией при согревании до 37°С.
Преимущества, ассоциированные с медленным согреванием, поддерживаются исследованиями в педиатрической популяции и на животных. М. Saleh и Т. М. Barr изучали эффект трех стратегий согревания у педиатрических пациентов и обнаружили, что самое медленное согревание было связано с улучшением показателей сердечной функции (увеличенный сердечный индекс и сниженный уровень лактата), но имело недостатки в виде увеличения времени ИК и достижения целевой температуры ядра тела.
Alam et al. в эксперименте с летальной кровопотерей исследовали три скорости согревания после глубокого гипотермического ареста: медленная (0,25°С/мин), средняя (0,5°С/мин) и быстрая (1°С /мин). Они обнаружили достоверное увеличение выживаемости в группе со средней скоростью согревания в сравнении с группой с быстрой скоростью. Исследователи из Ottawa Heart Institute опубликовали серию статей, где обсуждали нейрокогнитивные исходы двух рандомизированных исследований АКШ, каждое из которых имело более 200 пациентов. В первом исследовании, где пациенты были рандомизированы на быстрое согревание либо до 37°С, либо до 34°С, отмечалось достоверное раннее когнитивное преимущество у относительно гипотермичных пациентов.
Следует отметить, что в этом исследовании не измеряли температуру на выходе из оксигенатора и не отмечали абсолютную скорость согревания, что потенциально могло привести к церебральной гипертермии в нормотермической группе. Температуру у пациентов во втором исследовании поддерживали строго на уровне 37 или 34°С во время операции, таким образом избегая процесса согревания вовсе. Авторы не обнаружили никакой разницы в нейрокогнитивных функциях между этими двумя группами и пришли к выводу, что в отсутствие активного согревания церебральная гипертермия была исключена.
Выводы двух исследований содержат рекомендацию избегать быстрого согревания. Эти данные также предполагают, что нормотермия сама по себе не связана с нейрокогнитивным ухудшением, но, тем не менее, быстрое согревание до нормотермии может вести к нежелательной церебральной гипертермии.
Boodhwani et al. отмечают, что процесс согревания от 34 до 37°С на ИК ассоциируется с повреждением почек. В другом исследовании температура на выходе артериальной крови выше 37°С являлась независимым предиктором острого повреждения почек. Многие авторы предлагают медленное согревание по множеству причин: исключение гетерогенности в температуре головного мозга, избежание избыточной экстракции кислорода в головном мозге и десатурации крови в яремной вене, лучшее соотношение церебрального кровотока и церебрального потребления кислорода, увеличенное время для лучшего перераспределения тепла, вероятность предотвращения гипертермии.
В то же время данных об оптимальной скорости согревания и ее влиянии на результаты недостаточно – лишь 4 из 15 рандомизированных исследований, сравнивающих гипотермический ИК с нормотермическим, имеют информацию о скорости согревания.
Не имеется консенсуса и в отношении оптимальной температуры при отключении ИК. В рандомизированном исследовании согревания до 37 или 34°С перед отключением ИК И. J. Nathan et al. исследовали когнитивные функции в раннем послеоперационном периоде, через 3 мес. и через 5 лет. Первоначальное преимущество было в группе 34°С в раннем периоде (снижение у 48% против 62%), но было в значительной степени нивелировано через 3 мес., а через 5 лет не было достоверной разницы.
Множество авторов поддерживают гипотермическое отключение ИК для защиты церебрального метаболизма, но S. R. Insler et al. исследовали исходы у 1 600 пациентов после АКШ, которые имели температуру ниже 36°С при прибытии в реанимацию. После корректировки по предоперационным параметрам гипотермические пациенты имели большую летальность, больше гемотрансфузий, увеличенное время ИВЛ и пребывания в реанимации. Кроме того, после ИК имеется снижение температуры ядра тела, связанное со сниженным кровотоком во время ИК по мышцам и внутренним органам и переносом тепла после ИК от центра тела к периферии, что само по себе может вести к осложнениям.
Учитывая недостаток данных и противоречивые данные литературы, невозможно дать ясные рекомендации по температуре отключения ИК, и выбор температуры при отключении должен балансировать между опасностью церебральной гипертермии и минимизацией гипотермической коагулопатии.
Важность аккуратного мониторинга температуры во время ИК не может быть переоценена. К сожалению, многие опубликованные статьи не содержат описания стратегии управления температурой во время и после ИК. Управление температурой во время ИК остается противоречивым, с пробелами в наших знаниях относительно различных аспектов регуляции температуры.
Имеющиеся публикации не поддерживают единую температурную стратегию для всех пациентов. D. J. Cook в 1994 г. предположил, что «идеальная температура во время ИК – неопределенная величина, которая изменяется с физиологическими целями». Оптимальная температура, скорость и степень согревания до сих пор не определены.
Недавние исследования показали, что медленный темп согревания и более низкая температура при отключении ИК (34°С в сравнении с 37°С) ассоциировались со снижением послеоперационной нейрокогнитивной дисфункции. В работе В. Joshi et al. показана нарушенная ауторегуляция мозгового кровотока во время согревания после гипотермического ИК. Эти данные свидетельствуют, что агрессивное согревание может нести частичную ответственность за неврологические повреждения у кардиохирургических пациентов. Ограничение температуры в артериальной магистрали до 37°С может быть полезным для предотвращения церебральной гипертермии и неврологических повреждений.
Доставка кислорода (DО2)
Системная DО2 может быть одним из наиболее важных показателей для оптимальной перфузии. DО2 вычисляется умножением объемной скорости перфузии (ОСП) на содержание кислорода в артериальной крови:
DO2 = ОСП × ((Hb × Sat × 1,36) + (0,003 × pO2a))
Формула DО2 объединяет две важнейшие переменные, которые определяют тканевую оксигенацию – гематокрит и ОСП – в одну. В клинических условиях DО2 может быть улучшена за счет увеличения скорости насоса АПК, увеличения гематокрита (гемотрансфузия или ультрафильтрация для гемоконцентрации) или увеличения сатурации гемоглобина и увеличения количества растворенного кислорода (увеличение концентрации О2 (FiО2).
DО2 во время ИК обычно ниже, чем измеряемое у бодрствующих или анестезированных субъектов. До ИК сердечный индекс обычно составляет 2,3-2,6 л х м2/ мин. Предполагая нормоксемию и уровень гемоглобина 120 г/л, это ведет к DО2 примерно 350-450 мл х м2/ мин. Во время ИК, если ОСП поддерживается от 2,2 до 2,5 л х м2/ мин, а уровень гемоглобина снижается до 70-80 г/л, DО2 уменьшится до 200-300 мл х м2/ мин.
Это снижение DО2, наблюдаемое на ИК, обычно связано с уменьшением содержания кислорода в артериальной крови, происходящим из-за снижения гемоглобина вследствие гемодилюции в начале ИК. Если потребление кислорода в целом организмом не изменится, то потребуется увеличение экстракции кислорода для компенсации снижения DО2.
Минимально безопасную DО2 во время ИК, определенную как критическую DО2, оценивали в нескольких исследованиях. Если DО2 снижается, то потребление кислорода (VО2) сначала остается стабильным из-за увеличения экстракции кислорода в тканях (независимое от доставки потребление кислорода). В точке, где достигается максимально возможная экстракция кислорода в тканях, VО2 всем организмом и оксигенация в тканях начинают снижаться, и развивается метаболический (лактат) ацидоз (начинается зависимое от доставки потребление кислорода).
Критическая DО2 у анестезированных людей без ИК была определена на уровне примерно 330 мл х м2/ мин. Критическая величина DО2 во время ИК не была достоверно установлена. Некоторые исследователи установили уровень DО2, ниже которого VО2 начинала снижаться – критическая DО2 280-300 мл х м2/ мин. В то же время другие исследователи наблюдали прямую линейную зависимость между DО2 и VО2 во время ИК и не смогли определить критическую величину DО2.
Эффект ОСП, FiО2 и гематокрита на DО2 (и VО2) оценивали в нескольких исследованиях. У пациентов с гипотермическим ИК снижение ОСП до < 1,2 -1,5 л х м2/ мин приводило к снижению VО2, заставляя предполагать, что DО2 ухудшается при ОСП ниже этого уровня. В другой работе VО2 оставалось неизменным, когда DО2 достоверно снижалась при уменьшении ОСП до 1,2 л х м2/ мин.
Увеличение FiО2 должно улучшать DО2 во время и после ИК, но влияние 100% FiО2 на содержание кислорода в тканях менее определенное. Имеются исследования, показывающие как улучшение, так и ухудшение напряжения кислорода в скелетных мышцах при гипероксии.
Аналогично гемотрансфузия будет увеличивать системную DО2, но может не увеличить оксигенацию на тканевом уровне. Изменения в консервированной донорской крови, включающие снижение деформируемости мембран эритроцитов и уровень 2,3-дифосфогицерата, могут влиять на неспособность гемотрансфузии улучшить тканевую оксигенацию.
Минимальный уровень гематокрита, который может поддерживать DО2 и VО2 всего организма, в настоящее время не определен. У пациентов низкого риска с АКШ гемодилюция до гематокрита 20% во время нормотермического ИК не ухудшает DО2 (DО2 поддерживалось на уровне выше «критического» 330 мл х м2/ мин) и не ухудшает результаты. В исследовании на собаках с нормотермическим ИК DО2 и VО2 поддерживались при гематокрите между 39 и 25%, а достоверное снижение обоих показателей отмечалось при гематокрите лишь ниже 18%.
Поддержание достаточной для всего организма DО2 не гарантирует, что DО2 достаточна для всех органов и тканей. Имеются работы по оценке орган-специфической DО2 во время ИК. Во время нормотермического ИК у свиней DО2 в мозге поддерживалась на базовом уровне при ОСП от 2,3 до 1,4 л х м2/ мин, в то же время достоверно снижалась DО2 в почках, поджелудочной железе, мышцах при всех вариантах ОСП. Эти наблюдения заставляют предполагать, что DО2 в мозг может быть сохранена за счет DО2 в другие органы.
В сходной модели на животных достоверное снижение DО2 и увеличение VО2 в мезентериальном бассейне отмечалось во время 120 мин нормотермического ИК с ОСП 100 мл х м2/ мин. Снижение на 21% спланхнического DО2 отмечалось у пациентов во время умеренно гипотермического И К со стандартной ОСП 2,1-2,2 л х м2/ мин. Использование более высокой ОСП (> 2,4 л х м2/ мин) приводило к поддержанию DО2 на исходном уровне. В отличие от этого, J. С. Sicsic et al. наблюдали, используя лазерную флоуметрию, 50%-ное снижение кровотока в слизистой желудка, даже когда ОСП увеличивалась (2,5-2,7 л х м2/ мин) для поддержания DО2 на уровне до начала ИК.
В проспективном обсервационном исследовании М. Ranucci et al. исследовали связь между минимальной DО2, гематокритом, ОСП и развитием послеоперационной почечной дисфункции в когорте из 1 048 пациентов с АКШ. Лучшим предиктором для острой почечной недостаточности и пикового послеоперационного уровня креатинина была минимальная DО2 во время ИК с критическим уровнем 272 мл х м2/ мин. Авторы делают вывод, что целевой уровень DО2 выше, чем критический порог, является более важным для сохранения органной функции, чем целевой гематокрит или ОСП. Более того, их данные демонстрируют, что повреждение органов может быть предотвращено во время выраженной гемодилюционной анемии увеличением ОСП таким образом. ОСП должна адаптироваться по уровню гематокрита.
DО2 и VCО2 анализировали в двухцентровом исследовании F. de Somer et al. на большой группе пациентов (359 пациентов). Возраст, диабет, реоперация, комбинированные операции, длительность ИК, количество единиц эритроцитарной массы, минимальная DО2, пиковая VCО2 и минимальное соотношение DО2/VCО2 ассоциировались с почечной недостаточностью и были включены в многофакторный анализ. После мультивариантного анализа и коррекции на прочие переменные минимальная DО2 < 262 мл х м2/ мин и минимальное соотношение DО2/VCО2 < 5,3 оставались независимо связаны с почечным повреждением 2-й стадии. Пациенты группы с минимальной DО2 (< 262 мл х м2/ мин) имели статистически значимо более высокую частоту острого повреждения почек, чем пациенты с более высокой DО2 (23,2 и 7,4%). В группе пациентов с гематокритом ниже 23,5% была более высокая частота острого повреждения почек 2-й стадии (18,5 и 9,4%). Также отмечена статистически значимая отрицательная корреляция минимальной DО2 с длительностью пребывания в реанимации и клинике.
При уровне DО2 ниже критического потребление кислорода не может поддерживать аэробную продукцию энергии, поэтому включается анаэробный механизм энергии в клетке. Как результат, начинает расти концентрация лактата, вызывая избыточное образование протонов, а нейтрализация избыточного количества протонов бикарбонатом ведет к увеличению VCО2. Этот механизм был определен в почечной ткани. При нормотермических условиях в экспериментах критический уровень DО2 составлял около 300 мл х м2/ мин.
В исследовании F. de Somer et al. критический уровень DО2 y пациентов в наркозе и поверхностной гипотермии был определен как 262 мл х м2/ мин, ниже которого функция почек начинала страдать.
Неадекватная доставка кислорода во время ИК может вести к гипоксическому повреждению почек, что демонстрируется связью низкого гематокрита во время перфузии и повреждением почек. Физиология и функция почек особенно сильно зависят от доставки кислорода. Даже при нормальных физиологических условиях перитубулярные капилляры питаются от эфферентных гломерулярных артерий, которые несут плохо оксигенированную кровь, что ведет к ренальной паренхимальной гипоксемии. Этот эффект особенно выражен на уровне почечной медуллы с уровнем рО2< 25 мм рт. ст..
Поэтому почки могут быть одним из первых органов-мишеней при глобальном снижении доставки кислорода. Исследования in vitro показывают, что некоторые высокочувствительные зоны почек склонны к ишемическому повреждению даже при минимальном снижении доставки кислорода.
Сниженное содержание кислорода в случае острой анемии обычно компенсируется увеличением сердечного выброса и снижением вязкости крови с увеличением микроциркуляции. Но в случае ИК ОСП в обычной клинической практике определяется площадью поверхности тела пациента и температурой, но не уровнем гематокрита. Целеориентированная стратегия является возможным ключом к улучшению результатов ИК.
Эффективная целеориентированная стратегия должна быть основана на подтвержденных, клинически достоверных показателях качества перфузии, таких как DО2. Поддержание адекватной доставки кислорода может уменьшить риск развития послеоперационного повреждения почек и других органов.
Пульсирующий/непульсирующий режим
Первые насосы, внедренные в клиническую практику в 1950-х годах, создавали непульсирующий поток. Отсутствие подходящих насосов с физиологическим пульсирующим кровотоком привело к повсеместному использованию непульсирующего ИК.
В дальнейшем развитие технологий сделало возможным использование пульсации во время ИК. Сторонники пульсирующего режима утверждают, что пульсирующий поток улучшает кровоснабжение главных органов и улучшает доставку кислорода на тканевом уровне. Противники отмечают, что пульсирующие насосы усложняют ИК, усиливают травму эритроцитов и тромбоцитов.
Несмотря на десятилетия интенсивных исследований, все еще продолжаются споры о пользе пульсирующей перфузии и ее влиянии на клинические результаты. Опубликовано более 150 работ, посвященных прямому сравнению пульсирующей и непульсирующей перфузии.
Рандомизированные исследования, результаты которых опубликованы, не имели адекватной силы для убедительных доказательств эффекта пульсирующего ИК на летальность. Проспективные исследования, вовлекавшие 316-1 820 пациентов, отмечали противоречивые результаты.
При пульсирующем ИК интрагоспитальная летальность снижалась или не менялась. Сходные результаты показаны при оценке органных дисфункций при использовании пульсирующего ИК. Почечный, мозговой и интестинальный кровоток и функции улучшались или оставались неизменными при использовании пульсирующего потока во время ИК. Исследования влияния пульсирующего режима на периоперационное воспаление также демонстрировали противоречивые данные: выделение медиаторов было изменено или оставалось неизменным.
Обзор публикаций о пульсирующем режиме ИК, основанный на принципах доказательной медицины, заключил, что данные являются противоречивыми и недостаточными для рекомендаций за или против пульсирующего режима для снижения летальности и осложнений.
Важным (хотя и косвенным) свидетельством отсутствия значимого влияния на клинические результаты пульсирующего режима ИК является большое и возрастающее с каждым годом количество пациентов с экстракорпоральной мембранной оксигенацией и системами длительной механической поддержки сердца (например, HeartMate, Heart Ware) с непульсирующими насосами, которые находятся на них неделями, месяцами и даже годами.
Оценка преимуществ и рисков пульсирующей перфузии затруднена множественными ограничениями в дизайне экспериментов во всех исследованиях, результаты которых опубликованы.
Во-первых, не имеется точного и общепринятого определения пульсирующего потока. Традиционно пульсовое давление используется для определения наличия пульсации. Однако получение нормальной кривой пульсового давления не гарантирует возникновения нормальной формы пульсового потока. Пульсация должна определяться по уровню гемодинамической энергии, так как дополнительная гидравлическая энергия требуется для создания пульсирующего потока и улучшения капиллярной перфузии. При идентичном пульсовом давлении разница в терминах дополнительной энергии между двумя различными пульсирующими насосами может достигать более 100%. Кроме того, гемодинамическая энергия от сегодняшних пульсирующих насосов достоверно ниже, чем нормальная физиологическая пульсация.
Во-вторых, передача волны давления-потока от пульсирующего насоса существенно изменяется другими компонентами контура ИК. Сопротивление при потоке крови через оксигенатор и аортальную канюлю может существенно влиять на качество пульсации. В дополнение к определению преимуществ пульсирующего ИК будущие клинические исследования должны попытаться стандартизировать компоненты контура (оксигенатор, канюли) и определение пульсации.
Оптимальная перфузия
В настоящее время не существует общепринятого определения оптимальной перфузии. Имеется множество определений качества перфузии, начинающихся от минимально приемлемой, достаточной и адекватной и доходящих до оптимальной и максимальной.
ИК может быть определено как минимально приемлемое, если пациент выживает без жизнеугрожающих осложнений или сохраняющейся органной дисфункции. На это определение влияют длительность отслеживания выживания и тщательность оценки функций органов.
Оценка неврологического исхода является хорошим примером сложности, связанной с определением качества. Интенсивность неврологической оценки может варьировать от краткого опроса врачом после операции до обследования неврологом, проведения целой батареи нейропсихологических тестов или сканирования мозга на МРТ. И количество неврологических осложнений будет прогрессивно выше при более интенсивных и чувствительных тестах. С другой стороны, если это не беспокоит пациента и/или его семью, то разве это имеет реальное значение?
Главная цель медицины сегодня – долговременное выживание с хорошим качеством жизни и здоровья, а не просто госпитальная выживаемость и отсутствие тяжелых органных дисфункций. Поэтому перфузия должна определяться как оптимальная, если ведет к наилучшему долговременному исходу для пациента, в терминах выживаемости и функционирования всех органов и систем (особенно мозга, легких, почек, сердца, печени и желудочно-кишечного тракта).
Оптимальная перфузия должна вести к минимальной активации системного воспаления, коагуляции, эндокринной системы, к сохранению гомеостаза, к наименьшим осложнениям и нарушениям органных функций, а также к быстрейшему восстановлению (кратчайшее время ИВЛ, пребывания в реанимации и в клинике, быстрейшее возвращение к привычной активности пациента).
Заключение
В настоящее время имеются ограниченные данные для строгих доказательных рекомендаций по проведению ИК, по некоторым аспектам они отсутствуют. Кардиохирургическим центрам следует отслеживать публикуемые данные и соотносить собственную практику с имеющимися доказательствами пользы/риска для достижения наилучших клинических результатов. Большинство осложнений, связанных с ИК, имеет множественные причины, включая дооперационные (к примеру, сопутствующие заболевания, анемия и т. д.) и интраоперационные факторы (например, гемодилюция, температура, длительность и сложность операции и прочие), и необходим мультидисциплинарный подход к решению этих проблем.
Необходимы дополнительные высококачественные рандомизированные проспективные исследования для критической оценки аспектов ИК, не основанных на принципах доказательной медицины. В этих исследованиях должны исчерпывающе отмечаться все параметры контура и техники ИК для последующей стандартизации и оценки результатов.
И. А. Корнилов, Д. Н. Пономарев, В. А. Шмырев,
А. А. Скопец, Ю. С. Синельников, В. В. Ломиворотов
2016 г.