Введение к работе
Актуальность проблемы. Кардиореспираторные нарушения (КРН) и гипоксия являются наиболее частыми осложнениями у больных в ближайшем периоде после операции на открытом сердце. При этом высок риск постгипоксических осложнений, что является следствием не только недостаточной эффективности кардиальной и респираторной поддержки больных, но и результатом недооценки выраженности первичных нарушений и обусловленных ими системных нарушений кислородного транспорта. До настоящего времени не существует надежных критериев для выявления ранних форм гипоксии. Клинические признаки гипоксии (особенно в условиях ИВЛ и медикаментозного сна) нередко бывают стертыми, а газы венозной крови, которым придается большое диагностическое значение, могут быть нормальными даже при выраженном дефиците 02. Не обнаруживается также надежной корреляции гипоксии с содержанием лактата крови. Поскольку в основе гипоксии любой этиологии лежит несоответствиедоставки Ог метаболическим потребностям организма, то естественно возникает вопрос: а сколько вообще нужно Ог больному, чтобы не допустить развития гипоксии? Согласно традиционному подходу такая задача решается посредством нормирования показателей дыхания и кровообращения. Однако кажется очевидным, что варианты нормы для основных показателей столь сложной, многокомпонентной системы могут находиться в широком интервале значений, что прямо зависит от функциональной активности всех звеньев карднорес-пираторной системы (КРС). Следовательно принцип жесткого нормирования отдельных показателей, являющихся переменными функциями в общей системе переноса Ог, вступает в противоречие с основным законом любого физиологического процесса, характеризующегося широким диапазоном регулирования функции. Этот диапазон отражает резервы организма. На его основе осуществляются реакции компенсации первично нарушенной функции. В этой связи поиск критериев гипоксии должен осуществляться посредством анализа состояния всей КРС в целом.
Ряд принципиально важных вопросов, связанных с оценкой отдельных функций КРС, также нуждается в уточнении и дальнейшей разработке. Это связано с тем, что эффективность, например, легочного газообмена определяется нетолько состоянием внешнего дыхания, ной влиянием различных внелегочных факторов — насосной функции сердца, объема циркулирующей крови, кислородосвязывающей функции гемоглобина и др. Это правомерно и в отношении кровообращения, состояние которого в значительной мере определяется газовым составом артериальной крови. Все названные факторы могут оказывать существенное влияние на исследуемую функцию, сглаживать выраженность ее изменения и снижать точность диагностики. Определенную роль в этом играет и кислородотранспортная функция (КТФ) крови, которая посредством соответствующих сдвигов КДО может компенсировать КРН, либо
усиливать их выраженность. Поэтому важной предпосылкой в достижении точной диагностики послеоперационных осложнений является изучение патофизиологических аспектов сопряженной регуляции КРС, как единой системы переноса Ог.
Операционная травма и стресс повышают метаболические потребности организма, а следовательно и требования, предъявляемые к КРС. При низких кардиореспираторных резервах даже умеренно выраженные нарушения отдельной функции могут способствовать в подобной ситуации развитию дефицита 02, явлений системной гипоксии и полиорганных нарушений. Возникает необходимость как можно более ранней и эффективной коррекции кислородного гомеостаза. При этом лечебные мероприятия должны определяться на основе анализа конкретных механизмов развития нарушений. Однако в целом ряде случаев общепринятые подходы не приводят к удовлетворительным результатам, что обусловлено различной реакцией гемодинамики на лечебное воздействие. В этой связи необходимым условием в достижении хорошего терапевтического эффекта является систематическое изучение вариантов изменения гемодинамики и кислородного гомеостаза в ответ на лечение, а также исследование обусловливающих их патофизиологических механизмов, которые нужно учитывать при интенсивной терапии кардио-хирургических больных.
Цель работы. Изучить патофизиологические аспекты сопряженной регуляции дыхания, кровообращения, кислородотранспортной функции крови и метаболизма у больных в ближайшем периоде после операций на открытом сердце и на основе полученных данных разработать вопросы диагностики и лечения кардиореспираторных нарушений.
Задачи исследования.
-
Изучить динамику легочного и системного кровообращения в зависимости от газового состава артериальной крови у больных с острой дыхательной недостаточностью (ОДН) и при изменении легочной вентиляции.
-
Исследовать влияние СОг (как медиатора дыхания и кровообращения) на кардиореспираторную систему.
-
Изучать закономерности регуляции КТФ крови при неосложнен-ном течении послеоперационного периода, а также у больных с недостаточностью дыхания и кровообращения.
4. Исследовать информативность показателя внутрилегочного
шунтирования (ВШ) и, в частности, влияние на результаты его оценки
легочного газообмена, а также различных внелегочных факторов; разра
ботать более эффективный способ оценки оксигенирующей функции
легких.
5. Изучить закономерности изменения гемодинамики в условиях
объемного теста (ОТ) и дозированной гиперкапнии (ДГК), предложить
критерии для выявления наиболее ранних стадий объемной перегрузки
миокарда, а также разработать метод послеоперационной диагностики
нарушений кровообращения.
-
Разработать способ оценки состояния кислородного гомеостаза (КГ) и определения дефицита Ог как наиболее раннего критерия гипоксии, а также принципы и подходы к коррекции системных нарушений кислородного транспорта.
-
Исследовать варианты изменения гемодинамики и КГ при интенсивной терапии кардиохирургических больных и на этой основе систематизировать и усовершенствовать рекомендации по лечению послеоперационных острых нарушений кровообращения (ОНК).
Научная новизна. Выявлены основные закономерности сопряженной регуляции КРС у больных с послеоперационными осложнениями в системе дыхания и кровообращения. Изменения гемодинамики при развитии ОДН и нарушении вентиляционной функции легких определялись не только выраженностью артериальной птоксемии и уровнем раСОг, но также исходным состоянием насосной функции сердца, сосудистого русла большого и малого круга кровообращения, ОЦК, степенью активности автономной нервной системы, соотношением периферических и центральных механизмов действия птоксемии и СОг.
Показана роль СОг в согласовании функциональной активности кровообращения и дыхания. СОг оказывает стимулирующее действие на гемодинамику, оптимизирует перенос Ог в легких, увеличивает кар-днореспираторную доставку Ог, сдвигает КДО венозной крови вправо и снижает метаболические потребности организма. Все это обусловливает улучшение КГ, а при некоторых типах кардиореспираторных нарушений (в том числе при гипоксии внекардиального генеза) — его эффективную коррекцию. Показана целесообразность расширения у больных диапазона допустимых значений раСОг в соответствии с его оптимальным влиянием на гемодинамику и кислородный гомеостаз.
Выявлены закономерности регуляции КТФ крови у кардиохирургических больных. Обнаружены дополнительные сдвиги КДО при кардиореспираторных нарушениях, независимые от эффекта Бора и концентрация 2,3-ДФГ эритроцитов. Сдвиги артериального и венозного сегментов кривой изменяют форму КДО, имеют компенсаторную природу и сглаживают выраженность кардиореспираторных нарушений.
Обнаружено, что одним из оперативных механизмов компенсации дефицита кислорода является уменьшение общего уровня метаболизма (ПОг) в ответ на снижение кардиореспираторной доставки Ог. Этот механизм реализуется на ранней стадии гипоксии, когда еще нет признаков нарушения газового состава венозной крови. Снижение метаболизма является, таким образом, наиболее ранним критерием гипоксии.
Вскрыто физиологическое содержание показателя внутрилегочного шунтирования (ВШ). На результаты его оценки влияет не только состояние легочного газообмена, но и такие параметры, как величина сердечного выброса (СВ), концентрация НЬ, коэффициент утилизации Ог и другие внелегочные факторы, что снижает диагностическую значимость показателя ВШ. Впервые на основе клинических данных построены изо-выбросные и изошунтные кривые, с помощью которых найдены количественные закономерности измєнснеія шунтирования в зависимости от
эффективности переноса Ог через альвеолярно-капиллярную мембрану и сдвигов КДО артериальной крови.
Выявлены механизмы регуляции кровообращения в условиях объемной нагрузки. Преднагрузка желудочков сердца является компонентом его постнагрузки. Величина преднагрузки, при которой достигается максимальная производительность левого желудочка, прямо зависит от состояния сократительной функции миокарда и обратно — от его диас-толической растяжимости. Действие этих факторов аддитивно. Полученные результаты дают ключ к правильной трактовке кривой функции левого желудочка и являются основой для диагностического заключения о состоянии насосной функции сердца.
Впервые систематизированы варианты изменения гемодинамики и КГ при лечении ОНК. Вскрыты патофизиологические механизмы этих изменений. Показано, что в основе различных реакций гемодинамики лежит индивидуальная чувствительность больных к воздействию лечебных факторов, различное состояние насосной функции правых и левых отделов сердца, уровень волемии и тонуса системного и легочного сосудистого русла, рефлекторные влияния механизмов регуляции кровообращения, модулирующие ответ гемодинамики на лечебное воздействие и другие.
Практическая значимость. На основе модели Сиггарда—Андерсена выполнена номограмма, с помощью которой можно определять положение артериального и венозного сегментов КДО, не прибегая к трудоемким и малодоступным для клиники исследованиям. Информация о КДО необходима для уточнения выраженности недостаточности дыхания и кровообращения, а также для осуществления контроля за эффективностью корригирующей терапии у бальных с гипоксией "сродства".
Разработан способ оценки эффективности легочной оксигенации и, в частности, определения фракции венозного примешивания (внутриле-гочного шунтирования) по данным пробы артериальной или капиллярной крови. Данный способ повышает точность диагностики нарушений легочного газообмена, так как в нем сведено к минимуму влияние внеле-гочных факторов на результаты оценки шунтирования. Кроме того он не сопряжен с необходимостью выполнения сложных манипуляций по взятию проб смешанной венозной крови.
Показана необходимость дифференцирования первичных нарушений кровообращения от изменений гемодинамики, обусловленных влиянием внекардиальных факторов и прежде всего дыхательной недостаточности, которая может оказывать депрессивное действие на миокард и вызвать развитие сердечной недостаточности. Выраженность первичных нарушений кровообращения может наоборот сглаживаться при гипер-капнии. Полученные результаты имеют важное значение и предполагают коррекцию изменений легочного газообмена в качестве первоочередного лечебно-диагностического мероприятия.
Выполнена модификация объемной нагрузки в виде серийно-объемного теста (СОТ), которая дает возможность получать более полную и физиологически обоснованную информацию о состоянии насосной функции сердца. Предложены критерии объемной перегрузки миокарда.
Наиболее ранним из них в процессе инфузии жидкости является периферическая вазодилятация. Разработан новый способ диагностики ОНК, включая оценку волемнн сосудистого русла и функциональных резервов миокарда. Применение СОТ и нового алгоритма диагностики способствовало выявлению больных, у которых недостаточность кровообращения (НК) обусловлена преимущественно нарушением диастолической функции миокарда (его стресс-релаксацией и стресс-напряжением). Полученные результаты имеют важное значение для оптимизации объема инфузируемой больному жидкости и своевременного перехода к инот-ропной поддержке миокарда или коррекции его диастолической функции при лечении НК.
Показана недостаточная эффективность оценки состояния больных, основанной только на нормативных значениях показателей дыхания и кровообращения. Неотъемлемым компонентом мониторинга при интенсивном наблюдении и лечении больных должны быть также показатели системного транспорта кислорода: сопоставление динамики изменения П02 со значениями SChv, pv02 и коэффициентом утилизации Ог характеризует степень напряженности КРС_в целом. Разработана и клинически апробирована номограмма "SChv — ПО2" для первичной оценки кислородного гомеостаза. В условиях применения диагностических тестов данная номограмма позволяет определять кардиореспира-торные резервы и величину дефицита Ог.
Разработанные методы диагностики применяются в повседневной клинической практике и дают достаточно полную информацию о состоянии дыхания, кровообращения и метаболизма как единой системы транспорта 02. На основе проведенных исследований разработаны патогенетически обоснованные рекомендации по коррекции системных нарушений кислородного транспорта у больных с ОДН, постгеморрагической анемией, гипоксией "сродства" и другими внекардиальными осложнениями, а также усовершенствованы и систематизированы подходы к лечению послеоперационных расстройств кровообращения..
Реализация работы. Основные положения диссертации используются в практике отделений реанимации и интенсивной терапии НЦХ РАМН и анестезиологии и реанимации КНЦ РАМН. Выдан патент на изобретение способа диагностики функционального состояния кровообращения.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всесоюзной конференции "Автоматизация научных исследований на основе применения ЭВМ" (Новосибирск, 1979), II Всесоюзном съезде анестезиологов и реаниматологов (Красноярск, 1981), II Всесоюзной конференции "Кровообращение, метаболизм и функция органов при реконструктивных операциях" (Ереван, 1981), Всесоюзной конференции "Теоретические и клинические аспекты патологии дыхания" (Куйбышев, 1983), 5-й научно-практической конференции анестезиологов и реаниматологов Казахстана (Алма-Ата, 1984), выездной сессии Проблемной комиссии по анестезиологии и реаниматологии МЗ СССР (Петрозаводск, 1985), XXXI Всесоюзном съезде хирургов (Ташкент, 1986), IV Всесоюз-
ном съезде кардиологов (Москва, 1986), II Республиканской конференции анестезиологов и реаниматологов Таджикистана (Душанбе, 1987), расширенном пленуме Проблемной комиссии АМН СССР "Дыхательная недостаточность, ее диагностика и лечение" (Куйбышев, 1988), IV Всесоюзной конференции "Кровоснабжение, метаболизм и функция органов при реконструктивных операциях" (Ереван, 1989), IV съезде анестезиологов и реаниматологов (Одесса, 1989), XI научно-практической конференции "Актуальные вопросы экспериментальной, клинической и профилактической медицины" (Волгоград, 1989), Московском научном обществе анестезиологов-реаниматологов (1991), научной конференции кафедры анестезиологии и реаниматологии Учебно-научного центра Медицинского Центра при правительстве РФ (Москва, 1991), объединенных научных конференциях отделов реанимации, анестезиологии, хирургии сердца, клинической физиологии, лаборатории экспресс-диагностики и лаборатории искусственного кровообращения НЦХ РАМН (1986, 1989, 1992), научной сессии КНЦ РАМН "Сердечная недостаточность" (Москва, 1993)'.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 научных работ.
Объем и структура работы. Диссертация написана в монографическом стиле на ... . страницах машинописного текста, содержит .... рисунков и . . . . таблиц, состоит из введения, .... глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы (. . . . источников, из них .... отечественных и .... зарубежных авторов).
