Введение к работе
Актуальность темы исследования. Количество ежегодно выполняемых операций по поводу ВПС во всём мире и в России в частности неуклонно возрастает Вместе с этим увеличивается число оперативных вмешательств у детей со сложными ВПС, выполняемых в период новорожденное Улучшение результатов хирургического лечения детей с врождёнными пороками сердца во многом связано с усовершенствованием методики анестезиологического обеспечения операций, расширением возможностей искусственного кровообращения и профилактикой осложнений, связанных с применеішем этого метода [Меньшугин ИН 1998, Старк И 1997,GaynorJW 2001, BoodhwaniM 2006, Williams G D 2006]
Перед анестезиологом и перфузиологом, обеспечивающим искусственное кровообращение у ребёнка, в первую очередь встает проблема нарушения гемогид-робаланса и его коррекции Причины нарушений следующие значительное несоответствие между первичным объемом заполнения контура аппарата искусственного кровообращения и объемом циркулирующей крови ребенка, вынужденная необходимость использования трансфузионных сред, физиологическая гидрофильность тканей детского организма, несовершенная функция почек, применение гемодилю-ции и гипотермии, отсутствие полной биосовместимости материалов экстракорпорального контура и крови больного Все это приводит к активации ферментативных каскадов, развитию синдрома повышенного "капиллярного пропотевания" и тканевой гипергидратации [Меньшугин И Н 1998, Dittnch S 2004, Elliott М G 1993, Joumrns D 1995, Michelle S С 2004, Naik S К 1993]
Из существующих методов коррекции синдрома гипергидратации наиболее эффективным, по мнению ряда авторов является ультрафильтрация крови [Осипов В П 1992, Ярустовский М Б 1998, Elliott 1993, Gaynor J W 2001, Journois D 1994, Naik S К 1994, Williams GD 2006]
В настоящее время эффективность воздействия МУФ на детский организм широко изучается Опубликовано много работ, показывающих высокую эффективность этой процедуры в плане снижения тканевых отеков [Пак 1999, Ad 1997 Gaynor J W 2001] Отмечены такие положительные эффекты МУФ как повышение артериального давления, гемоконцентрация, повышение онкотического давления плазмы, изучена динамика некоторых биохимических показателей, уровня медиаторов воспаления, миокардиодепрессивных факторов [Ярустовский 98, Blanchard N 2000, Dittnch S 2004, Gaynor J W 2001] Последние исследования в этой области посвещаны сравнительным оценкам различных методик ультрафильтрации [Williams G D 2006] оценке мозгового кровотока при проведении процедуры [Rodriguez R А 2005], влиянию методики на смертность после кардиохирургических операций [Rodriguez RA 2005] Публикуемые обзорные статьи доказывают, что применение ультрафильтрации как в детской, так и во взрослой кардиохирургии существенно снижает необходимость в использовании трансфузионных сред [Boodhwani М. 2006]
Нам представилось интересным улучшить методику МУФ и оценить её эффективность в комплексе анестезиологического обеспечения детских кардиохирургических операций, тем самым дополнить имеющиеся данные об эффектах, которые оказывает МУФ на детский организм и течение анестезии
Цель исследования
Усовершенствовать методику модифицированной ультрафильтрации крови как компонента искусственного кровообращения во время кардиохирургических операций у детей и оценить её влияние на течение анестезии, гомеостаз и клинические показатели
Задачи
Сравнить предложенную нами методику МУФ крови (патент на изобретение за №> 2190428 от 10 10 2002) с методикой Elliott М J
Изучить влияние нового метода модифицированной ультрафильтрации крови на периоперационную центральную гемодинамику и биомеханику дыхания
Исследовать фармакокинетику фентанила при проведении модифицированной ультрафильтрации крови по нашей методике и на основании полученных данных оптимизировать тактику анестезиологического пособия
Оценить влияние разработанной методики модифицированной ультрафильтрации крови на биохимические и клинические показатели в постперфузион-ном периоде
Научная новизна
Разработан новый способ модифицированной ультрафильтрации крови как компонент искусственного кровообращения в детской кардиохирургии
Изучено влияние нашей методики модифицированной ультрафильтрации крови на показатели интраоперационной центральной гемодинамики и морфо-функциональное состояние миокарда.
Изучено влияние предложенной методики модифицированной ультрафильтрации крови на показатели биомеханики дыхания и газового состава крови у детей
Впервые изучено влияние методики модифицированной ультрафильтрации крови на интраоперационную фармакокинетику фентанила.
Изучено влияние разработанной методики модифицированной ультрафильтрации крови на показатели кислотно-основного состояния организма и гемостаз
Отличие полученных новых научных результатов от данных результатов, полученных другими авторами
В отличие от методики модифицированной ультрафильтрации крови, предложенной Naik S R end Elliott М J в 1991г, предложенная нами методика не требует дополнительной канюляции правого предсердия Удаление жидкости может проводиться в течение всей перфузии, а продолжительность процедуры после остановки искусственного кровообращения короче по времени на 45,4% Патент на изобретение за № 2190428 от 10 10 2002
О факте повышения артериального давления к моменту окончания модифицированной ультрафильтрации говорилось еще в работах Elliott 1994г, Ярустовско-
го 1998г Davies 1998г и Blanchard 2000г, оценивая эхокардиографическую картину, отмечали улучшение систолической функции миокарда левого желудочка. В отличии от указанных данных, при комплексном исследовании гемодинамики нами впервые было установлено положительное влияние предложенной методики модифицированной ультрафильтрации на общее легочное и периферическое сопротивление, диастолическую функцию миокарда. Отмечено снижение массы миокарда левого желудочка и нормализация морфологической картины после проведения процедуры
Относительно биомеханики дыхания в литературе нам встретились работы Николаенко 1996г и Козлова 1997г, в которых авторы отмечают, что проведение искусственного кровообращения у взрослых ухудшает лёгочный комплайнс, повышает сопротивление дыхательных путей, ведет к формированию дис- и ателектазов, ухудшает легочную вентиляцию и газообмен Нами впервые проведены подобные исследования у детей, оперированных на открытом сердце, показано положительное влияние предложенной методики модифицированной ультрафильтрации на показатели биомеханики дыхания и газообмен
В литературе мы обнаружили единственное сообщение Hcxlges и соавт 1994г, которые исследовали плазменные концентрации фентанила у новорожденных, оперированных в условиях искусственного кровообращения В отличии от нас, они использовали для анестезии значительно большие дозы фентанила и удаляли меньшие объёмы ультрафильтрата. Поэтому они не получили достоверного снижения плазменных концентраций этого препарата после проведения модифицированной ультрафильтрации В своём исследовании мы показали, что 28% плазменной концентрации фентанила подвергается фильтрации, препарат определяется в ультрафильтрате и его концентрация в крови существенно снижается после проведения ультрафильтрации у нашей категории пациентов
В проведенном исследовании мы показали, что в процессе проведения модифицированной ультрафильтрации происходит элиминация из крови бикарбонат-ного буфера, что ведёт к нарастанию компенсированного метаболического ацидоза и требует соответствующей коррекции Сведений в доступной литературе по поводу исследования кислотно-основного состояния у детей, оперированных в условиях искусственного кровообращения и модифицированной ультрафильтрации нам обнаружить не удалось
Практическая значимость
Теоретически обоснована целесообразность усовершенствования методики модифицированной ультрафильтрации крови как компонента анестезии и перфузии во время кардиохирургических операций на открытом сердце у детей Подтверждена клиническая эффективность предложенной методики модифицированной ультрафильтрации крови, её благоприятное влияние на показатели интраопераци-онной гемодинамики, внешнего дыхания, гомеостаза и клинический исход операции Разработана тактика анестезии и перфузии, адаптированная к новому методу
модифицированной ультрафильтрации крови во время кардиохирургических операций на открытом сердце у детей.
Достоверность выводов и рекомендаций
Выводы и рекомендации основаны на результатах, обработанных современными статистическими программами. Проведён анализ данных 69 пациентов, 44 из которых выполнена процедура модифицированной ультрафильтрации крови, что является свидетельством достоверности выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе. Все выводы и рекомендации были опубликованы в реферируемых изданиях и не получили критических замечаний.
Краткая характеристика клинического материала (объекта исследования) и научных методов исследования
В своей работе для решения поставленных задач мы изучили течение ин-траоперационного периода у 69 детей с врождёнными септальными дефектами, оперированных в условиях ИК в отделе сердечно-сосудистой хирургии ГУ НИИ кардиологии ТНЦ СО РАМН в период с 1998 по 2004 год.
Рис. 1. Схема модифицированной ультрафильтрации по Nike and Elliott (1991 г.)
Все оперированные дети разбиты на 2 группы. Критерием разделения на группы явилось проведение процедуры модифицированной ультрафильтрации. В контрольной группе (п=25) оперативное вмешательство не включало процедуру ультрафильтрации. Пациенты основной группы (п=44) были разделены на 2 подгруппы. В подгруппе 1 (п=15) на начальном этапе исследования модифицированную ультрафильтрацию проводили по схеме, предложенной Elliott M.J (рис. 1). В подгруппе 2 (п=29) использовали разработанную нами схему (рис. 2).
Рис. 2. Схема модифицированной ультрафильтрации крови, разработанная в ОССХ НИИ кардиологии (Авторское свидетельство № 2190428 от 10.10.2002 г.)
Возрасг прооперированных детей в основной группе составил 2,7 (2,0;3,9) года, масса тела 11 (10,5;14,0) кг. Пациентов мужского пола - 15 детей, женского пола- 19 детей. В контрольной группе возраст составил 2,5 (2,0;4,0) года, масса тела 12 (11,1;13,3) кг. Пациентов мужского пола - 10 детей, женского - 15 детей. Пациенты бьши сопоставимы по характеру и тяжести порока, времени искусственного кровообращения, имели стандартный протокол анестезиологического пособия и перфузии.
Полученный в ходе исследования материал обработан с применением интегрированной системы статистического анализа и обработки результатов STATISTICAL 5.0. фирмы Stat Soft Inc., USA, 1984-95. Нормальность распределения оценивали с использованием Shapiro-Wilk W-статистики при п<50. Оценку статистической достоверности проводили с помощью Т test Wilcoxon, U test Mann-Whitney, критерий x'. Результаты представлены как Me (25;75).
Использованное оснащение, оборудование и аппаратура
В ходе работы в интраоперационном периоде изучали параметры центральной гемодинамики с помощью мониторных комплексов SIEMENS SC 9000 XL (Германия). Минутный объём крови и структурно-функциональные показатели миокарда определяли с помощью чреепищеводной эхокардиографии на ультразвуковой системе Aloka SSD-2200 Vario View (Япония) с использованием мультипла-нового чреспищеводкого датчика частотой 5 МГц. Показатели биомеханики дыхания исследовали с помощью микропроцессорного вентилятора фирмы «Puritan Bennett 7200». Изучение концентрации фентанила в крови и ультрафильтрате проводили на совместимом с IBM компьютером автоматическом автоанализаторе
ТА-1 производства фирмы «Техноаналит» при Томском Политехническом Университете Биохимический гомеостаз оценивали на газо-электролитном анализаторе Stat profile 5 фирмы NOVA Biomedical (США) Применяли также биохимические методы исследования крови и ее свертывающей системы
Личный вклад автора в получении новых научных результатов данного исследования
Автор принимал непосредственное участие в проведении анестезиологического пособия или искусственного кровообращения у подавляющею большинства пациентов, включенных в материал исследования Соискатель самостоятельно проводил исследование показателей центральной гемодинамики, биомеханики дыхания, кислотно-основного состояния, оценивал клиническое течение постперфузи-онного периода Полученные данные были им статистически обработаны и проанализированы
Выражаю особую благодарность и признательность доктору медицинских наук Киселеву Валерию Олеговичу за консультативную помощь в подготовке и выполнении диссертационной работы
Апробация работы и публикации по теме диссертации
Основные положения, выводы и практические рекомендации доложены на Второй ежегодной научной сессии НЦ ССХ им Бакулева с Всероссийской конференцией молодых ученых (Москва, 1998г), Четвертом Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 1998г), Десятом Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2004г), Юбилейной конференции, посвященной памяти академика РАМН Е Н Мешалкина (Новосибирск, 2006г), Двенадцатом Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 2006г) и опубликованы в центральной научно-медицинской литературе
По теме диссертации опубликовано 11 научных работ, из них в журналах и изданиях, рекомендованных в перечне ВАК - 1 статья и 7 тезисов Получен Патент на изобретение
Внедрение результатов исследования
Предложенная методика модифицированной ультрафильтрации крови после проведения искусственного кровообращения у больных врожденными пороками сердца внедрена в кардиохирургическом отделении ГУ Приморской краевой клинической больницы №1 (г Владивосток) (акт внедрения №43 от 16 01 2007) и в Отделе сердечно-сосудистой хирургии Республиканской больницы №1-НЦМ МЗ PC (Я) г Якутск (акт внедрения № 2 от 10 01 2007)
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа оформлена в виде специально подготовленной рукописи, изложена на 139 страницах Текст оформлен в соответствии с требованиями к работам, направляемым в печать Работа состоит из введения, 6-ти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы, содержит 26 таблиц, 15 рисунков В списке литературы приведено 222 источника (из них 139 зарубежных)
Основные положения, выносимые на защиту
Проведение процедуры МУФ крови по разработанной методике у детей, оперированных в условиях ИК, снижает отёк миокарда, нормализует его морфо-функциональное состояние, благоприятно влияет на показатели центральной и периферической гемодинамики Вместе с этим достоверно улучшается динамика показателей биомеханики дыхания и газового состава крови, связанных с накоплением жидкости и интерстициальным отёком легких
В ходе проведения процедуры МУФ по нашей методике фентанил подвергается ультрафильтрации, однако это не оказывает отрицательного влияния на течение анестезии и центральную гемодинамику В тоже время изменение кислотно-основного состояния крови в сторону компенсированного метаболического ацидоза требует соответствующей коррекции
Использование процедуры МУФ по представленной методике улучшает клиническое течение интраоперационного периода у детей, оперированных в условиях ИК
