Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения (обзор литературы) 20
1.1. Особенности кардиохирургических операций, выполняемых в условиях искусственного кровообращения 20
1.2. Современные представления о механизмах повреждения головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения 23
1.3. Клиническая картина мозговой дисфункции после кардиохирургических операций в условиях искусственного кровообращения 26
1.4. Оценка интраоперационного состояния головного мозга в условиях искусственного кровообращения в кардиохирургической практике и в эксперименте 29
1.5. Диагностика повреждения головного мозга и мозговой дисфункции после кардиохирургических операций 37
1.6. Защита головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения 39
1.6.1. Нефармакологические способы церебропротекции 41
1.6.2. Особенности защиты головного мозга при операциях на грудной аорте 45
1.6.3. Фармакологические способы церебропротекции 48
Глава 2. Материалы и методы исследования 53
2.1. Общие методологические принципы 53
2.2. Методы экспериментального исследования 54
2.2.1. Комплексная оценка состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения в эксперименте на лабораторных свиньях 55
2.2.2. Способ моделирования на лабораторных крысах нарушений церебральной гемодинамики при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения 59
2.2.3. Структурно-функциональная оценка состояния головного мозга у лабораторных крыс на модели интраоперационных нарушений церебральной гемодинамики в условиях искусственного кровообращения 61
2.3. Обследование пациентов при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения 66
2.3.1. Методы клинического обследования 75
2.3.1.1. Неврологическое обследование 76
2.3.1.2. Нейропсихологическое обследование 77
2.3.1.3. Оценка тревоги и депрессии 78
2.3.2. Лабораторное обследование 79
2.3.3. Дуплексное сканирование брахиоцефальных сосудов 80
2.3.4. Транскраниальная допплерография 80
2.3.5. Церебральная оксиметрия 82
2.3.6. Компьютерная томография головного мозга 82
2.3.7. Магнитно-резонансная томография головного мозга 82
2.4. Методы сохранения и статистического анализа полученных данных 83
Глава 3. Повреждение головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения в эксперименте на лабораторных свиньях 85
3.1. Результаты обследования животных в периоперационном периоде 85
3.2. Результаты патоморфологического исследования 86
3.2.1. Состояние нервной ткани при отсутствии дополнительных факторов интраоперационного нарушения церебральной гемодинамики 88
3.2.2. Состояние нервной ткани при наличии дополнительных факторов интраоперационного нарушения церебральной гемодинамики 92
Глава 4. Повреждение и защита головного мозга у лабораторных крыс на модели нарушений церебральной гемодинамики при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения 106
4.1. Летальность и неврологический статус 106
4.2. Состояние нейронов и нейроглии 108
4.3. Активность нейротрофических механизмов 113
4.4. Результаты патоморфологического исследования 118
Глава 5. Состояние головного мозга при операциях в условиях искусственного кровообращения и возможности его защиты в кардиохирургической практике 125
5.1. Результаты обследования пациентов до операций коронарного шунтирования 125
5.2. Мозговая дисфункция после операций коронарного шунтирования 128
5.3. Факторы, повышающие вероятность развития мозговой дисфункции после операций коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения 133
5.4. Возможности нефармакологической защиты головного мозга при операциях коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения 135
5.5. Эффективность и безопасность фармакологической защиты головного мозга при операциях коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения 136
5.6. Состояние головного мозга при операциях на грудной аорте в условиях искусственного кровообращения и селективной церебральной перфузии 137
5.7. Алгоритмы комплексной оценки состояния головного мозга при операциях на сердце и грудной аорте 147
Глава 6. Обсуждение результатов исследования 150
6.1. Комплексный подход к оценке состояния головного мозга на объектах различного уровня и их взаимодополняемость 151
6.2. Информативность экспериментальной модели интраоперационных нарушений церебральной гемодинамики в условиях искусственного кровообращения 154
6.3. Концепция многоэтапного повреждения головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения 156
6.4. Патогенетические варианты повреждения головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения 158
6.5. Изменение перфузии головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения как возможная причина активации программированной гибели клеток нервной ткани 161
6.6. Клинические типы послеоперационной мозговой дисфункции при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения 163
6.7. Предоперационные факторы, способствующие развитию мозговой дисфункции после операций коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения 170
6.8. Возможности защиты головного мозга и профилактики мозговой дисфункции при операциях коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения 171
6.8.1. Кардионеврологические методы защиты головного мозга 172
6.8.1.1. Алгоритмы комплексной оценки состояния головного мозга в кардиохирургической практике 173
6.8.1.2. Фармакологическая церебропротекция 176
6.8.2. Хирургические и перфузиологические методы защиты головного мозга 178
Заключение 181
Выводы 182
Практические рекомендации 185
Литература 187
Приложение 1 220
Приложение 2 221
Приложение 3 222
Приложение 4 223
Приложение 5 224
Приложение 6 225
- Оценка интраоперационного состояния головного мозга в условиях искусственного кровообращения в кардиохирургической практике и в эксперименте
- Состояние нервной ткани при наличии дополнительных факторов интраоперационного нарушения церебральной гемодинамики
- Состояние головного мозга при операциях на грудной аорте в условиях искусственного кровообращения и селективной церебральной перфузии
- Клинические типы послеоперационной мозговой дисфункции при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В настоящее время в Российской Федерации актуальность проблемы повреждения и защиты головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения возрастает в связи с увеличением количества операций на сердце и грудной аорте, риском повреждения нервной системы на любом из этапов операций, медицинским и социальным значением церебральных последствий кардиохирургических операций (Белов Ю.В. с соавт., 2004; Покровский А.В., 2004; Константинов Б.А. с соавт., 2006; Шевченко Ю.Д с соавт., 2006; Бокерия Л.А., Аракелян B.C., 2010).
За период 1997-2006 гг. в Российской Федерации количество кардиохирургических операций выросло в 3,2 раза (с 8523 до 27000), количество операций коронарного шунтирования - в 5,2 раза (с 2946 до 15379). В 2006 г. около 50-80% операций на сердце были выполнены в условиях искусственного кровообращения, что составило 19% от потребности (Ботнарь Ю.М., 2009). Дальнейшему увеличению количества операций способствовала реализация федеральной программы по совершенствованию медицинской помощи пациентам с сосудистыми заболеваниями в рамках приоритетного национального проекта "Здоровье" и создание обширной сети сосудистых центров на территории Российской Федерации. В г. Санкт-Петербурге объем оказания кардиохирургической помощи в 2001 г. составил немногим более 1500 операций, в 2006 г. - около 2500 операций, в 2010 г. -4382 операции на открытом сердце (РезниковаИ.С. с соавт., 2013). При различных кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения частота мозговых инсультов составляет 1-8%, делирия - 7-10%, когнитивных нарушений через 1 мес после операции - 30-80%, через 3-6 мес - 10-60% (Hogue C.W. et al., 2006; Selim M., 2007; Gottesman R.F. et al., 2010).
При операциях коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения медицинское и социальное значение церебральных последствий определяют прежде всего мозговой инсульт, развивающийся в 1,4-3,8% случаев и повышающий риск летального исхода в 10 раз (Roach G.W. et al, 1996; Selim M, 2007), а также делирий, возникающий после менее 10% операций и увеличивающий вероятность отдаленного летального исхода (Gottesman R.F. et al, 2010; Rudolph J.L. et al, 2010).
При реконструктивных операциях на грудной аорте в условиях искусственного кровообращения повреждение головного мозга развивается в 2-40% случаев и остается основной причиной осложнений, летальных исходов, отдаленных последствий этих операций (Белов Ю.В. с соавт, 2004; Захаров С.Л, 2010; Бирагов З.И, 2011; Kucuker S.A. et al, 2005).
Таким образом, значимость и важность настоящего исследования определяется необходимостью улучшения профилактики церебральных
последствий кардиохирургических операций в условиях искусственного кровообращения.
Степень разработанности темы исследования. Профилактика послеоперационной мозговой дисфункции является одной из приоритетных задач по улучшению исходов кардиохирургических операций в условиях искусственного кровообращения. Исследования по данной проблеме в большинстве случаев являются клиническими и посвящены изучению отдельных типов церебральных последствий операций на сердце и грудной аорте (Шевченко Ю.Л. с соавт., 1997; Бокерия Л.А. с соавт., 2008; Willner А.Е., Rabiner C.J., 1979; Juolasmaa A. et al, 1981; Shaw P.J. et al., 1987; Gao L. et al., 2005; Seines O.A., McKhann G.M., 2005; Cronberg T. et al., 2009; Funder K.S. et al., 2009; Gottesman R.F. et al., 2010; Rudolph J.L. et al., 2010). Ряд авторов предлагают систематизацию церебральных последствий кардиохирургических операций по клиническому принципу (Shaw P.J., 1993; Roach G.W. et al., 1996). Однако к настоящему времени не разработана патогенетически обоснованная классификация клинических типов послеоперационной мозговой дисфункции, что ограничивает возможность систематизации результатов разноплановых экспериментальных и клинических исследований в области неврологии, сердечно-сосудистой хирургии, анестезиологии, перфузиологии по проблеме повреждения и защиты головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения.
Подробно изучены факторы интраоперационного нарушения церебральной гемодинамики, способствующие повреждению головного мозга (Акимов Г.А., 1962; Ерофеев А.А., 1995; Шевченко Ю.Л. с соавт., 1997; Светлова Н.Ю., 2006; Шевченко Ю.Л. с соавт., 2006; Бокерия Л.А. с соавт., 2008; Ergin М.А. et al., 1994; Likosky D.S. et al., 2003; Hogue C.W. et al., 2006), возможности инструментального контроля состояния головного мозга при кардиохирургических операциях (Ерофеев А.А., 1995; Кузнецов А.Н. 2001; Федулова СВ., 2007; Алиев СМ., 2010; Tobias J.D. et al., 2009), патогенетическое разнообразие гипоксического и ишемического повреждения головного мозга (Дойников Б.С., 1955; Акимов ГА., 1962, 1971, 1983; Боголепов Н.Н., 1979; Гусев Е.И., Скворцова В.И., 2001; Одинак М.М., Вознюк И.А., 2003; Верещагин Н.В., Суслина З.А., 2005).
Предложенные способы защиты головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения в большинстве случаев являются нефармакологическими и относятся к хирургическим, перфузиологическим методам (Акимов Г.А., 1962; Шевченко Ю.Л. с соавт., 1997; Белов Ю.В. с соавт., 2004; Константинов Б.А. с соавт., 2006; Локшин Л.С., 2008; Бокерия Л.А., Аракелян B.C., 2010; Goldstein L.J. et al., 2001; Bachet J., 2010), реже - фармакологическими в рамках анестезиологических и кардионеврологических методов (Степанова О.В., 2008;
Рахимова Н.А., 2010; Суслина З.А. с соавт., 2010; Кардаш О.Ф. с соавт 2011).
Экспериментальные исследования на лабораторных животных направлены на изучение состояния головного мозга в условиях искусственного кровообращения и эффективности нефармакологических способов защиты без моделирования кардиохирургических операций (Ehrlich М.Р. et al., 2002; Mennander A. et al., 2002; Li Z.-J. et al., 2004; Ishibashi N. et al., 2010; Okamura T. et al., 2010; Cao H.J. et al., 2013; Wang J. et al., 20136; Wang X. et al., 2013). В доступной отечественной и зарубежной литературе отсутствуют сведения об исследованиях по мультимодальной оценке состояния головного мозга при моделировании операций на сердце в условиях искусственного кровообращения у лабораторных животных.
Нами не найдено работ по комплексной клинической, инструментальной, лабораторной, патоморфологической оценке состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения во взаимодополняющих экспериментальных и клинических исследованиях.
Цель исследования. Определить патогенетические варианты интраоперационного повреждения головного мозга и обосновать клинические типы послеоперационной мозговой дисфункции, разработать методы защиты головного мозга, направленные на профилактику мозговой дисфункции после кардиохирургических операций в условиях искусственного кровообращения.
Задачи исследования
-
Определить патогенетические варианты повреждения головного мозга в эксперименте при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения на лабораторных свиньях.
-
Разработать и апробировать способ моделирования на лабораторных крысах нарушений церебральной гемодинамики в кардиохирургиче-ской практике при операциях в условиях искусственного кровообращения.
-
Исследовать патогенетические варианты церебрального повреждения, оценить возможности фармакологической защиты головного мозга у лабораторных крыс на модели нарушений церебральной гемодинамики при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения.
-
Патогенетически обосновать клинические типы послеоперационной мозговой дисфункции при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения.
-
На основе анализа результатов модельных исследований разработать и апробировать алгоритмы комплексной оценки состояния головного мозга при операциях на сердце и грудной аорте.
-
Определить предоперационные факторы, способствующие развитию мозговой дисфункции после операций коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения.
-
Разработать кардионеврологические, хирургические, перфузиоло-гические методы защиты головного мозга и профилактики послеоперационной мозговой дисфункции при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения.
Гипотеза исследования. Повреждение головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения имеет несколько патогенетических вариантов, которым соответствуют клинические типы послеоперационной мозговой дисфункции. Комплексная оценка состояния головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения в экспериментальных и клиническом исследованиях позволит разработать кардионеврологические, хирургические, перфузиологические методы защиты головного мозга, направленные на профилактику послеоперационной мозговой дисфункции. Научная новизна исследования. Впервые разработан и применен комплексный подход к изучению повреждения и защиты головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения во взаимодополняющих экспериментальных и клиническом исследованиях. Впервые проведена комплексная лабораторная, инструментальная, патоморфологическая оценка состояния головного мозга при моделировании кардиохирургических операций на крупных лабораторных животных. Создана концепция многоэтапного повреждения головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения, определены и исследованы его патогенетические варианты. Патогенетически обоснованы и изучены клинические типы послеоперационной мозговой дисфункции. Разработан и апробирован способ моделирования на лабораторных крысах нарушений церебральной гемодинамики при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения, имеющий высокую воспроизводимость и позволяющий детально оценить эффективность и безопасность фармакологических способов защиты головного мозга. Установлены предоперационные факторы, способствующие развитию мозговой дисфункции после операций коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения. Определены кардионеврологические, хирургические, перфузиологические методы защиты головного мозга и профилактики мозговой дисфункции при операциях на сердце и грудной аорте. Разработаны скринин-говый (при операциях коронарного шунтирования) и расширенный (при операциях на грудной аорте) алгоритмы комплексной оценки состояния головного мозга. Изучена эффективность и безопасность фармакологического способа защиты головного мозга (приема антигипоксантного и
цитопротективного лекарственного препарата цитофлавин) при операциях коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения. Разработана концепция "перфузионного окна", установлена важность достижения целевых значений минимального интраоперационного гематокрита как способа профилактики ишемических мозговых инсультов в структуре послеоперационной мозговой дисфункции.
Теоретическая значимость результатов исследования. На основе анализа данных литературы, результатов собственных экспериментальных и клинического исследований разработана концепция многоэтапного повреждения головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения, определены патогенетические варианты интраоперационного повреждения головного мозга, патогенетически обоснованы клинические типы послеоперационной мозговой дисфункции.
Практическая значимость результатов исследования. По результатам исследования разработаны и апробированы экспериментальная модель нарушений церебральной гемодинамики при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения, скрининговый алгоритм комплексной оценки состояния головного мозга при операциях коронарного шунтирования, расширенный алгоритм комплексной оценки состояния головного мозга при операциях на грудной аорте. Изучена эффективность и безопасность фармакологического способа кардионевро-логической защиты головного мозга в предоперационном периоде, определены нефармакологические способы хирургической и перфузиологической защиты головного мозга в интраоперационном периоде при операциях коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения. Оценены возможности профилактики различных клинических типов послеоперационной мозговой дисфункции в рамках разработанных кардио-неврологических, хирургических, перфузиологических методов защиты головного мозга.
Объекты исследования. Пациенты, которым планируется выполнение операции коронарного шунтирования на работающем сердце или в условиях искусственного кровообращения по поводу ишемической болезни сердца; пациенты, которым планируется выполнение реконструктивной операции в условиях искусственного кровообращения по поводу аневризмы грудной аорты; лабораторные свиньи; лабораторные крысы.
Предмет исследования. Состояние головного мозга и церебральной гемодинамики до, во время, после операций на сердце и грудной аорте.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Повреждение головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения носит многоэтапный характер, имеет несколько патогенетических вариантов (острое и отсроченное, в результате повреждения сосудов микроциркуляторного русла или микро- и макроциркуляторного русла), которым соответствуют клинические типы послеоперационной мозговой дисфункции (мозговой инсульт, симптоматический делирий раннего послеоперационного периода, отсроченные когнитивные нарушения).
-
Применение разработанных кардионеврологических, хирургических, перфузиологических методов защиты головного мозга позволяет уменьшить частоту и тяжесть послеоперационной мозговой дисфункции при операциях коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения.
-
Разработанная и апробированная в ходе исследования экспериментальная модель нарушений церебральной гемодинамики при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения, скрининговый и расширенный алгоритмы комплексной оценки состояния головного мозга при операциях на сердце и грудной аорте могут быть использованы для улучшения диагностики, профилактики и лечения послеоперационной мозговой дисфункции.
Достоверность и обоснованность результатов исследования.
Результаты диссертационного исследования достоверны и обоснованы, что обеспечивается репрезентативностью выборок, использованием комплекса валидных методов, адекватных цели и задачам исследования, корректньш применением современных математико-статистических методов обработки данных.
Внедрение результатов исследования в практику. Результаты диссертационного исследования внедрены в практическую работу клиники нервных болезней, 1-й клиники (хирургии усовершенствования врачей) ФГБВОУ ВПО "Военно-медицинская академия им. СМ. Кирова" Министерства обороны Российской Федерации. Основные научно-практические положения диссертации используются в педагогическом процессе на кафедре нервных болезней, 1-й кафедре (хирургии усовершенствования врачей), кафедре патологической физиологии ФГБВОУ ВПО "Военно-медицинская академия им. СМ. Кирова" Министерства обороны Российской Федерации; кафедре нервных болезней, кафедре патологической физиологии с курсами иммунопатологии и медицинской информатики, кафедре сердечно-сосудистой хирургии ГБОУ ВПО "Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Апробация результатов исследования. Основные результаты диссертационного исследования доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Актуальные проблемы современной неврологии, психиатрии и нейрохирургии" (Санкт-Петербург, 2003), конференции молодых ученых "Современные методы диагностики и терапии психоневрологических заболеваний" (Санкт-Петербург, 2004), 8-й мультидисциплинарной международной конференции "Стресс и поведение" (Санкт-Петербург, 2004), третьей научно-практической конференции "Общества спинной мозг" (Саратов, 2004), 8-м региональном совещании Европейской коллегии нейро-психофармакологов ECNP (Москва, 2005), XXXVI Всемирном конгрессе по военной медицине (Санкт-Петербург, 2005), научном совещании "Актуальные проблемы учения о тканях" (Санкт-Петербург, 2006), IX Всероссийском съезде неврологов (Ярославль, 2006), научно-практической конференции "Цереброваскулярная патология в практике военного невролога" (Москва, 2007), VIII Всероссийской научно-практической конференции "Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения больных в многопрофильном лечебном учреждении" (Санкт-Петербург, 2007), 16-й Европейской конференции по проблеме инсульта (Глазго, 2007), 12-м конгрессе Европейской федерации неврологических обществ EFNS (Мадрид, 2008), Национальном конгрессе "Неотложные состояния в неврологии" (Москва, 2009), международной научной конференции "Ангиодоп-2011" (Санкт-Петербург, 2011), Всероссийской научно-практической конференции "Поленовские чтения" (Санкт-Петербург, 2012), X Всероссийском съезде неврологов (Нижний Новгород, 2012), VIII международной научно-практической конференции "Внезапная смерть: от оценки риска к профилактике" (Санкт-Петербург, 2012), научно-практической школе с международным участием "Терапевтическая школа СП. Боткина и ее вклад в развитие отечественной клинической медицины" (Санкт-Петербург, 2012), 11-й школе выходного дня для неврологов Санкт-Петербурга и Северо-Западного Федерального округа РФ "Инновации в клинической неврологии" (Зеленогорск, 2013), Всероссийской научной конференции с международным участием "100-летие инфильтрационной теории атеросклероза Н.Н. Аничкова" (Санкт-Петербург, 2013), XV юбилейной Российской научно-практической конференции "Клиническая неврология. Опыт, достижения, перспективы" (Санкт-Петербург, 2013), Всероссийской научно-практической конференции "Дегенеративные и сосудистые заболевания нервной системы", посвященной 90-летию член-корреспондента АМН СССР профессора Г.А. Акимова (Санкт-Петербург, 2013), XIX Всероссийском съезде сердечно-сосудистых хирургов России (Москва, 2013).
Апробация диссертационной работы проведена на межкафедральном совещании кафедр нервных болезней, 1-й кафедры (хирургии усовер-
шенствования врачей), кафедры гистологии с курсом эмбриологии, кафедры патологической физиологии ФГБВОУ ВПО "Военно-медицинская академия им. СМ. Кирова" Министерства обороны Российской Федерации (протокол №14 от 19.12.2013 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 74 печатные работы, в том числе 3 монографии, 1 глава в монографии, 18 печатных работ в журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации. Диссертационное исследование выполнено в рамках научно-исследовательской работы №VMA 03.12.1113/0215.
Личный вклад автора в проведенное исследование. Автор лично подготовил план, программу и задачи исследования. В экспериментальной части исследования самостоятельно выполнял неврологическое, ультразвуковое исследования, участвовал в разработке и апробации экспериментальной модели, проведении лабораторных, нейровизуализационных, патоморфологических исследований. В клинической части исследования осуществлял диагностические и лечебные мероприятия в качестве врача-консультанта, самостоятельно выполнял сбор анамнеза, неврологическое, нейропсихологическое, ультразвуковые исследования, участвовал в проведении лабораторных, нейровизуализационных исследований. Организовал сбор и обработку медицинской информации, выполнял математико-статистическую обработку и анализ полученных результатов. Личный вклад автора в исследование составляет более 90%. Автором самостоятельно написан текст диссертации и автореферата, подготовлены слайды для апробации и защиты.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 225 страницах машинописного текста (из них аналитического текста -163 страницы) и состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 120 отечественных и 161 иностранный источник, 6 приложений. Диссертация содержит 7 таблиц, 62 рисунка.
Оценка интраоперационного состояния головного мозга в условиях искусственного кровообращения в кардиохирургической практике и в эксперименте
Для интраоперационного контроля состояния головного мозга и церебральной перфузии в кардиохирургической практике используют различные методы инструментальной диагностики - церебральную оксиметрию, транскраниальную допплерографию, электроэнцефалографию, моторные вызванные потенциалы (Ерофеев А.А., 1995; Кузнецов А.Н. 2001; Федулова СВ., 2007; Алиев СМ., 2010; Tobias J.D. et al., 2009).
Состояние головного мозга при кардиохирургических операциях в большой степени зависит от объема мозгового кровотока, на который оказывают влияние искусственное кровообращение, гипотермия и селективная церебральная перфузия (при операциях на грудной аорте). Большинство из факторов интраоперационного повреждения головного мозга оказывают непосредственное влияние на церебральный кровоток, что подчеркивает важность использования методов динамической оценки перфузии головного мозга - церебральной оксиметрии и транскраниальной допплерографии. При непроницаемости височных окон для выполнения ультразвукого исследования мозгового кровотока возможно использование трансорбитального доступа, однако мощность излучения не должна быть более 10 мВт/см" (Гайдар Б.В. с соавт., 2008).
Для детального изучения интраоперационного повреждения головного мозга необходимо проведение комплексной, в том числе патоморфологической, оценки его состояния в периоперационном периоде при кардиохирургических операциях различного объема, выполненных в отсутствие значимых изменений нервной ткани до операции. Реализация этих условий представляется затруднительной в рамках кардио-хирургической практики, что требует проведения кардиохирургических операций в эксперименте. Учитывая объем операций на сердце и грудной аорте, их моделирование возможно только с использованием крупных лабораторных животных.
В настоящее время для изучения состояния нервной ткани в клинической практике и в эксперименте широко используют биомаркеры головного мозга - "биологические субстраты, подвергающиеся измерению и оценке, уникальные для мозга и характеризующие механизмы его повреждения, что отличает биомаркеры от патофизиологических и клинических параметров, корреляции с которыми используются для формирования прогноза течения заболевания и эффективности лечения" (Biomarkers Definitions Working Group, 2001). Пока не установлены биомаркеры, применимые для диагностики и формирования прогноза течения заболеваний и травм головного мозга в широкой клинической и хирургической практике. В качестве возможных вариантов рассматриваются белок S100P, нейронспецифическая енолаза NSE (neuron-specific enolase), глиальный фибриллярный кислый белок GFAP (glial fibrillary acidic protein), основной белок миелина, креатинфосфокиназа-ВВ, мозговой натрийуретический пептид, матриксная металлопротеиназа-9, молекулы адгезии VCAM (vascular cell adhesion molecule) (Мальченко А.Л., 2011; Скоромец А.А. с соавт., 2013; Butterworth R.J. et al., 1996; Berger R.P. et al., 2007; Svetlov S.I. et al., 2012).
Белок S 100(3 был идентифицирован первым из 25 членов мультигенного семейства кислых низкомолекулярных сигнальных белков S100, которые при взаимодействии с кальцием активируются и регулируют состояние белков-мишеней (Marenholz I. et al., 2004). Белок S100P - это гомодимер Р-субъединицы, каждый мономер которого имеет молекулярную массу около 10,5 кДа (Goncalves С.A. et al., 2008). В основном S100P экспрессируется и секретируется астроцитами и леммоцитами. Он также присутствует в созревающих олигодендроцитах, предшественниках нейронов, нейронах некоторых популяций, питуицитах, эпендимоцитах, а вне нервной ткани - в адипоцитах, эпителии почек, хондроцитах, эпидермальньтх клетках, клетках Лангерганса, меланоцитах, дендритных клетках, некоторых субпопуляциях лимфоцитов, клетках костного мозга, скелетных и гладкомышечных клетках, миобластах и мышечных сателлитах, сателлитных клетках надпочечников, интерстициальных эндокриноцитах и ретикулярных клетках (Michetti F., Gazzolo D., 2002; Donato R. et al., 2009; Tsoporis J.N. et al., 2009; Tubaro С et al., 2010).
В головном мозге S100P выполняет внутриклеточные и внеклеточные функции, оказывая ауто- и паракринное влияние на нейроны и клетки глии. Внутриклеточными функциями белка SlOOp являются регуляция сигнальных путей, энергетического обмена, фосфорилирования и активности ферментов, обмена кальция, состояния цитоскелета, клеточной морфологии (Kleindienst A., Bullock M.R., 2006; Sorci G. et al., 2010). Как внеклеточный фактор, S 100(3 является лигандом рецептора RAGE (receptor for advanced glycation endproducts) на клетках различных типов, а конечный эффект зависит от концентрации белка (Donato R. et al., 2009).
В физиологических (пико- и наномолярных) концентрациях S100P действует на нейроны и глиальные клетки как фактор роста нервной ткани, регулирует нейрогенез, стимулирует пролиферацию астроцитов и рост аксонов, защищает нейроны от программированной клеточной гибели, в том числе за счет усиления экспрессии антиапоптотического белка Вс1-2, стимулирует поглощение нейротоксичного глутамата астроцитами (Businaro R. et al., 2006; Tramontina F. et al, 2006; Pichiule P. ct al., 2007; Schmitt K.R. et al., 2007; Sorci G. et al., 2010).
В цитотоксических (микромолярных) концентрациях S100P активирует индуцибельную синтазу оксида азота iNOS, способствует активации клеток глии Р-амилоидом, стимулирует секрецию астроцитами интерлейкина-1р, интерлейкина-6 и фактора некроза опухоли-а, индуцирует апоптоз нейронов (Kleindienst A., Bullock M.R., 2006; Korfias S. et al., 2007; Ponath G. et al., 2007; Donato R. et al., 2009). В случае повреждения или некроза астроцитов внеклеточная концентрация S100P в головном мозге может повыситься на несколько порядков (Ostendorp Т. et al., 2007; Donato R. et al., 2009). Важно отметить, что даже в физиологических концентрациях при окислительном стрессе SlOOp может стимулировать программированную гибель нейронов (Vincent A.M. et al., 2007). При этом дозы S100P, вызывающие активацию программированной гибели нейронов, не вызывают апоптоз клеток микроглии (Sorci G. et al., 2010).
Белок S100P исключительно стабилен и его концентрация не зависит от гемолиза, что позволяет использовать S100P как клинический биомаркер повреждения головного мозга и нарушения целостности гематоэнцефалического барьера. Отростки астроцитов являются связующим звеном между капиллярами и нейронами, но астроцитарные белки попадают в плазму крови только в случае повреждения гематоэнцефалического барьера. Предполагается, что повышение концентрации белка S100P в периферической крови является диагностически ценным маркером генерализованной дисфункции гематоэнцефалического барьера (Kapural М. et al., 2002). Результаты экспериментальных и клинических исследований показывают, что умеренное повышение сывороточного уровня белка SlOOp может быть ранним признаком повреждения нейронов и повышения проницаемости гематоэнцефалического барьера, однако в ряде случаев даже массивное повреждение головного мозга не приводит к повышению уровня SlOOp в плазме крови (Marchi N. et al., 2004).
Повышение уровней белка S100P и его мРНК в периферической крови происходит при мозговых инсультах, черепно-мозговых травмах, хронической ишемии головного мозга, нейродегенеративных заболеваниях, психических расстройствах, опухолях центральной нервной системы (Van Beveren N.J. et al., 2006; Esposito G. et al., 2008; Sakatani S. et al., 2008; Steiner J. et al., 2009; Steiner J. et al., 2010).
У трансгенных мышей с гиперэкспрессией S100P выявлена повышенная чувствительность к гипоксическому и ишемическому повреждению головного мозга, повышение экспрессии маркеров апоптоза клеток нервной ткани (Shapiro L.A., 2004; Mori Т. et al., 2008). Увеличение сывороточной концентрации S100P наблюдается в течение 24-72 ч после дебюта мозгового инсульта, при этом более высокий уровень белка наблюдается у пациентов с тяжелым неврологическим дефицитом и обширными изменениями по данным компьютерной томографии головного мозга (Foerch С. et al., 2005; Jauch Е.С. et al., 2006). По данным G. Sorci et al. (2010), повышенная плотность рецепторов RAGE на клетках глии в острейшем периоде ишемического инсульта может изменять функцию S100P с нейротрофической на провоспалительную.
Состояние нервной ткани при наличии дополнительных факторов интраоперационного нарушения церебральной гемодинамики
Массивную воздушную церебральную эмболию (рис. 3-10, 3-11) моделировали во время операции по ушиванию дефекта межпредсердной перегородки.
Ультразвуковые признаки магистрального кровотока по интракраниальной артерии без признаков церебральной эмболии.
По результатам гистологического исследования после моделирования интраоперационной массивной воздушной церебральной эмболии были выявлены выраженные изменения гематоэнцефалического барьера -набухание эндотелиоцитов (рис. 3-12), отечные ножки астроцитов, - а также скопления лимфоцитов и макрофагов в субарахноидальном пространстве. Большинство нейронов находились в состоянии острого набухания, клетки-тени встречались в умеренном количестве, в стволе головного мозга -значительное разрежение нейропиля с утолщением и эозинофилией части миелиновых волокон, очаги некроза (рис. 3-13 - 3-15).
После моделирования окклюзии правой внутренней сонной артерии в течение 180 мин на начальных этапах операции Росса и реконструктивной операции на брюшной аорте в разных отделах головного мозга возникли инфильтрация стенки артерий и сосудов микроциркуляторного русла, расширение периваскулярных пространств за счет отека ножек астроцитов, небольшие периваскулярные инфильтраты. Большинство нейронов в коре лобных и теменных долей в состоянии острого набухания, в височных долях - много темных нейронов (рис. 3-20, 3-21).
После моделирования окклюзии правой внутренней сонной артерии в течение 30 мин на завершающих этапах операции Росса и реконструктивной операции на брюшной аорте наблюдались набухание эндотелиоцитов и вакуолизация цитоплазмы миоцитов в крупных пиальных артериях, расширение периваскулярных пространств за счет отека ножек астроцитов, единичные клетки-тени с явлениями нейронофагии, в коре мозжечка -небольшие очаги выпадения клеток Пуркинье (рис. 3-22 - 3-25).
Набухание эндотелиоцитов наблюдалось как в сосудах микроциркуляторного русла, так и в артериях. Учитывая отсутствие больших складок внутренних эластических мембран, характерных для вазоспазма, наличие "частокола" эндотелиоцитов в артериях вероятно было связано с эндотелиальной дисфункцией.
При продолжительном (180 мин) искусственном кровообращении отмечалось умеренное набухание эндотелиоцитов пиальных артерий, периваскулярные пространства были расширены за счет отека ножек астроцитов, в них находилось небольшое количество макрофагов. Большинство нейронов были в состоянии острого набухания, присутствовали клетки-тени и сморщенные, темные нейроны, явления нейронофагии (рис. 3-26, 3-27).
Левая лобная доля. Сморщенные нейроны (А), фагоцитирующие нейроны клетки-сателлиты (Б). Окраска по Нисслю. Ув. х400.
В коре мозжечка обращали на себя внимание обширные очаги выпадения клеток Пуркинье, большинство сохранившихся клеток были в состоянии острого набухания.
Нейрон в состоянии набухания (А), сморщенный нейрон (Б). Окраска по Нисслю. Ув. х400.
Учитывая характер выявленных изменений, для оценки связей между различными этапами повреждения нервной ткани при моделировании кардиохирургических операций в условиях искусственного кровообращения в эксперименте на лабораторных свиньях был проведен корреляционный анализ результатов гистологического исследования.
Повреждение сосудистой стенки в виде набухания эндотелиоцитов сопровождалось отеком ножек астроцитов, расширением периваскулярных пространств (т=0,29; р 0,001) и обратимым повреждением нейронов (с появлением темных нейронов) (т=0,29; р 0,001). Крайняя форма набухания эндотелиоцитов в виде их "частокола" сопровождалась вакуолизацией миоцитов сосудистой стенки (т=0,33; р 0,001).
Лейкостаз в капиллярах сопровождался периваскулярной лимфомакрофагальной инфильтрацией (т=0,77; р 0,001), диффузным глиозом коры больших полушарий (т=0,33; р 0,001) и формированием очаговых некрозов (т=0,37; р 0,001). Повышение проницаемости гематоэнцефалического барьера в виде периваскулярной лимфомакрофагальной инфильтрации сопровождалось обратимым повреждением нейронов (с появлением темных нейронов) (т=0,30; р 0,001) и формированием очаговых некрозов (т=0,27; р 0,001). Нейронофагия наблюдалась при обратимом повреждении нейронов (с появлением темных нейронов) (т=0,36; р 0,001), а также при необратимом повреждении нейронов (с появлением клеток-теней) (т=0,55; р 0,001).
По результатам комплексного обследования после кардиохирургических операций в условиях искусственного кровообращения у лабораторных свиней следует выделить ряд особенностей повреждения головного мозга.
Изменения вещества головного мозга имели диффузный характер и не выявлялись по данным посмертной магнитно-резонансной томографии головного мозга.
По данным гистологического исследования в отсутствие дополнительных факторов интраоперационного нарушения церебральной гемодинамики наблюдались изменения эндотелия сосудов микроциркуляторного русла в сочетании с умеренным повышением проницаемости гематоэнцефалического барьера в виде выхода единичных лейкоцитов и эритроцитов за пределы сосудистой стенки. Большинство нейронов не имели признаков повреждения.
При моделировании дополнительных факторов интраоперационного нарушения церебральной гемодинамики (массивной воздушной церебральной эмболии, временной остановки кровообращения в течение 10 или 15 мин с последующим восстановлением, окклюзии правой внутренней сонной артерии в течение 30 или 180 мин, большей продолжительности (180 мин) искусственного кровообращения) происходили изменения эндотелия сосудов не только микроциркуляторного, но и макроциркуляторного русла, сопровождавшиеся инфильтрацией сосудистой стенки с изменениями мышечного слоя, отеком ножек астроцитов и расширением периваскулярных пространств. Присутствие периваскулярных лимфоцитарных и макрофагальных инфильтратов, выход большого количества эритроцитов в ткань мозга могут свидетельствовать о значительном повышении проницаемости гематоэнцефалического барьера. Вышеперечисленные изменения сопровождались обратимым или необратимым повреждением нейронов в различных отделах головного мозга. Таким образом, комплексная оценка состояния головного мозга при моделировании кардиохирургических операций в условиях искусственного кровообращения в эксперименте на лабораторных свиньях позволила установить, что интраоперационное церебральное повреждение имеет патогенетические варианты по калибру повреждаемых сосудов -повреждение сосудов микроциркуляторного русла или микро- и макроциркуляторного русла.
Состояние головного мозга при операциях на грудной аорте в условиях искусственного кровообращения и селективной церебральной перфузии
Обследование пациентов дополнительной группы перед операцией на грудной аорте выявило различные стадии цереброваскулярной болезни в виде рассеянной органической симптоматики, пирамидного или мозжечкового синдрома у 3 из 4 (75%) пациентов. Ни один из пациентов ранее не переносил мозговой инсульт. Неврологический дефицит по шкале NIHSS превышал 0 баллов (и составил 1 балл) у 1 (25%) пациента. Результаты обследования по шкале МоСА менее 26 баллов, соответствующие умеренным когнитивным нарушениям, были диагностированы в 1 (25%) случае, субклинически выраженная тревога - у 2 (50%) пациентов, субклинически выраженная депрессия - у 1 (25%) пациента.
В послеоперационном периоде у 2 (50%) пациентов была диагностирована мозговая дисфункция в виде отсроченных когнитивных нарушений. Во всех случаях в раннем послеоперационном периоде отсутствовали признаки мозгового инсульта и делирия.
Результаты применения расширенного алгоритма комплексной оценки состояния головного мозга при операциях на грудной аорте можно продемонстрировать на примере пациентки М., 80 лет, находившейся на плановом стационарном обследовании и лечении с диагнозом: "Аневризма восходящего отдела и дуги аорты. Ишемическая болезнь сердца. Атеросклероз аорты, коронарных, церебральных артерий. Атеро-склеротический, постинфарктный (инфаркт миокарда от 2010 г.) кардиосклероз. Стентирование передней межжелудочковой ветви левой коронарной артерии, правой коронарной артерии (2010 г.). Стенокардия напряжения II ф. кл. Хроническая сердечная недостаточность II ф. кл. по NYHA. Гипертоническая болезнь III стадии, артериальная гипертензия 1 ст., риск сердечно-сосудистых осложнений 4. Грыжа пищеводного отверстия диафрагмы. Ожирение I ст.". Пациентка отрицала острые нарушения мозгового кровообращения в анамнезе, не находилась под диспансерно-динамическим наблюдением у невролога. Постоянный прием лекарственных препаратов до госпитализации: антиагрегантная, антигипертензивная, антиангинальная, антигиперлипидемическая, метаболическая терапия.
При неврологическом осмотре до операции была выявлена рассеянная органическая симптоматика (горизонтальный нистагм, умеренное симметричное снижение мышечного тонуса в конечностях, мимопопадания при оценке координаторных проб с конечностей, умеренное пошатывание в позе Ромберга), неврологический дефицит по шкале NIHSS - 0 баллов. Результаты нейропсихологического обследования (МоСА - 28 баллов, FAB -17 баллов) свидетельствовали о сохранности когнитивных функций.
В рамках предоперационного обследования пациентке было проведено лабораторно-инструментальное обследование, выявившее анемию легкой степени тяжести (гемоглобин 114 г/л, эритроциты 4,25x10 /л), умеренную гипоальбуминемию (31 г/л), умеренную гипергликемию (7,0 ммоль/л). По данным эхокардиографии: склеродегенеративные изменения аортального клапана, аневризма восходящего отдела и дуги аорты, очаговые рубцовые изменения в области нижней стенки левого желудочка, дилатация правого желудочка, незначительное расширение ствола легочной артерии. По результатам коронарографии были диагностированы 80% стеноз передней межжелудочковой артерии в средней трети и 90% стеноз устья ветви тупого края. По данным мультиспиральной компьютерной ангиографии грудной аорты, сосудов шеи и головы были выявлены равномерное аневризматическое расширение восходящего отдела аорты до 5,8 см на протяжении от корня до места отхождения брахиоцефальных артерий (рис. 5-5); S-образная извитость обеих общих сонных артерий, больше слева, и обеих внутренних сонных артерий с образованием септального стеноза левой внутренней сонной артерии до 45%; стеноз 60% левой внутренней сонной артерии в луковице, протяженностью около 0,9 см, обусловленный полуциркулярной однородной необызвествленной атеросклеротической бляшкой с признаками изъязвления в центральной части; стеноз 40% правой внутренней сонной артерии в области устья протяженностью около 0,5 см, обусловленный неоднородной атеросклеротической бляшкой, имеющей мягкотканую плотность и небольшой участок обызвествления; О-образная извитость правой позвоночной артерии в сегменте VI; гипоплазия левой позвоночной артерии.
Таким образом, несмотря на полистенозирующее поражение брахиоцефальных сосудов, патологию сердца и аорты, у пациентки в неврологическом статусе была выявлена лишь рассеянная органическая симптоматика, нейропсихологическое обследование подтвердило сохранность когнитивных функций.
Пациентке была выполнена реконструктивная операция -протезирование восходящего отдела и дуги аорты тканевым протезом и протезнокоронарное шунтирование передней межжелудочковой артерии и ветви тупого края в условиях полного и параллельного искусственного кровообращения, глубокой гипотермии, унилатеральной антеградной селективной церебральной перфузии через правую подключичную артерию, перфузии внутренних органов (рис. 5-6).
Продолжительность искусственного кровообращения составила 211 мин, антеградной селективной церебральной перфузии - 44 мин, минимальное значение температуры тела - 24С, объемная скорость перфузии во время унилатеральной антеградной селективной церебральной перфузии - 500-700 мл/мин, минимальный интраоперационный уровень гематокрита - 24%.
Состояние мозгового кровотока интраоперационно оценивали по данным транскраниального допплерографического мониторинга и церебральной оксиметрии. По данным транскраниальной допплерографии в начале операции отмечалось закономерное снижение скоростных показателей церебрального кровотока (Мозалев А.С., 2009), во время антеградной селективной церебральной перфузии кровоток поддерживали на уровне нормоперфузии, после завершения искусственного кровообращения отмечалось умеренное повышение периферического сопротивления (рис. 5-7).
По данным церебральной оксиметрии в интраоперационном периоде межполушарная асимметрия оксигенации не превышала 10% (рис. 5-7).
При статистическом анализе динамики перфузионного давления (по данным аппарата искусственного кровообращения) и церебральной оксиметрии во время антеградной селективной церебральной перфузии выявлена сильная прямая (0,73; р=0,002) корреляция перфузионного давления и церебральной оксиметрии правого полушария, что может быть связано с унилатеральной перфузией через правую подключичную артерию.
Для лабораторной оценки состояния головного мозга осуществляли взятие артериальной и венозной крови, а также перфузата, притекающего к головному мозгу и оттекающего от него, на различных этапах операции:
1) после стернотомии и вскрытия перикарда;
2) через 5 мин после начала искусственного кровообращения;
3) через 5 мин после начала селективной церебральной перфузии;
4) в середине селективной церебральной перфузии;
5) перед завершением селективной церебральной перфузии;
6) перед завершением искусственного кровообращения;
7) через 5 мин после завершения искусственного кровообращения. Для всех оценивавшихся лабораторных параметров артериовенозная разница (между артериальной и венозной кровью; между перфузатом, притекающим к головному мозгу, и перфузатом, оттекающим от него) оказалась малоинформативной, так как в большинстве случаев была не достоверна. Статистическому анализу были подвергнуты значения венозной крови и перфузата, оттекающего от головного мозга, так как их параметры, очевидно, в большей степени зависят от состояния головного мозга.
При исходном значении 0,27 мкг/л уровень белка S 100(3 после начала искусственного кровообращения составил 0,65 мкг/л, после начала селективной церебральной перфузии - 1,85 мкг/л, в середине селективной церебральной перфузии - 2,42 мкг/л, перед завершением селективной церебральной перфузии - 3,02 мкг/л, перед завершением искусственного кровообращения - 4,33 мкг/л, после его завершения - 3,1 мкг/л (рис. 5-8).
Клинические типы послеоперационной мозговой дисфункции при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения
На сегодняшний день коронарное шунтирование является одним из наиболее часто используемых методов хирургического лечения заболеваний сердца (Кравчук В.Н., 2006; Хубулава Г.Г. с соавт., 2009), что позволяет рассматривать его в качестве клинической модели для изучения закономерностей изменения состояния центральной нервной системы при кардиохирургических операциях.
Большинство исследований по проблеме последствий повреждения головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения посвящены диагностике и лечению когнитивных нарушений, которые обозначаются как "послеоперационная когнитивная дисфункция" (Moller J.T. et al., 1998; Rasmussen L.S., 2006; Funder K.S. ct al., 2009). Мозговые инсульты и делирий в раннем послеоперационном периоде обычно рассматриваются с клинических позиций без оценки патогенетических связей между ними и с послеоперационной когнитивной дисфункцией.
Создание концепции многоэтапного повреждения головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения и определение его патогенетических вариантов, а также анализ данных литературы и результатов диссертационного исследования позволили обосновать наличие послеоперационной мозговой дисфункции, которая при операциях на сердце и грудной аорте проявляется тремя клиническими типами:
- мозговым инсультом;
- симптоматическим делирием раннего послеоперационного периода;
- отсроченными когнитивными нарушениями.
Особенности клинических типов послеоперационной мозговой дисфункции определяются разнообразием патогенетических механизмов интраоперационного повреждения головного мозга. Анализ результатов экспериментальных и клинического исследований позволил создать классификацию патогенетических вариантов повреждения головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения, а также соответствующих им клинических типов послеоперационной мозговой дисфункции (рис. 6-2).
К проявлениям повреждения сосудов микро- и макроциркуляторного русла следует отнести мозговой инсульт. Наибольшая тяжесть и стойкость психоневрологических нарушений при мозговом инсульте по сравнению с другими клиническими типами послеоперационной мозговой дисфункции является следствием нарушения церебральной гемодинамики и повреждения сосудистой стенки на уровне артерий и артериол, которые приводят к крупноочаговому повреждению нервной ткани.
В обследованных группах пациентов во всех случаях развития инсульта был диагностирован его ишемический тип. Однако около 1% мозговых инсультов при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения имеют геморрагический тип (Likosky D.S. et al., 2003), что подчеркивает необходимость выполнения структурной нейровизуализации для определения дифференцированной тактики лечения острых нарушений мозгового кровообращения в раннем послеоперационном периоде.
Ключевыми патогенетическими механизмами развития ишемического инсульта при операциях на сердце и грудной аорте предположительно являются кардиоартериальная и артериоартериальная церебральная эмболия, приводящие к острому нарушению перфузии в бассейне магистральной артерии шеи или головы, что объясняет повреждение интракраниальных сосудов макроциркуляторного русла и острый характер повреждения нейронов и неироглии.
Учитывая наличие основных и дополнительных факторов нарушения церебральной гемодинамики при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения, наиболее вероятными подтипами ишемического инсульта по классификации, предложенной в Научно-исследовательском институте неврологии Российской академии медицинских наук (Верещагин Н.В., Суслина З.А., 2005), представляются кардиоэмболический, гемодинамический, атеротромботический инсульт, инсульт по типу гемореологической микроокклюзии. По данным D.S. Likosky et al. (2003), при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения частота кардиоэмболического подтипа инсульта составляет 62,1%, гипоперфузионного - 8,8%, тромботического -1%, сочетание подтипов или неустановленный подтип (куда может относиться инсульт по типу гемореологической микроокклюзии) - 24%.
Клинические признаки острого нарушения мозгового кровообращения обычно проявляются в раннем послеоперационном периоде по мере восстановления уровня сознания пациента. Поэтому инсульты при кардиохирургических операциях следует относить к инсультам неизвестной давности. Наиболее вероятным сроком развития острых нарушений мозгового кровообращения представляется интраоперационный период, менее вероятным - первые часы послеоперационного периода.
Таким образом, основу профилактики мозговых инсультов как клинического типа послеоперационной мозговой дисфункции должны составлять хирургические и перфузиологические методы защиты головного мозга, направленные на уменьшение основных и дополнительных факторов интраоперационного нарушения церебральной гемодинамики, а также коррекцию показателей системной гемодинамики и гемостаза с учетом патогенеза наиболее вероятных подтипов ишемического инсульта.
Среди психических расстройств в раннем послеоперационном периоде преобладают симптоматические психозы, обусловленные соматическими факторами. Первое развернутое описание делирия после операции на открытом сердце было опубликовано Р.Н. Blanchly, A. Starr (1964), которые предложили термин "посткардиотомический делирий" (цит. по: Смулевич А.Б. с соавт., 2005). Ведущую патогенетическую роль повреждения сосудов микроциркуляторного русла в развитии послеоперационного делирия подтверждают его более высокая частота после операций коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения при наличии сахарного диабета (то есть наиболее вероятно вследствие микроангиопатии), возникновение делирия в отсутствие острых очаговых изменений вещества головного мозга по данным магнитно-резонансной томографии. В клинической части диссертационного исследования во всех случаях симптоматический делирий дебютировал в 1-3-и сут после операции коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения, что позволяет рассматривать этот клинический тип послеоперационной мозговой дисфункции как проявление острого повреждения нервной ткани. Учитывая вышеперечисленные особенности, делирий в классификации клинических типов послеоперационной мозговой дисфункции определен как симптоматический делирий раннего послеоперационного периода.
Острое повреждение нейронов и нейроглии как ведущий патогенетический вариант повреждения головного мозга, а также появление клинических признаков в раннем послеоперационном периоде позволяет отнести мозговой инсульт и симптоматический делирий к острым клиническим типам послеоперационной мозговой дисфункции. Успешная диагностика мозгового инсульта и симптоматического делирия раннего послеоперационного периода определяется интенсивным наблюдением за пациентом в первые сутки после операции, а также значительным влиянием изменений психоневрологического статуса на способность пациента к самообслуживанию и повседневной деятельности.
Вывод о ведущей патогенетической роли повреждения сосудов микроциркуляторного русла и последующих диффузных изменений вещества головного мозга в развитии симптоматического делирия раннего послеоперационного периода и отсроченных когнитивных нарушений соответствует клиническим представлениям PJ. Shaw (1993) об этих типах послеоперационной мозговой дисфункции как о нефатальной диффузной энцефалопатии в виде изменения поведения и нефатальной диффузной энцефалопатии в виде интеллектуальной дисфункции соответственно.
