Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время заболеваемость ревматизмом и инфекционным эндокардитом в Белоруссии значительно превышает ее средний уровень в развитых странах [ГП Матвейков. 1993, 1994). Медикаментозная терапия приобретенных пороков сердца не позволяет значительно увеличить продолжительность и улучшить качество жизни у большинства пациентов. Вместе с тем хирургическая коррекция гемодинамичесхи значимых пороков является в настоящее время методом выбора а лечении этой тяжелой патологии. [Константинов Б А с соавт.. 1988; Таричко Ю.В. 1987; De Wall R.A.. 1988; AKins. 1990. Orszulak T et al, 1993, Fernandez J. et al., 1994],
Ежегодно около 1,5 тыс. пациентов республики требуют протезирования клапанов Наличие значительной потребности населения в искусственных клапанах сердца (ИКС), отсутствие их производства в республике делают чрезвычайно актуальной задачу создания отечественных, не уступающих лучшим мировым образцам, экономичных в производстве механических протезов.
Мировой опыт использования различных типов искусственных клапанов доказал, что их применени<» в ряде случаев сопровождается развитием специфических клапан-зависимых осложнений, которые ухудшают отдаленный прогноз и снижают качество жизни больных В этой связи дальнейший поиск оптимальных конструкций протезов является одним из основных путей улучшения результатов лечения приобретенных пороков сердца
Другим важным фактором, влияющим на результаты хирургической коррекции является совершенствование всего процесса операции, включая использование новых технических приемов, обеспечивающих мгчсимальную эффективность функции протеза и левого желудочка С ростом сложности и длительности операций, а также тяжести состояния больных особенно важное значение приобретает защита миокарда от ишемического повреждения.
Внедрение в клиническую практику новых конструкций протезов требует также объективной оценки их гидро- и гемодинамических характеристик, эффективности коррекции порока и отдаленных результатов операции. Для этого необходимо создание автоматизированной системы на основе современных программных средств.
Цель исследования. Целью настоящего исследования явилось улучшение качества хирургической коррекции приобретенных порокоа сердца посредством разработки новой конструкции механического искусственного клапана сердца с ком-
2 ллексной гидро-. гемодинамическои и клинической оценкой протезов "ПЛАНИКС: а
также совершенствования методики операции и кардиопротекции.
Задачи исследования.
1. Разработать два типа механического ИКС, создать стенд и автоматизированную экспертную систему для оценки функции протезов и результатов хирургического лечения
2 Изучить гидродинамические характеристики протезов 'ПЛАНИКС" и провести их сравнительную оценку с зарубежными дисковыми протезами in vitro
-
Определить оптимальную ориентацию ИКС 'ПЛАНИКС" при имплантации в митральную и аортальную позиции и усовершенствовать методику сохранения под-клапанных структур при протезировании митрального клапана
-
Разработать комплексный метод кардиопротекции на основе использования кровяных кардиоплегических растворов
-
Изучить непосредственные и отдаленные результаты протезирования клапанов сердца ИКС 'ПЛАНИКС* и провести анализ ультраструктурных изменений поверхности протезов при их длительной функции in vivo
-
Определить частоту и структуру клапан-зависимых осложнений у больных после имплантации протезов 'ПЛАНИКС и провести по результатам клинического применения сравнительную оценку отечественных и зарубежных ИКС
Научная новизна полученных результатов. Научная новизна проведенной работы заключается в разработке конструкции двух типов механических искусственных клапанов сердца одностворчатого "ПЛАНИКС-М* и двухстворчатого "ПЛАНИКС-Д". представляющих собой современное направление в мировой кардио-хирургической практике Для создания ИКС использованы биосовместимые материалы, обладающие большой прочностью и износоустойчивостью, а также разработана оригинальная конструкция поворотного механизма. Проведенные испытания гидродинамических характеристик ИКС 'ПЛАНИКС на специально созданном для этой цели пульедупликаторе. имитирующем функцию левых отделов сердца, показали, что отечественные протезы не уступают используемым в настоящее время зарубежным конструкциям. Клиническое применение нового вида ИКС позволило доказать, что протезы "ПЛАНИКС адекватно корригируют внутрисердечную гемодинамику, обладают более качественными гемодинамическими параметрами по сравнению с другими отечественными ИКС и соответствуют по клиническим характеристикам лучшим зарубежным аналогам.
Впервые проведен анализ ультраструктурных изменений поверхности ИКС в
процессе функции in vivo с использованием растровой электронной микроскопии и микрорентгенослектрального анализа, который выявил образование белково-материальных комплексов на поверхности протеза и доказал зависимость этого процесса от двух факторов - срока работы ИКС а организме и конкретной области поверхности протеза.
Впервые доказано, что ориентация ИКС при имплантации в аортальную и митральную позиции не влияет на гемодинамические характеристики протеза в ближайшем и в отдаленном периоде и должна выбираться хирургом с учетом индивидуальной архитектоники приточного и выходного отдела левого желудочка. Анализ результатов применения предложенной модификации операции сохранения подкла-панного аппарата при протезировании митрального клапана доказан ее эффективность в улучшении функции миокарда в интра- и послеоперационном периоде.
Разработан комплексный метод защиты миокарда, который дал возможность реализовать преимущества кардиоплегических растворов на основе крови, позволил снизить частоту развития острой сердечной недостаточности, обусловленной неадекватной защитой миокарда, и госпитальную летальность.
Впервые для объективизации оценки результатов хирургического лечения пороков у, функции протезов клапанов создана система OPERCARD, ориентированная на решение прикладных задач в области хирургического лечения приобретенных пороков сердца с учетом современных жестких требований к качеству применяемых ИКС Доказано, что использование системы OPERCARD позволяет оптимизировать процесс хирургического лечения приобретенных пороков сердца на осех этапах.
Практическая значимость полученных розультатоо. Разработанный одностворчатый ИКС серийно выпускается с 1992 г. под маркой "ПЛАНИКС-М" а виде 10 типоразмеров, предназначенных для имплантации в митральную и аортальную позиции. Проводится подготовка к серийному прсизводстау двухстворчатого ИКС "ПЛАНИКС-Д"
Впервые в СНГ решена задача выпуска ИКС в стерильной двухбарьерной упаковке. Для облегчения работы с протезом во время операции разработана оригинальная конструкция держателя ИКС.
Применение новых видов отечественных клапанов сердца "ПЛАНИКС*. использование предложенных модификаций техники операции и кардиопротекции позволили существенно улучшить непосредственные результаты хирургичеокого лече-
иия приобретенных пороков сердца, обеспечить высокое качество жизни пациентов в отдаленном послеоперационном периоде
Разработанные нами совместно с концерном "ПЛАНАР" ИКС "ПЛАНИКС". методики сохранения подклапанных структур при протезировании митрального клапана и комплексной кардиопротекции внедрены в практику работы лаборатории хирургии сердца БелНИИ кардиологии и кардиохирургических отделений 4-й городской клинической больницы г Минска. Одностворчатый протез "ПЛАНИКС-М* используется в Киевском НИИ сердечно-сосудистой хирургии
Данные, полученные при выполнении работы отражены в виде информационно-методического издания, утвержденного МЗ республики Беларусь 'Основные принципы диспансерного наблюдения и лечения больных с искусственными клапанами сердца' (1993) Материалы исследования включены в курс лекций для курсантов по циклу кардиологии в Белорусском институте усовершенствования врачей. БелНИИ кардиологии и БелНИИ экспертизы трудоспособности
Получены положительные решения по заявкам на авторские свидетельства N 1927-01 от 18.05.94 і Искусственный клапан сердца»; N 2594 от 21 03 95 сИскусственный клапан сердца»; N 2595 от 21.03 95 «Держатель протеза клапана сердца»; N 2596 от 21 03 95 «Искусственный клапан сердца»
Экономическая значимость полученных результатов. Позитивные результаты проведенного исследования позволили организовать серийное производство протезов "ПЛАНИКС. что дало возможность значительно сократить расходы на импорт и начать экспорт отечественных ИКС в страны СНГ.
В настоящее время имплантировано более 650 ИКС 'ПЛАНИКС-М' Прямой экономический эффект с учетом сложившихся на мировом рынке цен на искусственные клапаны сердца составил 850 000 S USA В дальнейшем при увеличении количества операций ежегодная экономия составит не менее 1 млн долларов США
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
1. Искусственные клапаны сердца "ПЛАНИКС-М" и "ПЛАНИКС-Д" имеют хорошие, не уступающие лучшим зарубежным аналогам, гидро- и гемодинамические характеристики и позволяют адекватно корригировать пороки сердца
2 Ориентация ИКС "ПЛАНИКС" при имплантации в аортальную и митральную позиции не влияет на гемодинамические характеристики протеза в ближайшем и в отдаленном периоде и должна выбираться хирургом с учетом индивидуальной архитектоники приточного и выходного отдела левого желудочка
-
Сохранение подклепанного аппарата при протезировании митрального клапана улучшает функцию миокарда в интра- и послеоперационном периоде и не »лиябт на гемодинамичесхив характеристики протезов ТТЛАНИКС*.
-
Комплексный метод кардиопротекции на основе кровяных кзрдиоплегиче-:ких растворов обеспечивает надежную защиту миокарда при коррекции приобретенных пороков сердца и улучшает непосредственные результаты операции.
-
Ультраструктурные изменения поверхности ИКС при длительной функции in ivo характеризуются образованием белково-материальных комплексов и зазисят от двух факторов - срока работы ИКС в организме и конкретной области поверхности протеза.
6. Использование системы экспертной оценки функции ИКС и результатов лечения OPERCARD позволяет оптимизировать процесс хирургической коррекции приобретенных пороков сердца на всех этапах.
Личный вклад соискателя. Диссертант совместно с соавторами участвовал в разработке конструкции двухстворчатого ИКС "ПЛАНИКС-Д", на этом этапе внес несколько существенных предложений по улучшению дизайна протеза и конструкции держателя ИКС. Был инициатором и принял участие э разработка мате* иатичесхого алгоритма оценки гидродинамических характеристик на пульсдупяиха-горе. Организовал совместно с соавторами клинические испытания протезов ПЛАНИКС и явился идеологом создания экспертной системы оценки функции ИКС а результатов хирургичесхого лечения OPERCAf.D. Разрзботзл с участием соавтс-эов и внедрил комплексный метод кардиопротекции, модифицировал технику операции сохранения подклапанных структур при протезировании митрального клапана. Пично прооперировал 252 пациента, участвовал в наблюдении и лечении больных после операции, анализировал непосредственные и отдаленныо результаты. Личное участие автора е выполнении диссертации оценизаатся з 75%.
Апробация результатов диссертации. Основные положения работы доложены на: П Всесоюзной конференции "Реализация математических методов с использованием ЭВМ в клинической и экспериментальной медицине' (Москва, 1987); /1 годичной научной конференции БелНИИ кардиологии (Минсх, 1990); 1 Всесоюзном съезде сердечно-сосудистых хирургов (Москва, 19S0). П балтийском съезде то-захальных и сердечно-сосудистых хирургов (Вильнюс, 1992); 1 Республиканской юнференции. "Информатика в медицине" (Минск, 1992); П Всероссийском съезде :ердечно-сссудистых хирургов (С. Петербург, 1993); 1Y съезде кардиологов Ук-заимы (Днепропетровск, 1993), 1 Республиканской научно-лрактичесхей конферен-
ции по сердечно-сосудистой хирургии (Минск, 1994); Ш съезде кардиологов Беларуси (Минск, 1994); Международной школе-семинаре 'Transfer processes in biomedical problems* Минск, 1995), Ш Балтийском съезде торакальных и сердечно-сосудистых хирургов (Талин, 1995).
Опубликооанность результатов. По материалам диссертации опубликовано 60 научных работ, из них 9 статей в журналах 'Здравоохранение Беларуси*, 'Медицинский реферативный журнал', «Медицинские новости». 'Biorheology', 49 тезисов, в том числе 21 в материалах международных конференций, съездов
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения. 9 глав, выводов, практических рекомендаций и списка литературы Материал исследования изложен на 165 страницах, содержит 40 таблиц и 44 иллюстрации Список литературы включает 173 отечественных и 370 зарубежных источников