Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы .12
1.1 Варианты оперативного вмешательства на восходящем отделе и дуге аорты 13
1.2 Методы защиты головного мозга при операциях на дуге аорты 21
Глава 2. Материал и методы 46
2.1 Дизайн исследования и критерии включения больных 46
2.2 Методы обследования пациентов .47
2.3 Интраоперационные методы исследования .54
2.4 Техника хирургического лечения аневризм восходящей аорты и дуги 57
2.5 Клиническая характеристика больных .64
2.6 Статистический анализ 75
Глава 3. Собственные результаты 77
3.1 Характеристика интраоперационных показателей 77
3.2 Оценка объемной скорости при АПГМ .81
3.3 Оценка ликворного давления .82
3.4 Анализ динамики КЩС во время АПГМ 84
3.5 Динамика коэффициента экстракции кислорода во время церебральной перфузии 89
3.6 Динамика уровня метаболитов (глюкозы, лактата) во время исследования .91
3.7 Результаты транскраниальной допплерографии 93
3.8 Оценка данных интраоперационной оксиметрии головного мозга 97
3.9 Оценка интраоперационного кровотечения 99
3.10 Госпитальная летальность, причины 100
3.11 Частота возникновения нелетальных осложнений 106
3.12 Динамика уровня глюкозы и лактата у больных с неврологическими осложнениями .111
3.13 Многофакторный анализ 113
Глава 4. Обсуждение результатов исследования .118
Заключение 141
Выводы .150
Практические рекомендации 151
Список литературы .153
- Варианты оперативного вмешательства на восходящем отделе и дуге аорты
- Техника хирургического лечения аневризм восходящей аорты и дуги
- Анализ динамики КЩС во время АПГМ
- Многофакторный анализ
Варианты оперативного вмешательства на восходящем отделе и дуге аорты
Одним из первых, кто пытался лечить аневризмы грудной аорты, был Willard de F, который указывал в своих работах на плохой прогноз пациентов с расширением аорты и подробно описывал методы лечения электричеством (Willard de F, 1901). Несколько позднее Carrel A. в работе «Experimental surgery of aorta and heart» указал на возможность применение бокового обхода в качестве варианта при протезировании аневризмы аорты [Carrel A., 1910].
Хирургия аневризм грудной аорты активно развивалась после первой успешной резекции аневризмы грудной аорты, которую выполнили Alexander и F. Byron в 1944 г. До середины 20 века, как в СССР, так и зарубежом в качестве основной техники при лечении аневризмы аорты применялось окутывание различными тканями. Метод окутывания существует и в настоящее время, однако, встречается все реже и основными показаниями для его применения являются пограничные расширения аорты.
Впервые в Советском Союзе лавсановый синтетический протез был применен Бакулевым А.Н. в 1952 г и Мешалкиным Е.Н. в 1958 г. при резекции аневризмы дуги аорты.
Основоположник кардиохирургии M. DeBakey в 1957 г. для выключения аневризмы дуги из кровотока и ее удаления применял обходные аорто-аортальные и артериальные шунты. В качестве варианта, операция могла продолжаться протезированием дуги аорты и удалением временно созданных шунтов (Рис. 1.1). В настоящее время данная методика не применяется, однако, идея наложения артериальных шунтов жива и иногда используется при расслоении аорты с синдромом мальперфузии или при этапном сочетанном хирургическом лечении. [Мироненко В.А. и др. 2013].
Только с появлением метода искусственного кровообращения появилась возможность проводить вмешательства на дуге аорты в том виде, как они выполняются в настоящее время. Впервые в 1957 году М. E. DeBakey и D.A.Cooley выполнили протезирование дуги аорты с применением церебральной перфузии через брахиоцефальные артерии [DeBakey M. E. 1957]. Первые результаты хирургического лечения оказались неудовлетворительными, госпитальная летальность составила 50%, а в течение года остались живы только 2 пациента из 10 [Cooley D.A., 1957]. В качестве основной причины высокой летальности выдвигалось несовершенное строение аппарата искусственного кровообращения. В последующие 10 лет на дуге аорты было выполнено всего лишь 39 операций, причем полное ее замещение произведено только у 10 пациентов (Isselbacher 2005). В зависимости от степени расширения дуги аорты, наличия, протяженности, расположения и количества фенестраций при расслоении, реконструкция требует различной оперативной тактики и техники.
В настоящие дни основными вариантами реконструктивных операций на дуге аорты являются протезирование по методике полудуги («hemiarch»), полное протезирование с формированием анастомоза по типу «конец-в-конец» или «хобот слона» (операция Борста) с имплантацией брахиоцефальных артерий на единой площадке или с применением многобраншевого протеза [Бокерия Л.А., 2013] Получают широкое распространение «гибридных» технологии с применением стент-графтов.
Операция по методике Бенталла с протезированием полудуги может быть выполнена у пациента с аортальной недостаточностью высокой степени и аневризмой восходящей аорты и проксимальной части дуги (Рис.1.2).
Для пациентов с протяженной аневризмой дуги, нисходящей грудной и брюшной аорты в 1988 г. Borst предложил выполнять полное протезирование с формированием дистального анастомоза таким образом, чтобы в дистальном направлении оставался участок свободного сосудистого протеза. Данная техника предназначена для облегчения последующих оперативных вмешательств на нисходящей аорте (рис. 1.3).
Одним из важных моментов при полном протезировании дуги аорты является возможность имплантации брахиоцефального ствола, левой общей сонной и левой подключичной артерий на единой площадке (рис. 1.4). При аневризме без расслоения или при отхождении брахиоцефальных артерий от истинного просвета при расслоении аорты, при отсутствии фенестраций, распространяющихся на устья возможно проводить имплантацию на единой площадке, что приводит к уменьшению времени работы на данном этапе.
Выбор оптимального по объему хирургического вмешательства на дуге аорты зависит не только от диаметра в проксимальном или дистальном участке. При расслоении аорты особое внимание следует уделять наличию и расположению фенестрации, отхождению брахиоцефального ствола, левых сонной и подключичной артерий от истинного или ложного просвета.
При наличии фенестрации по малой кривизне аорты, не уходящей в дистальном направлении, выполняется иссечение интимы до уровня распространения фенестрации и проводится протезирование по методу «hemiarch» с устранением ложного просвета [Svensson, 1993]. Подобная техника часто применяется при остром расслоении аорты. При хроническом расслоении также возможно протезирование по типу «hemiarch», при условии, что дистальный отдел дуги не более 4 см, при этом участки отслоенной интимы иссекаются в дистальном направлении. Протезирование дуги аорты с удалением участка фенестрации с устранением ложного просвета и направлением кровотока в истинный просвет является оптимальной стратегией при лечении расслоения. Это связано с тем, что при отсутствии фенестраций в нисходящей аорте происходит тромбирование ложного канала.
При распространении расслоения на ветви дуги аорты с образованием фенестрации в области устья или устьев и при полном отрыве одного или нескольких устьев – отхождении их от ложного просвета прибегают к протезированию одной или нескольких брахиоцефальных артерий с последующей имплантацией их в протез дуги аорты. В подобных ситуациях оптимальным решением является применение многобраншевого протеза дуги аорты [Чернявский, 2006, Белов, 2007].
В случаях хронического расслоения при невозможности устранения ложного просвета при полном протезировании дуги вследствие узкого истинного просвета возможно применение методики клиновидного иссечения отслоенной интимы в дистальном направлении за левую подключичную артерию. В подобных ситуациях кровоток направляется как в истинный, так и ложный канал [Малашенков А.И. 2005, 2006].
Существуют хирургические методики протезирования брахиоцефальных артерий отдельными сосудистыми протезами с последующим формированием трифуркационного протеза и вшивания его в протез восходящей или дуги аорты. На этапе наложения анастомозов в качестве защиты головного мозга применяется антеградная церебральная перфузия через браншу протеза [Mashiko, 2000; Spielvogel, 2002].
При невозможности имплантации устьев ветвей дуги на единой площадке Griepp предложил вшивать ее в отдельный протез, а после протезирования восходящего отдела и дуги имплантировать его в бок основного протеза (Рис. 1.6) [Galla, 1999].
Техника хирургического лечения аневризм восходящей аорты и дуги
Аневризма восходящего отдела и дуги аорты с расслоением стенки или без него в хронической стадии является абсолютным показанием к плановому хирургическому вмешательству вследствие высокого риска разрыва с летальным исходом. Острое расслоение аорты I, II и IIа типа является показанием к экстренному оперативному вмешательству.
Ниже представлена краткая характеристика анестезиологических, хирургических методик и приемов, применяемых в непосредственно в операционной.
Пациенты подавались в операционную после премедикации реланиумом и промедолом, которые вводили внутримышечно за 30 мин до подачи. Общая анестезия проводилась седуксеном, пропофолом, фентанилом, ингаляционными анестетиками (изофлуран или севоран), релаксацию осуществляли ардуаном.
Сразу после поступления пациента в операционную проводили постоянный ЭКГ контроль, прямым методом измеряли артериальное и центральное венозное давление. В луковицу левой яремной вены проводили катетер для забора образцов крови и определения газового состава во время перфузии головного мозга. На уровне 3-4 поясничных позвонков катетеризировали спинномозговой канал для постоянного измерения ликворного давления. Искусственное кровообращение осуществляли по стандартной методике на аппаратах Gambro или An. Optical с мембранными оксигенаторами фирмы Dideco. До заполнения артериальной магистрали исходным раствором в контур АИКа к артериальной магистрали присоединяли через переходник 10-10-6 мм дополнительную магистраль диаметром 6 мм для возможности установки в устье левой общей сонной артерии на этапе протезирования дуги аорты и проведения бигемисферальной АПГМ. Во время искусственного кровообращения применяли гипотермию от 18 до 26C. Среднее давление в аорте поддерживали в пределах 60-70 мм рт.ст., а центральное венозное давление 6-9 мм рт. ст. Объемная скорости перфузии составляла 2,4-2,6 л/мин/м. (средняя 2,5±0,2 л/мин/м), а объемная скорость АПГМ при этапе вмешательства на дуге аорты и остановки системного ИК 400-1000 мл/мин.
Защита миокарда является важным аспектом при выполнении операций на восходящем отделе и дуге аорты. Подобные оперативные вмешательства сопровождаются продолжительным пережатием аорты, что требует точного выполнения протокола методики введения кардиоплегии. Защиту миокарда проводили фармакохолодовой плегией раствором «Кустадиол» и наружным охлаждением ледяной крошкой. Раствор вводили антеградно в устья коронарных артерий, либо, при невозможности – ретроградно через коронарный синус в объеме 1500 мл. Повторное введение раствора проводили через 90 мин, а следующие осуществляли через каждые 60 мин пережатия аорты в объеме 500 мл.
Для подключения артериальной магистрали аппарата искусственного кровообращения, а также учитывая метод защиты головного мозга, открытым хирургическим способом выделяли: общую бедренную артерию (в 34 случаях) или правую подмышечную артерию (в 77 случаях).
При канюляции канюляции подмышечной/подключичной артерий доступ выполняли до осуществления срединной стернотомии. Пациента укладывали на спину, для лучшей визуализации под плечи подкладывали валик, голову ротировали в противоположную сторону. Операционное поле обрабатывали раствором муравьиной кислоты и антисептиками. При надключичном доступе, выполненном нами в 12 случаях, кожный разрез начинали на 2 см латеральнее ярёмной ямки и на 1 см выше ключицы и проводили параллельно ей на 5 см. В подкожной жировой клетчатке лигировали наружную яремную вену. После рассечения коагулятором латеральной ножки грудинно-ключично-сосцевидной мышцы, визуализировали переднюю лестничную мышцу и диафрагмальный нерв. Нерв отодвигали в сторону, а мышцу пересекали. Подключичную артерию обходили тесемками и брали на турникеты.
При подключичном доступе к подмышечной артерии, применяемом преимущественно в исследовании, выполненном у 65 больных, кожный разрез длиной 5 см проводили от точки, расположенной непосредственно под ключицей, на границе средней и латеральной трети, по дельтопекторальной борозде. После рассечения подкожной жировой клетчатки, фасции, большую грудную мышцу разводили вдоль волокон и визуализировали малую грудную мышцу, которую пересекали коагулятором в поперечном направлении. После отведения жировой клетчатки визуализировали боковую ветвь плечевого сплетения и подмышечную артерию. После перевязки торакоакромиальной ветви обходили артерию тесемками и брали на турникеты (рис. 2.9).
Для доступа к общей бедренной артерии (n=34), выполняемом на начальных этапах или в случае невозможной канюляции подключичной артерии, выполняли кожный разрез вдоль линии Кена, на 2 см выше паховой складки и протяженностью 6 см. После рассечения подкожной жировой клетчатки, обнажали собственную фасцию бедра, которую рассекали по ходу артерии. Медиально визуализировали общую бедренную вену, латерально – общую бедренную артерию, которую обходили тесьмами и брали на турникеты.
После подготовки к канюляции одной из магистральных артерий, а в случаях с бедренной артерии одновременно, выполняли срединный кожный разрез и срединную стернотомию, Т-образное вскрытие перикарда. После системной гепаринизации выполняли канюляцию и подключение артериальной магистрали к подключичной/подмышечной/бедренной артерии с применением канюль размерами 20-22 F. Выполняли раздельную канюляцию полых вен. Далее начинали искусственное кровообращение с охлаждением.
Уровень гипотермии определяли исходя из принятой стратегии защиты головного мозга. В случаях применения унилатеральной АПГМ через правую подключичную/подмышечную артерию пациент охлаждался до 22 C. При бигемисферальной перфузии нами использовалась глубокая гипотермия 18-20C, и умеренная гипотермия - 26C.
Обходы полых вен проводили тесемками и пережимали турникетами, дренаж левого предсердия проводили через правую верхнюю легочную вену. После возникновения фибрилляции желудочков пережимали восходящую аорту и Т-образно вскрывали, выполняли фармакохолодовую кардиоплегию.
Первым этапом в зависимости от состояния корня аорты: поражения и состоятельности створок аортального клапана, устьев коронарных артерий выполняли или супракоронарное протезирование восходящего отдела, или протезирование клапансодержащим кондуитом по методу Бенталла.
За время выполнения первого этапа операции (вмешательство на корне и восходящей аорте) достигался заданный уровень гипотермии. Перед остановкой ИК выделяли, обходили тесемками и брали на турникеты брахиоцефальные артерии
Второй этап операции начинался с опускания вниз головного конца, остановки ИК и АПГМ через правую подключичную/подмышечную артерию, предварительно пережав брахиоцефальный ствол турникетом. Затем пережимали левую общую сонную и левую подключичную артерии. Снимали зажим с аорты и продольно вскрывали аневризму дуги аорты по передней стенке. В 33(29,7%) случаях при антеградной перфузии головного мозга применяли прямую канюляцию брахиоцефальных сосудов катетером Фолея или катетером с раздувающимся балончиком. В остальных случаях для перфузии использовали подключичную/подмышечную артерию при пережатом брахиоцефальном стволе в сочетании или без канюляции левой общей сонной артерии (рис. 2.10 и рис. 2.11).
В случаях, когда дуга аорты была незначительно расширена, при наличии фенестрации в проксимальном отделе, особенно в случаях при острой патологии выполняли протезирование по типу «полудуги». Выполняли фиксацию отслоенной интимы по окружности отдельными швами на тефлоновых прокладках или непрерывным швом на тефлоновых полосках. После накладывали дистальный анастомоз между сосудистым протезом и дугой.
Анализ динамики КЩС во время АПГМ
Анализа динамики кислотно-щелочного состояния в исследуемых группах показал отсутствие статистически значимых различий между средними значениями уровня напряжением кислорода в артериальной крови и дефицитом оснований (Табл. 3.3, 3.4, 3.5). Насыщение кислорода в артериальной крови SаO2 составило в среднем 98,6% (от 96,7 до 100%), различия между группами по данному показателю не выявлено. Уровень гематокрита во время АПГМ поддерживался на уровне 23-24% при любом типе АПГМ.
Вследствие обратно пропорциональной зависимости между температурой и растворимостью газа гипотермия вызывает развитие метаболического алкалоза за счет повышения растворимости в крови СO2. Наиболее выраженное развитие метаболического алкалоза выявлено в группе с глубокой гипотермией (максимальное значение 7,68±0,06, PjCCh 37±3,6 через 2 часа), и унилатеральной перфузией (максимальное значение 7,72±0,05, PJCO2 38±4,2 через 4 часа) головного мозга. Различия обусловлены различным уровнем гипотермии. Одними из важнейших показателей, отражающих возможное нарушение кровообращения и кислородную задолженность, являются уровни насыщения и напряжения кислородом венозной крови. Измеренные согласно протоколу уровни этих показателей (SvO2 и PvO2) представлены на рис. 3.6.
Показатели сатурации венозной крови на протяжении всего периода АПГМ сохранялись на высоком уровне, значение варьировало от 75 до 64%, при этом средние значения в каждой временной точке не имели различий при межгрупповом сравнении Изучая динамику данных SvO2, нами выявлена тенденция к уменьшению насыщения кислородом венозной крови во время церебральной перфузии во всех группах. К 60 минуте АПГМ насыщение кислородом венозной крови в среднем у пациентов всех групп уменьшилось на 8-9%, при этом степень снижения в каждой из групп (дельта исходного значения и значения в конкретный временной промежуток) не отличалось от остальных (I vs II p=0,89; I vs III p=0,78; II vs III p=0,86) Уменьшение сатурации кислорода в венозной крови во время церебральной перфузии возможно свидетельствует о постепенно нарастающей кислородной задолженности, несмотря на то, что показатели сохраняются в пределах допустимых норм.
Данные анализа динамики напряжения кислорода являются более показательными по сравнению с сатурацией кислорода. Мы обнаружили значимые различия по исходному до циркуляторного ареста уровню РjO2 (I vs II p=0,034; I vs III p=0,013; II vs III p=0,0213) между группами. Возможно эти различия объясняются уровнем охлаждения пациента и замедлением метаболизма ГМ в условиях глубокой гипотермии. В связи с этим в группе с глубокой гипотермией PjO2 составило 64±2,7 мм рт ст, а в группе с умеренной гипотермией - 45±2,9 мм рт ст. За время же АПГМ уровень PjO2 колебался от 33 до 45 мм рт. ст. и не выявлено статистически значимого снижения напряжения кислорода в оттекающей венозной крови в каждой из исследуемых групп ни в какой временной точке, и (Рис. 3.7).
Многофакторный анализ
При выполнении многофакторного анализа, с целью выявить факторы, способствующие развитию неврологических нарушений на фоне антеградной перфузии головного мозга, была проведена процедура, включающая 4 этапа: 1) вычисление корреляционной матрицы; 2) извлечение факторов; 3) выбор факторов и их вращение для упрощения структуры данных; 4) интерпретация факторов.
Сформированная корреляционная матрица была использована для извлечения факторов методом главных компонент. Методом главных компонент было выделено 8 факторов, объясняющих вклад в общую дисперсию данных в объеме 75% (влияющих на вероятность развития неврологических нарушений). Все выделенные факторы имели собственные значения, превышающие 1,0.
На рисунке 3.29 представлен график собственных значений 8 факторов, с использованием графического метода «теста каменистой осыпи» Кеттелла. После извлечения факторов, вращение факторной структуры было произведено методом Варимакс, что позволило сформировать матрицу факторных нагрузок для выделенных 8 факторов (далее указаны отдельно для каждого из выделенных факторов).
Фактор №1 наиболее сильно нагружается переменной «Артериальная гипертензия», имеющую факторную нагрузку 0,832, что демонстрирует повышенный риск развития неврологических нарушений, связанный с артериальной гипертензией. В нашем исследовании абсолютное большинство пациентов (20 пациентов) с неврологическими осложнениями имели АГ 3 ст, в связи с чем данный фактор должен быть интерпретирован как Артериальная гипертензия 3 ст.
Фактор №2 сильнее всего нагружает переменную «Время антеградной перфузии головного мозга» с факторной нагрузкой 0,874. В нашем исследовании, после классификации времени антеградной перфузии на интервальные промежутки, негативное влияние в отношении риска развития неврологических нарушений было зарегистрировано в подгруппе пациентов, перенесших антеградную перфузию в течение 75 и более минут (Рис 3.30)
Фактор №3 сильнее всего нагружает переменную «Полное протезирование дуги аорты» с факторной нагрузкой 0,796. У абсолютного большинства пациентов в нашем исследовании (21) после выполнения полного протезирования дуги аорты (69) были зарегистрированы неврологические нарушения той или иной степени выраженности. (Рис 3.31)
Фактор №4 оказывает наибольшую факторную нагрузку 0.784 в отношении переменной «Полиорганная недостаточность» и объективно отражает наличие неврологических нарушений у абсолютного большинства пациентов, имевших полиорганную недостаточность.
Фактор № 5 нагружает переменную «Время искусственного кровообращения» с факторной нагрузкой 0,763. В нашем исследовании, после классификации времени искусственного кровообращения на интервальные промежутки, негативное влияние в отношении риска развития неврологических нарушений было зарегистрировано в подгруппе пациентов, переносивших процедуру искусственного кровообращения в течение 300 и более минут.
Фактор № 6 нагружает переменную «Время пережатия аорты» с факторной нагрузкой 0,756. После классификации времени пережатия аорты на интервальные промежутки, негативное влияние в отношении риска развития неврологических нарушений было зарегистрировано в подгруппе пациентов, переносивших процедуру пережатия аорты в течение 200 и более минут.
Фактор №7 сильнее всего нагружает переменную «Бигемисферальная антеградной перфузии головного мозга» с факторной нагрузкой 0,752. В нашем исследовании абсолютное большинство пациентов (19) с неврологическими осложнениями перенесли именно бигемисферальную АПГМ (63). (Рис 3.32)
Фактор №8 нагружает три переменные – «Полиорганная недостаточность» с факторной нагрузкой 0,768, «Сочетанная почечно-печеночная недостаточность» с факторной нагрузкой 0,687 и «Пневмония» с факторной нагрузкой 0,646. Сочетание данных переменных в нашем исследовании создавало наиболее неблагоприятные условия для риска развития неврологических осложнений.