Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Послеоперационный стерномедиастинит. Современное состояние вопроса 11
1.2 Определение и классификация 13
1.3 Этиология 15
1.4 Факторы риска 16
1.5 Патогенез 20
1.6 Профилактика 21
1.7 Диагностика 30
1.8 Лечение 33
1.9 Место вакуум-терапии в лечении ПСМ 38
Глава 2. Материалы и методы исследований
2.1 Общая характеристика исследования 43
2.2 Общая характеристика пациентов 47
2.3 Характеристика пациентов по группам исследования 49
2.4 Методы клинических исследований 52
2.5 Методы лабораторных исследований 53
2.6 Методы морфологических исследований 55
2.7 Хирургическая тактика 56
2.8 Техника применения вакуум-терапии 59
Глава 3. Результаты исследований
3.1 Результаты клинических исследований 63
3.2 Результаты лабораторных исследований 66
3.3 Результаты морфологических исследований 68
Глава 4. Обсуждение результатов исследований
4.1 Общая характеристика пациентов 74
4.2 Результаты клинических исследований 75
4.3 Результаты лабораторных исследований 78
4.4 Результаты морфологических исследований 81
4.5 Тактика применения вакуум-терапии у пациентов с ПСМ 83
Заключение 86
Выводы 91
Практические рекомендации 92
Список литературы 94
- Факторы риска
- Место вакуум-терапии в лечении ПСМ
- Результаты морфологических исследований
- Тактика применения вакуум-терапии у пациентов с ПСМ
Факторы риска
Идентификация факторов риска и оптимизация состояния пациента – первоочередные меры профилактики ПМС. Согласно данным литературы, факторы риска можно подразделить на предоперационные, интраоперационные и послеоперационные [5]. Эти факторы, в свою очередь, можно классифицировать на пациент-зависимые, операционные и внешние. Пациент-зависимые факторы риска включают: возраст, ожирение, диабет, курение и ХОБЛ, почечную недостаточность [42, 44, 62, 94, 111, 114, 115, 146].
Ожирение – сильный, независимый фактор риска развития ПСМ [89]. Несмотря на то, что индекс массы тела (ИМТ) не позволяет напрямую судить об общей массе жировой ткани человека, наблюдается строгая прямая. Prabhakar G. С соавторами проанализировали крупную когорту пациентов из базы данных Американского общества торакальных хирургов и показали, что относительный риск ПСМ составлял 2,22 (95 % ДИ 2,01-2.45) среди пациентов с ожирением средней степени (ИМТ 35-39,9) и достигал 3,15 (95 % ДИ 2,79-3,55) в группе пациентов экстремального ожирения (ИМТ 40) [178]. И это связано не только с техническими сложностями вмешательства, создаваемыми избытком жировой ткани, но и с худшей способностью антибиотиков проникать в жировую клетчатку [89].
Другой важнейший фактор риска – сахарный диабет. Негативное влияние диабета в отношении раневого процесса хорошо известно, так же, как и в отношении гуморального иммунитета [45]. Halcos M. E. с коллегами показали, что повышенный предоперационный уровень гликированного гемоглобина (HbA1c) и особенно гипергликемия в периоперационном периоде – предикторы худших исходов кардиохирургических вмешательств [60].
Пациенты с неудовлетворительным питательным статусом также образуют группу, ассоциированную с высоким риском развития послеоперационных инфекций. Питательный статус может быть оценен при помощи измерения биометрических показателей, данных о немотивированной потере веса, а также на основании оценки уровня альбумина сыворотки в биохимическом анализе крови. Потапов Е. с соавторами, проведя анализ данных более 22 тыс. пациентов показали, что риск послеоперационных инфекционных осложнений был значимо выше среди пациентов с ИМТ 20 [78]. Van Venrooij L. M. с коллегами изучили питательный статус 331 пациента, и установили, что дооперационная потеря 10 % массы тела в течение 6 месяцев и ИМТ 21 ассоциированы с высоким риском возникновения послеоперационных инфекционных осложнений [140]. Rapp-Kesek D. и коллеги также установили связь между низким предоперационным уровнем альбумина и повышенным риском развития послеоперационных стерномедиастинальных инфекций [145]. В недавнем исследовании Yu P. J. и соавторы (2015) показали, что дооперационный уровень преальбумина менее 20 мг/дл связан с 6-кратным увеличением риска послеоперационных инфекционных осложнений (28,1 % vs 5,4 %) [80].
Еще одним значимым фактором риска развития ПСМ является хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) [111, 139].
Более высокий риск развития инфекционных осложнений среди больных ХОБЛ наиболее очевидно может быть связан с генерализованной гипоксемией тканей и применением глюкокортикостероидов в до- и послеоперационном периоде, что оказывает известное негативное влияние на процессы тканевой репарации [138]. Во многих исследованиях показывается четкая связь ХОБЛ с высоким риском развития ПСМ [102, 113, 138].
Другой не менее важный фактор риска – хроническая болезнь почек (ХБП) и хроническая почечная недостаточность (ХПН) [138, 139].
Cooper W. A. и соавторы изучили данные 483 914 пациентов, перенесших операции коронарного шунтирования и показали прямую корреляцию риска развития ПСМ со степенью почечной недостаточности. Так, в группе больных со средней степенью ХПН частота развития стерномедиастинитов в послеоперационном периоде увеличивалась в 1,5 раза и более чем в 2 раза в группе с тяжелой степенью ХПН по сравнению с группами пациентов без и с легкой степенью почечной недостаточности, где частота послеоперационных стерномедиастинитов статистически значимо не различалась [81].
Есть несколько важных хирургических факторов, которые считаются значимыми в формировании риска развития ПСМ. К ним относится техника забора внутренней грудной артерии (ВГА). Выделение ВГА вместе с окружающими ее тканями (сопутствующими внутренними грудными венами и мышечно-жировым лоскутом) ассоциировано с более высоким риском развития ПСМ среди пациентов, перенесших операции прямой реваскуляризации миокарда [111, 115]. Риск ПСМ также выше, если для реваскуляризации используются обе внутренние грудные артерии, что особенно сильно ассоциировано с инфекционными осложнениями среди пациентов с сахарным диабетом. Тем не менее, этот эффект нивелируется, если обе ВГА выделяются с применением техники скелетизирования ВГА [173, 190].
Другие интраоперационные факторы, повышающие риск возникновения послеоперационных стерномедиастинитов, включают: продолжительность операции, время искусственного кровообращения, экстренность вмешательства, чрезмерное использование костного воска, злоупотребление электрокоагуляцией [45, 94, 111, 118, 140, 146, 171].
В раннем послеоперационном периоде, в отношении профилактики ПСМ инфекций, важное значение своевременная коррекция гипергликемических состояний, анемии, электролитных нарушений, а также адекватная антибактериальная терапия [137].
Послеоперационные хирургические кровотечения, требующие рестерното-мии – другой независимый фактор риска развития ПСМ [62, 151, 171]. Это может быть связано с риском повторной бактериальной контаминации стернотомной раны, отрицательным эффектом анемии на раневой процесс, а также с сопутствующей гемодинамической нестабильностью [151]. Послеоперационные трансфузии компонентов крови статистически значимо увеличивают риск развития ПСМ [118, 152, 204]. Так, в своем исследовании Crabtee T. D. с соавторами показали, что эффект увеличения риска развития ПСМ после трансфузий компонентов крови в послеоперационном периоде является дозозависимым [118]. Результаты исследования Vymazal T. и соавторов также подтвердили эту зависимость [92].
Длительная искусственная вентиляция легких в послеоперационном периоде и длительное пребывание в ОРИТ также являются факторами риска развития ПСМ [18, 62, 85, 110, 167]. Травматизация послеоперационной раны в связи с длительным кашлем, несоблюдением режима в послеоперационном периоде (сон на боку, падения, психозы), отсутствие корсета грудной клетки также являются значимыми послеоперационными факторами риска развития стерномедиастинальных септических осложнений и диастаза грудины [110, 137].
Место вакуум-терапии в лечении ПСМ
В настоящее время вакуум-терапия занимает важное место в хирургическом лечении ран. Общий принцип вакуум-терапии заключается в использовании данного метода для дренирования раны. Как правило, лечение ПСМ включает раннюю хирургическую ревизию раны с последующим дренированием. Вакуумная дренажная система герметично закрывает рану средостения. Благодаря пластичности полимерной губки, отрицательное давление распространяется по всей поверхности раны и обеспечивает адекватное дренирование [198].
Помимо превосходства вакуумного дренирования, данная методика сближает края раны и стабилизирует каркас грудины [196].
Обеспечивая герметичность раны, вакуумная система сохраняет доступ к раневой поверхности во время смены повязки, что позволяет визуально контролировать раневой процесс, проводить дополнительную хирургическую обработку, что позволяет добиться полного очищения поверхности в кратчайшие сроки [183, 197].
После очищения, рана может закрываться с помощью вторичных швов или с помощью реконструкции грудной стенки [141].
Тем не менее, сроки проведения вакуумной терапии и критерии ее продолжительности окончательно не определены. Так, в различных исследованиях, показавших преимущество вакуум-терапии в лечении ПСМ, средняя продолжительность периода применения вакуумного дренирования варьируется от 9 до 38 дней [67, 82, 108, 195].
Столь широкая вариабельность данных может свидетельствовать об отсутствии стандартизованного подхода к применению вакуум-терапии, а также отсутствии общепринятых доказательных критериев установления необходимой продолжительности воздействия до достижения необходимого терапевтического эффекта. Обычно, в определении необходимой продолжительности цикла вакуум-терапии, хирургу позволяет ориентироваться время до очищения раны и стабильного получения отрицательных бактериологических посевов. Согласно отдельным рекомендациям, в некоторых случаях также может быть рекомендовано краткосрочное применение вакуум терапии ( 21 дня) с последующим ранним прямым закрытием грудины [135].
Механизм положительного влияния вакуум-терапии объясняется улучшением перистернальной тканевой перфузии за счет расширения просвета артериол, снижением локальной бактериальной нагрузки, стимуляцией образования грануляционной ткани, а также направленной деформацией раны со способствованием сближению ее краев [65, 108, 198].
По мнению многих авторов, вакуум-терапия является перспективным методом ускорения репаративных раневых процессов [57, 95]. Применение эластичного пористого материала для заполнения полости раны позволяет равномерно распределить макро- и микронапряжение. Макронапряжение обеспечивает сближение краев раны, прямой и полный контакт дна раны с повязкой и непрерывное удаление раневого отделяемого [117, 193].
Микронапряжение описывается, как воздействие на клеточном уровне, стимулирующее обменные процессы в тканях раны, что выражается уменьшением отека, облегчением миграции фагоцитарных клеток и, следовательно, более быстрым очищением раны. Аспиратор генерирует отрицательное давление, стимулирующее перфузию поверхности раны, что должно ускорять формирование гранулярной ткани. Вместе с улучшением тканевой перфузии раны, стимулируется проникновение антибиотика в зону интереса. Все это позволяет выполнять пластическое закрытые ран и получать хорошие результаты в более ранние сроки [22, 124, 172].
В ряде исследований на животных было показано, что образование грануляционной ткани происходит быстрее при использовании вакуумного дренирования в переменном режиме [26, 198].
Вакуум-терапия по-разному воздействует на кровоток на уровне микрососудистого русла, снижая его в тканях на расстоянии 0,5 см, и повышая на расстоянии от 0,5 до 2,5 см от края раны [58]. Таким образом создается зона гипоперфузии и зона гиперперфузии, причем размер этих зон зависит от величины воздействующего отрицательного давления. Лучший результат переменной вакуумной терапии может объясняться тем, что зона гипоперфузии, возникающая непосредственно вблизи краев раны во время цикла воздействия высоких величин отрицательного давления, значительно уменьшается или полностью нивелируется во время цикла воздействия низких величин отрицательного давления. Таким образом, переменная вакуум терапия позволяет поочередно вызывать гиперперфузию, и, соответственно, стимулировать обменные и регенераторные процессы, во всех слоях тканей раны.
Также влияние различных уровней давления было отражено в исследовании McCord S. S. и соавторов где применяли отрицательное давление в диапазоне от -50 до -125 мм рт.ст. [121]. В свою очередь, это положительно влияло на уменьшение объема раны, изменения кровотока и стимуляцию роста грануляционной ткани [26, 56,58].
Как видно из приведенных данных, оптимальные и наиболее эффективные параметры проведения вакуум терапии не определены. Сегодня наиболее часто рекомендуемым режимом вакуумной терапии, как и на момент внедрения метода в практику, является создание постоянного отрицательного давления в ране, величиной 100-120 мм. рт. ст.. Однако в литературе отсутствует данные о сравнительной эффективности различных величин отрицательного давления и сравнительной эффективности постоянного и переменного режимов разряжения. Помимо этого, не существует фундаментальных исследований биологии раневого процесса при различных режимах вакуум-терапии. Таким образом вопрос о создании оптимального режима вакуум-терапии остается открытым.
В 2013 году Yu A. W. и соавторами был предпринят сетевой обзор всех имеющихся исследований, сравнивающих эффективность вакуум-терапии и традиционных методов хирургического ведения ПСМ [84]. Хотя среди доступных доказательств нет рандомизированных клинических исследований, имеющиеся ретроспективные и проспективные наблюдательные исследования показывают результаты, говорящие в пользу вакуум-терапии. Результаты, говорящие в пользу вакуум терапии, зарегистрированы в отношении таких показателей, как: скорость заживления раны, общая продолжительность госпитализации, госпитальная смертность и частота рецидива инфекции в послеоперационном периоде [66, 93, 123, 125, 154, 196, 197, 199].
В ряде исследований применение методики вакуум-терапии также продемонстрировало улучшение со стороны респираторной функции и гемодинамики у пациентов с открытой грудной клеткой [79, 108, 198] и ассоциировалась с лучшими показателями выживаемости среди пациентов с ПСМ [2, 150, 169].
Baillot R. с коллегами предоставили результаты 15-летнего обзора 25 000 стернотомий и показали, что применение вакуум-терапии ассоциировалось с существенным снижением внутригоспитальной (4,8 % vs. 14,1 %, P = 0,01) и отдаленной (61 % vs. 88 %, P = 0.02) летальности [79]. Помимо применения метода вакуум-терапии, как моста к реконструкции и/или закрытию грудины, опубликованы данные о его использовании в качестве самостоятельного метода лечения [70]. Отрицательные результаты культурологического исследования крови, глубина раны менее 4 см, и малая степень костной экспозиции и нестабильности грудины – факторы, наиболее часто ассоциируемые с успешным применением вакуум терапии, как самостоятельного метода лечения [67].
Осложнения при использовании вакуум-терапии редки, но потенциально опасны и включают риск развития кровотечения и повреждения подлежащих тканей, в том числе разрыв стенки правого желудочка, который может иметь фатальные последствия [7, 87]. Предположительные механизмы развития кровотечений включают инфекционное изъязвление стенок сосудов или комбинацию механической травмы и нарушения целостности стенки правого желудочка вследствие его разрыва [127, 149]. Состояния, способствующие нарушению целостности стенки правого желудочка, включают его предшествующую ишемию/инфаркт с истонче-нием/дилатацией его стенки, а также воспаление, как следствие медиастинита, и хирургическую травматизацию [160]. Поскольку передняя стенка правого желудочка прилежит грудине, которая в следствие стернотомии может иметь неровные, острые края, она может повреждаться, двигаясь относительно грудины во время сердечного и дыхательного циклов [122, 191].
Приведенные выше клинические исследования о применении вакуум-терапии в клинической практике показывают эффективность данного метода с минимальной степенью риска для пациентов. Однако, нам данные исследования представляются неполными, так как при анализе как отечественной, так и зарубежной литературы нам не удалось найти данные об оптимальных сроках применения вакуум-терапии и доказательных критериях ее своевременного прекращения для достижения оптимального терапевтического эффекта; также в доступной литературе нам не удалось найти клинических исследований, которые бы сравнивали различные методы (постоянной, переменной) вакуум терапии при лечении ПСМ. В связи с вышесказанным, нам представляется перспективным проведение научного исследования, целью которого является разработка оптимального режима вакуум-терапии. Данное исследование планирует сравнительную оценку различных параметров вакуум-терапии. На наш взгляд, результаты подобного клинического исследования позволят повысить клиническую эффективность применения вакуум-терапии и улучшить результаты лечения ПСМ в целом.
Результаты морфологических исследований
В первую фазу раневого процесса (4-е сутки лечения ПСМ) в биоптатах регистрировались отек и лейкоцитарная инфильтрация мягких тканей. И если степень лейкоцитарной инфильтрации во всех группах наблюдения представлялась примерно одинаковой, то выраженность отека при переменном режиме вакуум-терапии (I группа пациентов) оказалась заметно меньше (рисунки 7, 8).
Значительное влияние на скорость заживления в первой фазе раневого процесса оказывают макрофаги, осуществляющие фагоцитоз детрита и стимулирующие ангиогенез и коллагенизацию. На основе иммуногистохимического исследования было показано, что при использовании в процессе лечения вакуум-терапии (I и II группы пациентов) интенсивность макрофагальной колонизации кожи и мягких тканей раны в первую фазу раневого процесса была заметно выше, чем при открытом ведении послеоперационного периода (рисунок 9). Увеличение доли макрофагального пула здесь происходило за счет снижения интенсивности полинуклеарной инфильтрации, что подтверждало большую скорость процесса очищения раны.
Отличительной особенностью второй фазы раневого процесса является соединение краев раны грануляционной тканью. Воспалительная реакция очищает рану от детрита, и на его месте начинают формироваться грануляции, постепенно заполняющие раневой дефект. Изначально они выглядят нежнозернистыми из-за обилия сосудистых петель и покрыты налетом фибрина, на более поздних стадиях становятся плотнее, эволюционируя в рубец. Грануляционная ткань состоит из шести, постепенно переходящих друг в друга слоев: поверхностный лейкоцитарно некротический слой, поверхностный слой сосудистых петель, слой вертикаль-ных сосудов, созревающий слой, слой горизонтально расположенных фибробластов, фиброзный слой.
Ключевым моментом формирования грануляционной ткани считается привлечение моноцитов к месту повреждения хемокинами и фрагментами поврежденного соединительно-тканного матрикса. Позже появляются плазматические клетки. Активированные макрофаги координируют развитие грануляционной ткани посредством высвобождения факторов роста и цитокинов, которые модулируют ангиогенез, активируют фибробласты и продолжают очищение раны. Клеточные компоненты в очаге регенерации вырабатывают антибактериальные антитела, что обусловливает высокую устойчивость грануляций к бактериальной инфекции [156].
В группе переменного режима вакуум-терапии грануляции формировались быстрее – на 4-5-е сутки после диагностики ПСМ. Они имели равномерный зернистый вид и плотную консистенцию и отделяли гноевидный экссудат в небольшом объеме. На 8-е сутки послеоперационного периода на гистологических препаратах идентифицировалась грануляционная ткань, состоящая из мелких кровеносных сосудов, между которыми располагались многочисленные клеточные элементы: лимфоциты, плазмоциты, лаброциты, гистиоциты, эпителиоидные клетки и фибробла-сты. Высокая активность ангиогенеза документировалась интенсивной экспрессией CD34 в сосудистых почках и эндотелии формирующихся капилляров (рисунок 10). Рисунок 10. Биоптаты операционной раны на 8-й день лечения ПСМ.
Пролиферативная активность клеточного инфильтрата в зоне регенерации коррелировала с интенсивностью ангиогенеза, что документировалось более интенсивной выработкой ядерного белка Ki-67 в биоптатах краев операционной раны при переменной вакуум-терапии на 8-е сутки после диагностики и начала лечения ПСМ. К концу второй фазы раневого процесса грануляционная ткань, расположенная между краями раны, быстро созревала, что сопровождалось активным колла-геногенезом. Это вело к уменьшению количества сосудов и интенсивности клеточной инфильтрации с увеличением числа коллагеновых и эластических волокон. Во всех случаях в конце второй фазы раневого процесса (14-е сутки) у пациентов, находившихся на переменном режиме вакуум-терапии (I группа), отмечалось более активное образование коллагеновых и эластических волокон. Третья фаза раневого процесса характеризовалась активным ростом соединительной ткани с образованием прочного рубца. В этот период количество волокнистых структур в ране значительно увеличивалось, а их пучки в результате ремо-делирования на 25-е сутки лечения ПСМ приобретали определенную ориентацию в соответствии с доминирующим направлением нагрузки.
Тактика применения вакуум-терапии у пациентов с ПСМ
В течение 6 часов с момента диагностики ПСМ пациентам проводится хирургическая санация раны с некрэктомией и взятием материала для микробиологического исследования. Во время хирургической санации, при наличии признаков инфицирования постстернотомной раны без признаков нестабильности тела грудины, с целью ревизии постстернотомной раны и определения степени распространенности инфекционного процесса, производится частичное удаление швов кожи и подкожной клетчатки и разведение раны.
При обнаружении прорезывания проволочных швов, диастаза и/или фрагментации грудины проводится удаление материалов, использовавшихся для остеосин-теза (проволочные швы, металлические скобы).При выявлении поражения тела грудины и средостения, предпочтение отдается тотальному удалению проволочных швов вне зависимости от состоятельности или фрагментации грудины, с достижением хирургического диастаза.
После проведения необходимого объема хирургической санации постстерно-томной раны накладывается вакуумная повязка и налаживается система вакуум-терапии с переменным режимом разряжения.
Для проведения вакуумного дренирования рана заполняется полиуретановой губкой, соответствующей ей по форме и размеру, с предварительно установленным в ее осевой части перфорированным на протяжении аспирационным катетером. После этого на окружающую кожу и полиуретановую пену накладывалась адгезивная барьерная пленка, без непосредственного контакта пленки с раневой поверхностью (рисунки 4 и 6).
Модель вакуумного дренирования в переменном режиме разряжения включает циклическое переключение между двумя оптимальными границами давления, с определенным интервалом (каждые 2-5 мин). В нашем исследовании мы показали клиническую эффективность использования уровней отрицательного давления (-50) мм рт. ст. (min) и (-125) мм рт. ст. (max).
Частота смены вакуумных повязок составляет 1 раз в 3-5 дней. Во время смены повязок необходимо брать посевы раневого отделяемого с разных участков раневой поверхности с целью контроля бактериальной обсемененности раны и динамики ее очищения. Обычно смена повязок происходит без значительных болевых ощущений, однако при возникновении сильных болей требуется локальное введение анестетика (мы использовали раствор Новокаина 0,25 %) в область раны, перед удалением содержимого. Альтернативой являлось введение в рану теплого солевого раствора до удаления содержимого. Санация раны во время смены повязок может проводится с применением антисептических растворов: «Хлоргексидина 0,05 %», Перекиси водорода 3 %, «Бетадин-йода 10 %».
Вакуум-терапия должна продолжаться до достижения следующих критериев:
(1) - полное очищение раны;
(2) - активный рост гранулирующей ткани;
(3) - трехкратные отрицательные бактериологические посевы раневого отделяемого;
(4) - отсутствие признаков местного воспаления;
(5) - существенное снижение или нормализация маркеров воспаления: лейкоциты крови, СОЭ.
После достижения указанных критериев возможно проведение реостеосин-теза (при необходимости) и вторичного полного закрытия постстернотомной раны.