Содержание к диссертации
Глава 1.
ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИНИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МОДЕЛИ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ... 16
Клинический материал и методы исследования..... ...... 16
1. Характеристика клинических наблюдений 16
2. Клинические методы исследования 19
Экспериментальный материал и методы исследования. .24
1. Экспериментальная модель массивной эмболии лёгочных артерий. 25
2. Методика проведения экспериментов в условиях закрытой грудной клетки 31
Методика проведения экспериментов в условиях
открытой грудной клетки .31
Характеристика экспериментального материала и
протоколы проведения исследований. 33
Методы оценки состояния гемодинамики
в эксперименте 35
6. Морфофункциональные исследования .. .. 39
Глава 2.
РЕАКЦИЯ КРОВООБРАЩЕНИЯ НА МАССИВНУЮ ТРОМБОЭМБОЛИЮ
ЛЁГОЧНЫХ АРТЕРИЙ. 41
Особенности возникновения лёгочной гипертензии 41
1. Влияние объёма и локализации поражения. 42
2. Значение преэмболического статуса 50
Сердечный выброс и сократимость миокарда. 57
1. Сердечный выброс и особенности гемодинамической реакции у больных с лёгочной эмболией 57
2. Сократимость миокарда правого желудочка в условиях лёгочной гипертензии эмболического генеза .. 62
Сократимость миокарда и объём эмболического поражения. 63
Влияние сопутствующих сердечно-лёгочных
заболеваний на функциональное состояние
правого желудочка 70
Структурно-функциональное состояние правых и левых
камер сердца .74
1. Эхокардиографические данные ... 74
2. Результаты радионуклидного исследования 85
2.L Состояние центральной гемодинамики. 85
2.2. Механизмы снижения систолической функции правого желудочка. .".. 92
Значение гипертрофии миокарда в поддержании систолической функции правого желудочка 98
2.4. Изменение функционального состояния левого желудочка . . ..... 103
Глава 3.
ОСТРЫЙ ГЕМОДИНАМИЧЕСКИИ ОТВЕТ НА ЭМБОЛИЧЕСКУЮ
окклюзию ЛЁГОЧНОГО СОСУДИСТОГО РУСЛА ш
Гемодинамика при массивной эмболии лёгочных артерий без развития сердечной недостаточности 117
Гемодинамика при массивной эмболии лёгочных артерий, осложнённой развитием сердечной недостаточности 153
Глава 4.
МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ КРОВООБРАЩЕНИЯ К ЭМБОЛИЧЕСКОЙ
ОККЛЮЗИИ ЛЁГОЧНЫХ АРТЕРИЙ 172
Сократительный миокард . 172
Проводящая система 189
Миокардиальные сосуды.. 191
Глава 5.
КОРРЕКЦИЯ ГЕМОДИНАМИЧЕСКИХ РАССТРОЙСТВ,
ОБУСЛОВЛЕННЫХ МАССИВНОЙ ЛЁГОЧНОЙ ЭМБОЛИЕЙ 201
1- Прогнозирование течения и исхода заболевания .. 202
Хирургическая дезобструкция лёгочного артериального русла 207
Тромболитическая терапия . 218
Эндоваскулярная роторная дезобструкция 233
Заключение . 240
Выводы . . 252
Практические рекомендации. 258
Литература 261
Введение к работе
Актуальность проблемы. Массивная эмболия лёгочных артерий представляет собой эмболическую окклюзию лёгочного ствола или его главных ветвей. Она является наиболее тяжёлым вариантом поражения артериального русла лёгких. Несмотря на бесспорные достижения последних десятилетий в диагностике и лечении этого грозного заболевания, оно прижизненно не распознается клиницистами у 40-70% больных и около трети пациентов с массивной лёгочной эмболией погибают в течение первых суток. В общей структуре причин внезапных летальных исходов массивная тромбоэмболия лёгочных артерий (ТЭЛА) занимает третье место [134, 147], смертность от неё в общей популяции колеблется от 2,1 до 6,2% [128, 152, 168, 179]. Уровень летальности от этого заболевания в США достигает 200 000 случаев в год, что составляет до 30% от общего количества больных, перенёсших тромбоэмболию [129,208,220, 327].
Острая эмболическая окклюзия лёгочного ствола и его главных ветвей всегда сопровождается выраженными нарушениями гемодинамики. Основным гемодинамическим проявлением тромбоэмболии служит развитие лёгочной гипертензии. Непосредственной причиной её возникновения является увеличение сопротивления в артериальном русле лёгких, то есть возрастание постнагрузки, которая препятствует полноценному опорожнению правого желудочка сердца от крови во время систолы и «требует» от него несвойственной ему в норме запредельной функциональной активности. В наиболее тяжёлых случаях происходит депрессия сердечной деятельности, развивается системная гипотензия и асистолия.
У пациентов, переживших эпизод массивной лёгочной эмболии, примерно в 15% случаев формируется хроническая постэмболическая лёгочная гипертензия. Причиной ее развития служит персистирующая окклюзия лёгочного ствола и его главных ветвей. Прогноз у данной
категории больных крайне неблагоприятный. Продолжительность их жизни редко превышает 3-4 года. Очень часто от прогрессирующей сердечно-лёгочной недостаточности погибают люди молодого и среднего возраста, не отягощенные до развития тромбоэмболии никакими другими заболеваниями. Каковы причины гемодинамических нарушений в ответ на ТЭЛА? Однозначного ответа на поставленный вопрос нет. Большое значение придают уровню и распространённости эмболической окклюзии сосудистого русла. В эксперименте доказано, что мелкие эмболы, по сравнению с крупными, в условиях равнозначного объёма обструктивного поражения вызывают более значительные гемодинамические нарушения. Фактор механической обструкция представляется ведущим в патогенезе массивной лёгочной эмболии. Рефлекторные реакции, обусловленные возбуждением сосудистых рецепторов механическим и химическим путём, более характерны для «мелкой» (артериолярной) эмболии и при поражении крупных лёгочных артерий выражены слабо или вообще отсутствуют. і Однако точные данные о локализации и распространенности эмболической окклюзии далеко не всегда позволяют адекватно оценить тяжесть заболевания и прогнозировать его исход. Между тем лечебная тактика при лёгочной эмболии должна строиться с обязательным учетом гемодинамических нарушений, играющих ведущую роль в судьбе больных. История изучения гемодинамических реакций на легочную эмболию берет начало в 1903 году прошлого столетия в работах наших соотечественников А. Фохта и В. Линдемана [83]. Между тем возможность детального исследования нарушений кардио- и гемодинамики появилась после разработки и внедрения в клиническую практику метода катетеризации полостей сердца. Первый опыт зондирования правых полостей сердца у больных с тромбоэмболией лёгочных артерий был получен в 60-х годах. Безусловный приоритет в изучении данной проблемы в нашей стране принадлежит клинике, возглавляемой академиком В. С. Савельевым. Исчерпывающее изучение гемодинамических реакций на массивную лёгочную эмболию в клинических условиях достаточно затруднено в силу, как минимум, двух обстоятельств. Во-первых, подавляющая часть больных поступает в стационары через несколько часов, а иногда и суток от начала заболевания, что исключает возможность регистрации острой фазы расстройств кровообращения. Во-вторых, тяжесть общего состояния больных и связанный с этим лимит времени зачастую не позволяет производить регистрацию всех необходимых для всесторонней оценки параметров гемодинамики. По понятным причинам в клинических условиях вообще невозможно исследование структурно-морфологических изменений миокарда и лёгких, а также прямая регистрация регионарных и коллатеральных кровотоков, требующая катетеризации лёгочных вен и бронхиальных артерий.
С целью изучения патогенеза гемодинамических реакций в острой фазе массивной лёгочной эмболии предпринято большое количество экспериментальных исследований. Наиболее распространённым способом моделирования этого патологического состояния является эмболизация лёгочных сосудов кровяными аутогенными сгустками. Однако быстрая фрагментация и лизис сгустков обусловливают лишь кратковременное
•
повышение давления в лёгочной артерии и существенно затрудняют прижизненное и посмертное определение объёма эмболического поражения.
Использование синтетических материалов для эмболизации лёгочных сосудов хотя и вызывает стойкое повышение лёгочного артериального давления, но при этом размеры и форма тромбоэмболов не соответствуют аутогенным, в связи с чем воспроизводимую таким способом эмболию нельзя отнести к категории массивной.
Различные варианты частичной или полной окклюзии лёгочного ствола и главных его ветвей с помощью пережатия сосудов также в полной мере нельзя считать адекватной моделью массивной лёгочной эмболии, поскольку при этом воспроизводится состояние, в большей степени соответствующее
лёгочному стенозу. Таким образом, существующие модели экспериментальной массивной лёгочной эмболии в полной мере не создают характерной для этого состояния топографии поражения, либо выраженных гемодинамических реакций, что существенно ограничивает возможность экстраполяции результатов подобных исследований в клиническую практику.
Из вышеизложенного становится понятным, что детальное и всестороннее изучение патогенеза гемодинамических расстройств при массивной тромбоэмболии лёгочных артерий возможно только в рамках интегрированного, клинико-экспериментального подхода.
В факультетской хирургической клинике, руководимой
академиком В. С. Савельевым, накоплен уникальный, более чем четверть вековой опыт лечения больных с лёгочной эмболией. За этот период обследованы свыше 2000 пациентов, которым проведено зондирование правых полостей сердца с измерением сердечного выброса, оксигемометрией и регистрацией давления.
Для изучения патогенеза гемодинамических расстройств в экспериментальных условиях нами была разработана принципиально новая модель массивной лёгочной эмболии (приоритетный её характер защищен авторским свидетельством №1700579). Главное её отличие от ранее существующих заключается в том, что в качестве эмболов используются продольно иссечённые фрагменты мышц, не подверженные лизису. Введение эмболов осуществляется через наружную подвздошную вену, поскольку именно этот венозный сегмент по клиническим данным наиболее часто является источником массивной лёгочной эмболии [65,68].
Трактовка развивающихся при массивной лёгочной эмболии гемодинамических расстройств и выбор адекватного метода их коррекции требует глубокого понимания патофизиологии реакции кровообращения на эмболическую окклюзию лёгочного сосудистого русла, включая оценку острого гемодинамического ответа и возможностей механизмов адаптации
сердечно-сосудистой системы к этому тяжелейшему патологическому состоянию, многие стороны которого изучены недостаточно.
Цель настоящего исследования — на основании изучения патогенеза гемодинамических расстройств, обусловленных массивной лёгочной эмболией, разработать адекватные методы их медикаментозной и хирургической коррекции с целью улучшения результатов лечения больных с данной патологией..
В соответствии с поставленной целью нам предстояло решить следующие задачи:
1. Изучить реакцию кровообращения на массивную лёгочную эмболию
в клинических условиях.
2. Разработать экспериментальную модель массивной лёгочной
эмболии, с помощью которой выяснить характер гемодинамического ответа
на внезапную острую окклюзию лёгочного артериального русла.
3. В экспериментальных условиях исследовать механизмы адаптации
кровообращения к эмболической окклюзии лёгочных артерий.
4. Оценить возможности различных методов коррекции
гемодинамических расстройств в лечении массивной лёгочной эмболии.
Для решения поставленных задач были проведены следующие исследования:
В клинической части использованы результаты обследования и лечения 265 больных с массивной лёгочной эмболией, госпитализированных в клинику факультетской хирургии им. С.И.Спасокукоцкого Российского Государственного Медицинского Университета за период с 1987 по 2002 годы.
Экспериментальная часть включала исследования, проведённые на 150 взрослых беспородных собаках. С использованием новой экспериментальной модели массивной лёгочной эмболии (МЭЛА) в условиях закрытой (124 животных) и открытой грудной клетки (26 животных) выполнено комплексное изучение показателей гемодинамики большого и
малого кругов кровообращения. Протоколы экспериментальных и контрольных исследований включали в себя забор проб материала для морфологического исследования. Научная новизна.
1. Принципиальная новизна настоящей работы состоит в комплексном подходе к проблеме массивной тромбоэмболии лёгочных артерий, включающем как клинические, так и экспериментальные исследования. Это позволило выявить прогностически неблагоприятные в отношении развития необратимой сердечной недостаточности факторы и сравнить результаты, полученные в ходе эксперимента, с особенностями гемодинамических расстройств, наблюдаемых в клинической практике.
2. Предложена и успешно применена новая экспериментальная модель МЭЛА, которая позволила воспроизвести адекватный реальному гемодинамический ответ сердечно-сосудистой системы и изучить динамику патофизиологических процессов в первые, наиболее опасные часы заболевания.
3. Изучены механизмы адаптации кровообращения к эмболической окклюзии лёгочных артерий и выявлены патоморфологические изменения, которые могут способствовать возникновению осложнений и депрессии кровообращения.
4. Установлены закономерности реакции сердечно-сосудистой системы больных на массивную тромбоэмболию лёгочных артерий в зависимости от объёма эмболического поражения и предшествующего кардиореспираторного статуса. 5. Определены объективные прогностические гемодинамические критерии течения массивной лёгочной эмболии, на основании которых разработаны показания к оперативным и консервативным методам лечения.
6. Изучена эффективность различных методов дезобструкции лёгочного артериального русла при массивной тромбоэмболии лёгочных артерий, применяемых с целью коррекции тяжёлых гемодинамических расстройств, определены оптимальные условия их применения у различных групп больных.
Практическая ценность.
1. Новая экспериментальная модель МЭЛА, адекватно воспроизводящая реальное патологическое состояние, может быть рекомендована для дальнейшего изучения различных аспектов данного заболевания и способов его лечения. 2. Выявление закономерностей гемодинамической реакции на тромбоэмболию позволяет достоверно судить о функциональном состоянии малого и большого кругов кровообращения и их резервных возможностях. 3. Обнаруженное различие объёмов выброса крови желудочками сердца при МЭЛА необходимо учитывать в ходе обследования и лечения больных с данной патологией. 4. Прогрессивное ухудшение состояния сократительного миокарда при МЭЛА обусловливает необходимость максимально быстрого проведения мероприятий, направленных на восстановление проходимости сосудистого русла лёгких и декомпрессию правого желудочка. 5. Разработка прогностических гемодинамических критериев даёт возможность объективизировать показания к эмболэктомии, эндовазальной роторной дезобструкции и тромболитической терапии. 6. Обнаруженное компенсаторное усиление коллатерального кровообращение при МЭЛА открывает возможности для разработки терапевтических и оперативных методов гемодинамической коррекции тяжёлой лёгочной гипертензии. 7. Использование эхокардиографии и радионуклидных методов исследования может быть рекомендовано для изучения состояния и эволюции гемодинамического статуса на всех этапах диагностики и лечения больных с лёгочной эмболией. Положения, выносимые на защиту:
1. Предложенная экспериментальная модель МЭЛА с использованием мышечных фрагментов, исключающая возможность спонтанного лизиса эмболов, позволяет адекватно воспроизвести массивную лёгочную обструкцию, аналогичную наблюдаемой в клинической ситуации, что даёт возможность адекватно оценить характер и особенности гемодинамического ответа. Результаты могут быть экстраполированы на гемодинамическую картину, наблюдаемую в клинической практике.
2. Гемодинамическим ответом на массивную эмболическую окклюзию лёгочных артерий является быстрый пропорциональный рост показателей давления в системе малого круга кровообращения, увеличение общего лёгочного сопротивления, возрастание скорости повышения внутрижелудочкового давления, снижение сократимости миокарда, что сопровождается падением сердечного индекса и ростом общего периферического сопротивления. Прогрессирующее снижение сердечного выброса, несмотря на централизацию кровообращения, приводит к системной гипотензии и остановке сердечной деятельности.
3. Клинические и экспериментальные данные позволяют утверждать, что ведущим фактором гемодинамических расстройств является фактор механической обструкции лёгочного артериального русла. Её распространённость определяет характер реакции сердечно-сосудистой системы на тромбоэмболию. Пороговая величина сосудистой обструкции соответствует 16 баллам ангиографического индекса Миллера. Превышение этого уровня инициирует развитие лёгочной гипертензии. Критическим уровнем эмболического поражения является величина индекса Миллера в 27 баллов, при достижении которой наблюдается депрессия сердечного выброса за счёт контрактильной недостаточности правого желудочка.
4. Экспериментальные исследования выявили, что механизмы
адаптации в острый период заболевания представлены резким усилением
сократительной активности правого желудочка, увеличением
коллатерального кровотока из вен большого круга кровообращения в лёгочные, нарастанием различий между фракциями выброса крови из правого и левого желудочков с превалированием последнего. Развитие сердечной недостаточности наблюдается в тех случаях, когда имеются изначальные отклонения в процессах сокращения и расслабления миокарда. Прогностическое значение имеет степень изменений показателей гемодинамики и сократимости, характеризующая индивидуальные особенности миокардиальных структур, метаболизма и нейрогуморальной регуляции.
5. Для МЭЛА характерно повреждение всех структурных элементов миокарда. При этом даже в случаях осложнённого течения патоморфологические изменения в проводящей системе и сосудистом русле желудочков выражены слабее, чем в миокарде. Это позволяет считать, что структурно-метаболические нарушения в сократительных кардиомиоцитах имеют определяющее значение в генезе сердечной недостаточности.
6. Выраженные изменения лёгочного артериального кровообращения при массивной тромбоэмболии и ограниченные компенсаторные возможности миокарда правого желудочка диктуют необходимость быстрой их коррекции. Она может быть достигнута путём хирургического
вмешательства, тромболитической терапии или эндовазальной дезобструкции. Максимально быстрая и полная коррекция гемодинамических расстройств возможна с помощью эмболэктомии из лёгочной артерии в условиях искусственного кровообращения. Если допускает клиническая ситуация, использование тромболитических средств позволяет в течение нескольких суток значительно снизить давление в лёгочных артериях и правых отделах сердца.
7. В случае полной окклюзии одной из лёгочных артерий
целесообразно использование роторной дезобструкции для фрагментации
эмболов и увеличения площади соприкосновения фибринолитика с
тромботическими массами.
8. Наличие открытого овального окна, которое начинает функционировать в условиях лёгочной артериальной гипертензии, обеспечивает декомпрессию правых отделов сердца и тем самым предотвращает необратимую его дилатацию. Однако, шунтирование крови на уровне предсердий приводит к усугублению гипоксемии и таит в себе опасность возникновения парадоксальной эмболии артерий большого круга.
Апробация работы. Основные положения диссертационного исследования доложены на конференции "Центральные и периферические механизмы регуляции физиологических функций", посвященной 70-летию члена-корреспондента АМН СССР профессора Г.И.Косицкого (Москва, 1990); II Российском конгрессе по патофизиологии (Москва, 2000); 2-ой Российской конференции, посвященной памяти профессора В.Я.Изакова (Екатеринбург, 2001); объединённой научно-практической конференции сотрудников кафедры факультетской хирургии с курсами анестезиологии и реаниматологи, сердечно-сосудистой хирургии и хирургической флебологии ФУВ Российского Государственного Медицинского Университета, лаборатории внутрисердечных и рентгеноконтрастных методов исследования, академической группы академика РАН и РАМН профессора В.С.Савельева, хирургических отделений Городской клинической больницы № 1 им. Н.ИПирогова.
Изложенные в диссертации практические рекомендации используются в лечебной работе хирургических отделений Городской клинической больницы № 1 им. Н.И.Пирогова, отделения хирургии сосудов НИИ СП им. Н.В.Склифосовского, отделения неотложной кардиологии Института клинической кардиологии им. А.Л.Мясникова РКНПК МЗ РФ, в учебном процессе и научной работе кафедры факультетской хирургии и курса сердечно-сосудистой хирургии и хирургической флебологии ФУВ РГМУ Публикации. По материалам диссертации опубликованы 36 научных работ (2 монографии, 30 статей в центральных медицинских журналах и 4 — в сборниках).
Объём и структура работы. Диссертация изложена на 291 страницах и состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 33 таблицами и 67 рисунками, включая схемы, графики, диаграммы и фотографии. Библиографический указатель содержит 94 отечественных и 235 иностранных источников.
Работа выполнена на кафедре факультетской хирургии лечебного факультета с курсом анестезиологии, реаниматологии, антимикробной химиотерапии и курсом сердечно-сосудистой хирургии и хирургической флебологии ФУВ Российского Государственного Медицинского Университета (зав. кафедрой академик В.С.Савельев).
Экспериментальный раздел работы выполнен в отделе хирургических исследований МЛК РГМУ (зав. отделом - д.м.н., М.С.Тверская). В разработке экспериментальной модели массивной эмболии лёгочных артерий принимали участие Р.В.Рогуленко и сотрудники кафедры нормальной физиологии (зав. кафедрой - профессор В.М.Смирнов) д.м.н. В.И. Кобрин и к.м.н. В.А.Клевцов
Ангиографические исследования и зондирование сердца проведены сотрудниками лаборатории внутрисердечных и рентгеноконтрастных методов исследования (зав. лабораторией - профессор В.И.Прокубовский).
Радионуклидные исследования производились в отделении радиоизотопной диагностики ГКБ № 1 (зав. отделением - д.м.н. А.В.Каралкин, главный врач - профессор О.В.Рутковский).
Патологоанатомические и морфофункциональные исследования выполнены на кафедре патологической анатомии лечебного факультета (зав. кафедрой - профессор О.Д.Мишнёв) и в отделе морфологии МЛК (зав. отделом - чл.-корр. АМН, профессор В.В.Банин) при участии д.м.н. В.В.Карповой.
Автор приносит глубокую благодарность научному консультанту руководителю кафедры факультетской хирургии РГМУ академику В.С.Савельеву за предоставленную возможность выполнения работы и неоценимую помощь.
Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам кафедр, отделов и лабораторий РГМУ и ГКБ № 1, всем, кто способствовал выполнению диссертации, за помощь и поддержку в проведении работы и предоставленную возможность использовать материалы, полученные в совместных исследованиях и опубликованные в коллективных научных трудах.
