Диагностическая значимость расчета F-shunt для оценки вентиляционно-перфузионных нарушений в лёгких при аортокоронарном шунтировании

Газообмен в лёгких закономерно нарушается во время искусственной вентиляции лёгких (ИВЛ), что проявляется в изменении параметров оксигенации крови. Основной причиной таких нарушений является развитие микроателектазов, которые, по данным некоторых авторов, регистрируются до 90% пациентов, подвергшихся общей анестезии с ИВЛ [4]. Возникновению микроателектазов способствуют пожилой возраст, наличие у пациента хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), морбидного ожирения.

Считается, что в среднем микроателектазы могут занимать до 15–20% лёгочной ткани вблизи диафрагмы или до 10% об общего объёма лёгочной ткани [10]. При кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения (ИК) развитие ателектазов и их объём значительно выше, чем при других хирургических вмешательствах [12]. Ателектазы развиваются уже через 1 час после начала ИК и сохраняются в среднем в течение двух суток после операции у лиц без сопутствующего ожирения [2].

Микроателектазы как правило не видны на обычной рентгенограмме грудной клетки, если они не становятся массивными и сливными, а для их визуализации используется компьютерная томография. Однако существует достаточно простой и информативный метод оценки внутрилёгочного компонента гипоксемии во время ИВЛ – это определение F-shunt.

Данный показатель вычисляется как соотношение между артериоальвео-лярной и артериовенозной разницами к общей концентрации кислорода. Если используется только образец артериальной крови, то F-shunt вычисляется исходя из артериовенозной разницы в 2,3 ммоль/л. Физиологический смысл данного параметра заключается в том, что он показывает долю венозного возврата в лёгочных капиллярах без оксигенации крови. В норме величина F-shunt составляет 4–8% [14]. Увеличение значений F-shunt указывает на патологическое лёгочное несоответствие между вентиляцией и перфузией, например, связанное с перфузией невентилируемых участков лёгкого, то есть развитие микроателектазов.

Цель работы: оценить диагностическую ценность определения F-shunt у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких при операциях аортокоронарного шунтирования.

Материалы и методы

Обследовано 256 пациентов с ХОБЛ, которым выполнена операция аортокоронарного шунтирования в условиях ИК (группа 1, n = 135) и на работающем сердце без ИК (группа 2, n = 121). Характеристика больных приведена в таблице 1.

Аортокоронарное шунтирование выполнялось в условиях многокомпонентной сбалансированной анестезии по принятой в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Российский научный центр имени академика Б.В. Петровского»

Табл. 1. Характеристика групп больных (M ± m)

	Группа 1 (n = 135)	Группа 2 (n = 21)
Средний возраст, лет	60,3 ± 8,9	63,9 ± 8,3
Длительность операции, мин	268,7 ± 53,6	219,6 ± 46,3
Длительность ИК, мин	83,8 ± 30,6	-
Длительность пережатия аорты, мин	51,5 ± 16,6	-
Средний койко-день	26,4 ± 3,4	23,9 ± 3,8
Средний койко-день в ОРИТ	2,4 ± 0,8	2,2 ± 0,4
Средняя продолжительность ИВЛ в ОРИТ, час	10,7 ± 4,0	9,7 ± 3,8

Примечание : ОРИТ – отделение реанимации и интенсивной терапии.

РАМН методике. Вводная анестезия осуществлялась болюсным введением мидазолама (0,05–0,08 мг/кг), кетамина (0,5–0,7 мг/кг), пропофола (0,5–0,7 мг/кг), фентанила (2,5–3,5 мкг/кг) и пипекуро-ниума бромида 0,1 мг/кг. Поддержание анестезии обеспечивалось инфузией пропофола (2-4 мг/кгхчас), фентанила (3-5 мкг/кгхчас) и ингаляцией изо-флюрана в концентрации 0,8–1,3 МАК с поправкой на возраст. Поддержание миорелаксации проводилось с помощью болюсного введения пипекурониума бромида. На наиболее травматичные этапы операции дробно добавляли фентанил по 0,2–0,3 мг.

Операции с ИК проводились в условиях нормотермии и фармакохолодовой кардиоплегии раствором «Консол» в непульсирующем режиме с перфузионным индексом 2,5 л/мин х м ² .

После интубации пациента, до начала и после окончания основного этапа, а также в конце операции и у больных с продолжающейся ИВЛ в послеоперационном периоде на приборе «Radiometer 800 Flex» (Дания) в пробах артериальной и венозной крови определяли рO ₂ (мм рт. ст.), pCO ₂ (мм рт. ст.), концентрацию гемоглобина (Hb, г/л). Рассчитывали F-shunt (%) как соотношение:

Qs 0,03 х (А - a)pOi

Fshunt, % =--- = --------;----------:------

Qt    1,36 х Hb х (SaOi- SvO^ )

где: (A-a)pO ₂ – артериоальвеоляр-ная разница по кислороду, мм рт. ст., Hb – концентрация гемоглобина в артериальной крови, г/л, SaO ₂ -SvO ₂ – артериовенозная разница по кислороду, мм рт. ст.

Результаты исследования обработаны параметрическими и непараметрическими методами статистического анализа с использованием критериев Стьюдента и Манна-Уитни. Достоверность различий считали при р < 0,05. Данные представлены как M ± о.

Киладзе И.З., Гончарова А.В., Дементьева И.И., Морозов Ю.А. ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАСЧЕТА F-SHUNT ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЕНТИЛЯЦИОННОПЕРФУЗИОННЫХ НАРУШЕНИЙ В ЛЁГКИХ ПРИ АОРТОКОРОНАРНОМ ШУНТИРОВАНИИ

Результаты

Данные об изменении параметров оксигенации на этапах исследования представлены в таблице 2.

Как видно из приведенных в таблице 2 данных, достоверные различия выявлены только в концентрации гемоглобина до и после основного этапа, что связано с гемодилюцией во время ИК, а также в конце операции, и рО ₂ в артериальной крови на этих же этапах.

Изменения величины F-shunt представлено на рисунке 1.

После интубации значения F-shu-nt не отличались у пациентов групп 1 и 2 и были несколько выше нормальных значений, что может быть связано с наличием у всех больных ХОБЛ. Переход на ИК характеризовался возрастанием F-shunt, тогда как в группе 2 показатель F-shunt в начале основного этапа уменьшался (р < 0,05 между группами). По завершении основного этапа регистрировалось уменьшение F-shunt в группе 1 и возрастание F-shunt в группе 2, что может быть обусловлено включением собственных лёгких у пациентов группы 1 после окончания ИК. К концу операции в группе 1 величина F-shunt несколько возрастала, в то время как в группе 2 не изменялась, но в целом разница по F-shunt между группами была достоверной.

На 1 сутки после операции отмечалось увеличение F-shunt в обеих группах по сравнению с концом операции, причем между ними сохранялись значимые различия. 8,4 и 7,6% больных соответственно для групп 1 и 2 находились на продленной ИВЛ более одних суток после хирургического вмешательства. На 2 и 3 сутки значения F-shunt резко уменьшались и были ниже дооперационных величин. На этих этапах не установлено различий в величинах F-shunt между группам 1 и 2.

Обсуждение

Нарушение оксигенирующей функции лёгких является одним из наиболее частых осложнений после коронарного шунтирования, особенно выполняемого в условиях ИК, даже в отсутствии исходной лёгочной патологии. Распространенность и выраженность послеоперационных респираторных осложнений после такого типа операций колеблется от субклинических функциональных изменений у большинства пациентов до развития острого лёгочного дистресс-синдрома, который встречается в 2% случаев [1].

Табл. 2. Показатели параметров оксигенации на этапах исследования (M ± σ )

Показатель	Этап	Группа 1	Группа 2
Гемоглобин, г/л	Интубация	12,2 ± 1,8	12,1 ± 1,2
	До основного этапа	9,9 ± 1,6	12,3 ± 1,3*
	После основного этапа	9,7 ± 1,7	12,4 ± 1,3*
	Конец операции	10,1 ± 1,0	11,3 ± 1,6*
	1 сутки	11,1 ± 1,1	10,7 ± 0,9
	2 сутки	11,3 ± 1,4	11,3 ± 1,0
	3 сутки	11,2 ± 1,3	11,0 ± 0,9
рО2 в артерии, мм рт. ст.	Интубация	273,0 ± 81,1	293,6 ± 43,6
	До основного этапа	250,0 ± 39,6	304,4 ± 40,5*
	После основного этапа	246,0 ± 54,7	300,1 ± 38,6*
	Конец операции	245,0 ± 63,1	281,1 ± 53,8*
	1 сутки	262,0 ± 62,7	289,7 ± 71,8
	2 сутки	174,1 ± 63,0	165,9 ± 32,0
	3 сутки	178,5 ± 63,4	207,3 ± 71,0
рСО2 в артерии, мм рт. ст.	Интубация	39,8 ± 5,6	37,4 ± 4,3
	До основного этапа	40,3 ± 5,0	39,5 ± 4,1
	После основного этапа	40,7 ± 5,0	39,5 ± 4,0
	Конец операции	39,3 ± 6,0	39,5 ± 5,2
	1 сутки	35,4 ± 5,1	33,5 ± 3,5
	2 сутки	35,6 ± 4,0	35,1 ± 5,1
	3 сутки	37,7 ± 5,6	36,5 ± 3,9
рО2 в вене, мм рт. ст.	Интубация	46,9 ± 6,8	43,5 ± 5,4
	До основного этапа	46,3 ± 4,9	46,1 ± 5,6
	После основного этапа	46,9 ± 5,1	46,1 ± 5,7
	Конец операции	48,7 ± 6,8	47,3 ± 8,8
	1 сутки	42,1 ± 6,0	39,7 ± 7,1
	2 сутки	39,9 ± 6,2	40,9 ± 5,8
	3 сутки	42,8 ± 8,6	43,2 ± 6,8
рСО2 в артерии, мм рт. ст.	Интубация	46,7 ± 5,0	46,9 ± 4,6
	До основного этапа	48,0 ± 5,1	47,7 ± 4,7
	После основного этапа	47,8 ± 4,9	47,7 ± 4,5
	Конец операции	46,8 ± 5,9	48,4 ± 4,9
	1 сутки	45,3 ± 5,9	44,3 ± 4,0
	2 сутки	43,6 ± 6,1	44,9 ± 4,9
	3 сутки	44,9 ± 6,9	44,8 ± 4,8

Примечание: * – достоверность различий между группами р < 0,05.

этапа этапа

группа 1

группа 2

Рис. 1.

Изменения величины F-shunt

Киладзе И.З., Гончарова А.В., Дементьева И.И., Морозов Ю.А.

ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАСЧЕТА F-SHUNT ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЕНТИЛЯЦИОННОПЕРФУЗИОННЫХ НАРУШЕНИЙ В ЛЁГКИХ ПРИ АОРТОКОРОНАРНОМ ШУНТИРОВАНИИ

Возникновение микроателектазов приводит к вентиляционно-перфузионным нарушениям в лёгких, и этот механизм считается основным в развитии послеоперационной гипоксемии. Проведение операций на сердце в условиях ИК увеличивает в 2 раза риск нарушений функции лёгких по сравнению с пациентами, оперированными без ИК, а также тяжесть гипоксии коррелирует с продолжительностью послеоперационной ИВЛ [8].

В экспериментах на животных L. Magnusson и др. (1997) установили, что после ИК микроателектазы занимали до 35% от общей площади легких и наиболее часто встречаются в околодиафраг-мальных отделах лёгких, в то время как до начала ИК площадь микроателектазов составляла не более 4% [6]. Выявлена выраженная корреляционная связь между количеством ателектазов в лёгких и величиной F-shunt (r ² = 0,67). Такую же зависимость между размером пульмонарных уплотнений по данным компьютерной томографии у пациентов с нарушением функции лёгких после коронарного шунтирования и значениями F-shunt нашли и T. Hachenberg и др. (1992) [3].

В исследовании P.R. Rodrigues и др. (2011) было показано, что при операции реваскуляризации миокарда наибольшие значения F-shunt регистрировались в конце ИК и на 1 сутки после операции с динамическим снижением через 48 часов, что согласуется с полученными нами данными [11].

Важным механизмом развития микроателектазов во время ИК является секвестрация в сосудах лёгких активированных на чужеродной поверхности экс-тракорпоральнтого контура лейкоцитов [13]. Впервые данный феномен был описан у пациентов на хроническом гемодиализе в 1968 году L.S. Kaplow и J.A. Goffinet [5]. Это согласуется с неопубликованными данными Ю.А. Морозова и М.А. Чар-ной, что при аортокоронарном шунтировании в условиях ИК за время перфузии происходит уменьшение количества лейкоцитов в периферической крови на 2–35%. Острая интраперфузионная лейкопения свыше 10% ассоциировалась с увеличением частоты послеоперационной лёгочной дисфункции.

Высвобождение биологически активных веществ (провоспалительных цитокинов, интерлейкинов, катехоламинов и проч.) с развитием асептического местного воспаления в лёгких усугубляет ишемические и перфузионные нарушения в пульмонарных сосудах, что сопровождается увеличением величины F-shunt [7]. Близкие данные были получены и в исследовании B.S. Rasmussen и др. (2007), которые показали, что проведение коронарного шунтирования в условиях ИК сопровождалось достоверно более высокими значениями F-shunt (р = 0,047) без существенной разницы в других показателях оксигенации (р = 0,47) по сравнению с аналогичной операцией без ИК [9]. При этом выявлены значимые различия между уровнем провоспалительных интерлейкинов в лёгких.

Заключение

Таким образом, наше исследование и анализ литературы показали, что расчет F-shunt является простым неинвазивным и информативным методом оценки вентиляционно-перфузионных изменений в лёгких в периоперационном периоде при операциях аортокоронарного шунтирования. Максимальные значения F-shunt регистрируются за период с конца операции до 1 суток после хирургического вмешательства. Коронарное шунтирование проводимое в условиях ИК, характеризуется достоверно более выраженными вентиляционно-перфузионными нарушениями в интраоперационном периоде.