Экстракорпоральная гипотермия в хирургии врожденных пороков сердца

Среди известных методов обеспечения операций на открытом сердце существуют искусственное кровообращение (ИК) и бесперфузионная гипотермия (БГ). В кардиохирургии методом выбора для обеспечения условий открытого сердца повсеместно является ИК. Вторым, но менее распространенным методом является бесперфузионная гипотермическая защита [1]. В течение последних десятилетий в клинике Новосибирского НИИПК М3 РФ был разработан и нашел широкое применение метод бесперфузи-онной гипотермии [2], который оказался эффективным методом обеспечения операций на открытом сердце у больных ВПС «бледного» типа с неосложненным гемодинамическим течением [7]. В связи со значительным клиническим опытом по хирургическому лечению пороков сердца как в условиях ИК, так и бесперфузионной гипотермии были выявлены достоинства и недостатки каждого из этих методов обеспечения.

Основными недостатками бесперфузионной гипотермии являлись необходимость применения чрездвухплевральной поперечной торакотомиии, использование диэтилового эфира для обеспечения гипотермии и проблема, связанная с медленным темпом согревания больных после хирургической коррекции порока.

Эти недостатки являются серьезным фактором, сдерживающим более широкое внедрение этого метода обеспечения в кардиохирургическую практику.

Между тем кардиохирургов продолжают интересовать такие Достоинства бесперфузионной гипотермии,как относительная простота, экономичность, истинное сухое операционное поле и отсутствие технологической заг-

Экстракорпоральная гипотермия в хирургии врожденных пороков сердца

А.М. Караськов, В.Н. Ломиворотов, С.Г. Сидельников, И.А. Корнилов, А.В. Шунькин, В.Г. Стенин, Ю.С. Синельников, Г.А. Цветовская

НИИ патологии кровообращения М3 РФ, Новосибирск

руженности в период внутрисердечного этапа операции.

Стало очевидным, что для дальнейшего увеличения эффективности метода гипотермической остановки кровообращения было необходимо устранить указанные выше недостатки.

С этой целью нами был разработан метод комбинированной экстракорпоральной гипотермии для обеспечения операций на открытом сердце у больных ВПС.

Материал и методы

За период с января 1999 по декабрь 1999 гг. операции на открытом сердце в условиях комбинированной экстракорпоральной гипотермии были выполнены у 34 больных ВПС бледного типа в возрасте от 3 доЗб лет(11,8±1,3).

По диагнозу больные распределялись следующим образом: изолированный дефект межпредсердной перегородки (ДМПП-П) — 19 больных, ДМПП-Il в сочетании с клапанным стенозом легочной артерии — 1, ДМПП-Il в сочетании с частичным аномальным дренажом легочных вен в правое предсердие — 2 больных, изолирован ный дефект межжелудочковой перегородки —11, ДМЖП в сочетании с открытым артериальным протоком — 1 больной.

Описание метода

После вводной анестезии (реланиум 0,15-0,25 мг/кг, кал-липсол 5 мг/кг, атропин 0,01 мг/ кг и ардуан 0,08-0,1 мг/кг) выполнялась интубация трахеи и перевод больного на ИВЛ с FiO2 50% в режиме умеренной гипервентиляции (рСО2 арт. 25 мм рт.ст). Поддерживающая анестезия осуществлялась введением фентанила в дозе 15-20 мг/ кг/час, реланиума 0,05-0,075 мг/ кг/час и калипсола 1-2 мг/кг/час. Регистрация температуры осуществлялась в носоглотке.

После достижения должной глубины анестезии, введения гепарина 0,1 мг/кг, инсулина 0,5 Ед/кг и на фоне инфузии гемодеза (10 мл/кг) производилось охлаждение головы с помощью матерчатого шлема со льдом и выполнялась продольная стернотомия.

После торакотомии и выделения сердца и магистральных сосудов температура в носоглотке снижалась до 32-330° за счет изолированного охлажде- ния головы. За 2 мин до начала экстракорпорального охлаждения внутривенно вводился гепарин в дозе 3 мг/кг.

Экстракорпоральное охлаждение осуществлялось с использованием теплообменника, двух венозных канюль, установленных в правом предсердии (отточная) и легочной артерии (приточная), и роликового насоса. Объемная скорость перфузии составляла в пределах 0,4— 0,5 л/мин/м2.

Градиент температуры «теплоноситель — носоглотка» не превышал 5°С. Экстракорпоральное охлаждение производилось до достижения температуры в носоглотке 24-26°С.

После начала окклюзии и отжатия аорты через ее устье выполнялась фармако-холодовая кристаллоидная кардиоплегия с температурой 4-6°С. Изолированное охлаждение головы прекращалось к моменту окончания внутрисердечного этапа операции.

После выполнения основного этапа операции, герметизации полостей сердца и профилактики аэроэмболии возобновляли кровоток по магистральным сосудам и приступали к экстракорпоральному согреванию.

Восстановление сердечной деятельности осуществлялось с помощью прямого массажа сердца и последующей электрической дефибрилляции сердца. Для стимуляции сердечной деятельности при необходимости применялся хлористый кальций, адреналин и допамин.

В течение первых 3-5 мин экстракорпорального согревания градиент температуры «теплоноситель-носоглотка» не превышал 5°С и далее не более 10°С. Экстракорпоральное согревание с объемной скоростью перфузии 0,7-0,8 л/мин/м2 прекращалось при достижении температуры в носоглотке в пределах 35-36°С.

После окончания экстракорпорального согревания осуществлялась нейтрализация гепарина протамин-сульфатом в соотношении 1:0,8-1,0.

Для оценки степени метаболических сдвигов в крови на этапах гипотермии и ближайшего послеоперационного периода исследовался углеводный обмен (глюкоза, молочная и пировиноградная кислоты), липидный обмен (свободные жирные кислоты), продукты перекисного окисления липидов (вторичные коньюгированные диены, малоновый альдегид) и активность каталазы, плазменная концентрация калия и кислотно-основное состояние в артериальной крови. Пробы крови забирались на следующих этапах: 1-й этап — после вводной анестезии, 2-й — на глубине охлаждения перед остановкой кровообращения, 3-й — через 5 мин после восстановления адекватной сердечной деятельности на фоне экстракопорального согревания, 4-й — после окончания экстракорпорального согревания, 5-й—окончательное согревание до 36-37°С в палате интенсивного наблюдения, 6-й — первые сутки после операции, 7-й — третьи сутки после операции.

Результаты

Как показали результаты исследования, до начала экстракорпорального охлаждения, к моменту выделения сердца и магистральных сосудов температура в носоглотке снижалась в среднем до 32,6±0,24°С за счет изолированного охлаждения головы льдом. Длительность экстракорпорального охлаждение колебалась от 13 до 38 мин, в среднем 24,5±1,3 мин (скорость охлаждения 0,28± 0,015°С/мин). Глубина максимального охлаждения перед окклюзией магистральных сосудов достигала в среднем 25,7±0,26°С.

Длительность окклюзионного периода при выполнении внутрисердечного этапа операции колебалась от 11 до 48 мин, составляя в среднем 22,5±1,7 мин. Время восстановления адекватной сердечной деятельности не было длительным и составило в среднем 3,3±0,29 мин.

После выполнения основного этапа период экстракорпорального согревания до 35,9± 0,2°С в носоглотке длился в пределах 31,4±1,2 мин (скорость согревания 0,35+0,018°С/мин).

Изменения кислотно-основного состояния (КОС) крови (табл. 1) отражали картину дыхательного алкалоза, который на глубине охлаждения достигал максимальных значений — pH артериальной крови 7,48+0,014. После выполнения основного этапа операции и через 5 мин после восстановления адекватной сердечной деятельности в артериальной крови регистрировались умеренно выраженные признаки метаболического ацидоза. К моменту окончания операции происходила нормализация показателей КОС крови.

Анализ параметров углеводного обмена свидетельствовал об увеличении содержания глюкозы, лактата и пирувата в крови (табл. 2). Максимальных значений эти показатели достигали в постокклюзионном периоде и к моменту окончания операции. Снижение интенсивности гликолитических процессов происходило при окончательном согревании, а возвращение к исходным значениям — на третьи сутки после операции.

Содержание уровня свободных жирных кислот (СЖК) на этапах гипотермии не претерпевало существенных изменений и только увеличивалось в 2,2 раза к моменту окончательного согревания (табл. 2). Нормализация этого показателя наступала к исходу третьих суток после операции.

анестезиология, реаниматология

И ГИПОТЕРМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА

Таблица 1

Динамика показателей кислотно-основного состояния, газового состава артериальной крови и плазменной концентрации калия на этапах гипотермии

	Исходные	Максимальное охлаждение	5 мин после ВП	34°С
pH	7,46 ±0,01	7,48 ±0,0 1	7,32±0,01“*	7,44±0,02
BE, ммоль/л	-2,4±0,5	-3,9±0,8	-6,5±0,8*“	-5,1 ±0,7***
рО2, мм рт.ст.	459,4±20,6	533,5±24,8*“	454,2±21,0	414,4±2 0,8
рСО2, мт.ст.	29,1 ±1 ,24	25,6± 1 ,02*“	37,1 ±1 ,59“*	27,7±1,69
К+, ммоль/л	3,46 + 0,06	3,00±0,1 2“*	3,20±0,11	3,30±0,1 2

Динамика содержания концентрации калия (табл.1)отражала картину гипокалиемии, особенно на глубине охлаждения перед выполнением основного этапа операции —3,0±0,13 ммоль/л.

Анализ динамики продуктов перекисного окисления липидов (табл. 3) показал, что наибольшие изменения происходили в уровне малонового альдегида, величина которого приобретала тенденцию к увеличению в постокклюзионном периоде и достигало максимальных значений при окончательном согревании до 36-37°С (1,85 раза по сравнению с исходными значениями). Наряду с увеличением содержания малонового альдегида отмечалось возрастание активности фермента антиокис-лительной системы — каталазы, уровень которой увеличивался достоверно (на 30%) на глубине охлаждения и был макси мальным при окончательном согревании (в 4 раза по сравнению с исходными данными). Нормализация показателей ПОЛ происходила к исходу третьих суток послеоперационного периода.

В условиях экстракорпоральной гипотермии операции на открытом сердце были выполнены у 34 больных. Летальность в этой группе больных отсутствовала.

Всем больным выполнялась радикальная коррекция, которая заключалась в закрытии дефекта межпредсердной и межжелудочковой перегородки. В двух наблюдениях закрытие ДМПП-Il сопровождалось перемещением аномальных легочных вен в левое предсердие, в одном — чрезлегочной открытой легочной вальвулодилятаци-ей. В одном наблюдении у больного с ДМЖП в сочетании открытым артериальным протоком производилось предварительное его лигирование.

Длительность периода окончательного согревания после выполнения основного этапа операции составила в среднем 3,6±1,7 час. Восстановление сознания регистрировалось через 3,4±1,2 час. после окончания операции. Длительность ИВЛ продолжалась в среднем в течение 12,1 ±1,0 час. Время пребывания больного в палате интенсивного наблюдения составило в среднем 2,0±0,5 дней, длительность госпитализации после операции —14,2+2,1 дней.

У 20 из 34 оперированных больных инотропная кардиотоническая поддержка не применялась. У 13 больных на этапе окончательного согревания в течение первых 2-4 час. после операции использовались малые дозы допамина и только у 1 больного возникла необходимость в применении средних

'                                                      Таблица 2

Динамика уровня глюкозы, молочной, пировиноградной и свободных жирных кислот на этапах гипотермии и в послеоперационном периоде

	Исходные	Максимальное охлаждение	5 мин после ВП	34°С	Окончатель- согревание	1 сут п/о	3 сут п/о
глюкоза, ммоль/л	4 , 4 ±0,3	4,8 ± 0,5	7,7 + 0,7**’	7 , 8 + 0,7 * * *	7, 1 ±0,5***	5,4±0,3*	4,9±0,2
мк, ММОль/л	1 , 43 ±0,07	2,34±0,24**‘	4,9±0,3***	4,5±0,33**‘	2,8 ± 0,1 7***	1 ,75 ± 0,13***	1 ,2±0,04
п в к, М М О л Ь/л	0,2 9±0,0 1	0,31±0,01 ***	0,46±0,02-“	0,52±0,02***	0,4 ± 0,0 1 ***	0,37 ± 0,0 1 ***	0,29 ±0,0 1
МК/ПВ, ед.	5 , 1 5 ± 0 , 3 2	7,42±0,58“*	1 0,90±0,76***	8,8 0 ± 0,4 7 * ‘ *	7,2±0,45***	4,7±0,25	4,41±0,26*
Сжк, м“оль/л	0,0 4 ± 0,0 4	0,33±0,08	0,2 9 ± 0,0 7	0 , 29 ±0,04	0,57±0, 1 3*	0,3 3 ± 0,0 4	0,2 3 ± 0,0 3

Динамика уровня продуктов перекисного окисления липидов на этапах гипотермии и в послеоперационном периоде

	Исходные	Максимальное охлаодение	5 мин после ВП	34°С	Окончательное согревание	1 с ут «Vo	3 сут д'о
кд еоп	1,64^3,14	1,2±0,12*"	1,17±0,13***	1,11 ±0,08***	1,49±0,09	1,5±0,17	1,6210,16
ЦДА, ММОЛЬ»!	5,12±0,57	4,5110,64	6,79±0,94	7,05±0,62	9,53±0,87***	6,7210,39***	6,5410,36
Каталаза еоп	66,4±6,5	88,0±6,8*	192,3125,6***	234,4±27.2‘"	259,6±28,0***	113,3±7,7***	82,1±4J***

доз допамина в течение ближайших 10 часов послеоперационного периода.

У одного больного с ДМПП-Н на 3-и сутки после операции развилась картина нарастающей тампонады сердца, что потребовало экстренной торакотомии. Дальнейшее течение послеоперационного периода у этого больного неосложненное.

Других угрожающих жизни осложнений зарегистрировано не было.

Неврологические осложнения в группе оперированных больных не отмечались.

Обсуждение результатов

Причинами, побудившими нас к разработке комбинированной экстракорпоральной гипотермии для обеспечения условий «открытого» сердца, были недостатки бесперфузионной гипотермической защиты, которые можно было суммировать следующим образом.

Первое — это обязательное применение поперечной чрездвухплевральной торакотомии, необходимой для согревания больных в постокклюзионном периоде, поскольку легкие использовались в качестве основного теплообменника.

Второе — необходимость использования диэтилового эфира для обеспечения гипотермии, ибо эфир является оптимальным анестетиком, позволяющим избежать возникновение серьезных нарушений рит ма сердца при быстром наружном охлаждении. Однако взрывоопасность эфира служит одним из основных факторов, существенным образом сдерживающих внедрение и распространение бесперфузионной гипотермии в кардиохирургической практике.

Третьим недостатком бесперфузионной гипотермии является медленный темп согревания (15-20°С/мин) в постокклюзионном периоде, который достигается орошением плевральных полостей и легких теплым физиологическим раствором 42-43°С. Опасность медленного и неравномерного согревания очевидна,так как только в условиях быстрого и равномерного согревания возможна стабилизация гемодинамических параметров.

Идея экстракорпоральной гипотермии не нова и была предложена в начале 50-х гг. в виде различных вариантов F.Boerema [8] и D.Ross [9]. В дальнейшем этот метод был доработан и внедрен в клиническую практику в 1959 г. С.Drew и I.Anderson [10], которые сообщили о трех случаях использования его в кардиохирургии без применения оксигенатора. Однако метод экстракорпоральной гипотермии в то время был сложным, трудоемким и не нашел дальнейшего применения в клинической практике в связи с возникновением острых расстройств гемодинамики в период охлаждения.

Изучив всевозможные варианты искусственной гипотермии, мы предложили метод комбинированной экстракорпоральной гипотермии. Суть этого метода заключается в том, что в нем мы соединили вместе наружное и внутреннее охлаждение, что позволило избежать нежелательных эффектов каждого из этих методов обеспечения.

Наружное охлаждение включало в себя изолированное охлаждение головы с помощью матерчатого шлема со льдом после вводной анестезии и ее стабилизации. Подобная методика изолированного охлаждения головы позволила добиваться снижения температуры тела в период выполнения продольной стернальной торакотомии и выделения сердца и магистральных сосудов.

Таким образом, к моменту начала экстракорпорального охлаждения, достигаемого пропусканием крови черезтеплообменник с помощью двух венозных канюль и роликового насоса, температура в носоглотке снижалась до 32°С. В соответствии с этим длительность экстракорпорального охлаждения не была длительной и составила в среднем 24,5±1,3 мин. При этом особо следует обратить внимание на то, что в связи с методическими особенностями изолированного охлаждения головы температура в мозге, особенно его поверхностных отделов, была на 6-7°С ниже, чем в ядре тела [4,5]-К моменту начала экстракорпорального охлаждения, когда температура в носоглотке составляет в пределах 32°С, температУ'

АНЕСТЕЗИОЛОГИЯ, РЕАНИМАТОЛОГИЯ И ГИПОТЕРМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ра в мозге уже достигает 25-26°С. А при окончании экстракорпорального охлаждения до 24-25°С температура в мозге в условиях кранио-церебральной гипотермии снижается до 18-20°С, что обеспечивает высокую анти гипоксическую защиту мозга в период остановки кровообращения до 60 и более минут.

Предварительное охлаждение на 4-5°С позволило использовать в параметрах экстракорпорального охлаждения такой температурный градиент (5°С) «теплоноситель-носоглотка», при использовании которого не возникает острых расстройств гемодинамики и в то же время сохраняется высокая скорость перфузионного охлаждения — 0,28±0,014°С/мин.

Разработанная комбинированная экстракорпоральная гипотермия позволила исключить из схемы анестезиологического обеспечения эфир и полностью перейти на общепринятую методику тотальной внутривенной анестезии или ее сочетания с ингаляционными галогенсодержащими анестетиками. ■

Наиболее явным преимуществом этого метода обеспечения является экстракорпоральное согревание в связи с его высокой скоростью, достигавшей 0,35±0,02°С/мин. Общая продолжительность экстракорпорального согревания до 35-36°С составила в среднем 31,4+1,2 мин и практически не зависела от массы тела (г= 0,03).

Анализ некоторых показателей гомеостаза показал, что обнаруженные изменения полностью укладываются в русло патофизиологических сдвигов, наблюдаемых при операциях на открытом сердце в условиях перфузионной и бесперфузион-ной гипотермии [3]. Это касается показателей окислительного, липидного, электролитного обмена и динамики продуктов перекисного окисления липидов, отражающих типичную картину умеренно выраженной операционной агрессии и исчезающих к третьим суткам послеоперационного периода [6]. Обращает внимание, что при операциях в условиях экстракорпоральной гипотермии к моменту окончания операции в артериальной крови наступает нормализация КОС, тогда как в условиях бес-перфузионной гипотермии это происходит только после окончательного согревания в палате интенсивного наблюдения. Это лишний раз свидетельствует о преимуществах быстрого и равномерного согревания после выполнения основного этапа операции.

Как показал первоначальный опыт, комбинированная экстракорпоральная гипотермия является эффективным методом обеспечения операций на открытом сердце у больных ВПС «бледного» типа с неосложненным гемодинамическим течением. При правильном отборе больных на хирургическое лечение в условиях комбинированной экстракорпоральной гипотермии осложнения могут носить минимальный характер, а летальность может быть сведена к минимуму, если не исключена вообще. ■ 1