Механические свойства легких у больных с атрезией легочной артерии с дефектом межжелудочковой перегородки в ближайшем послеоперационном периоде

С целью изучения механических свойств легких при атрезии легочной артерии (АЛА) в сочетании с дефектом межжелудочковой перегородки (ДМЖП) после выполнения паллиативной операции — реконструкции путей оттока правого желудочка (РПОПЖ) без закрытия ДМЖП—в ближайшем послеоперационном периоде обследовано 7 пациентов. Все больные находились на искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Изучены механические свойства легких. По модифицированному методу Фика изучены параметры центральной гемодинамики. Корреляционно-регрессионный анализ выявил статистически достоверные зависимости между механическими свойствами легких и центральной гемодинамикой. Полученные данные по механике дыхания (МД) отражают особенности патоморфологии легочного кровообращения при этом врожденном пороке сердца (ВПС).

Изучение МД у кардиохирургических больных, включая пациентов с ВПС, представляется интересным и перспективным, так как позволяет глубже понять патоморфологические и патофизиологические изменения в легких, которые являются следствием имеющегося порока и/или остро развившегося нарушения кровообращения.

Механические свойства легких, зависящие, с одной стороны, от параметров вентиляции: дыхательного объема, частоты дыхания, воздушного потока и градиента давления между атмосферой и альвеолами — и рассматриваемые как производные этих параметров [4], с другой стороны, определяются состоянием всех анатомических структур легких: дыхательных путей различного калибра, паренхимы, интерстиция, сосудистой и лимфатической систем, а также легочной гемодинамикой [4, 5, 6, 8, 9].

Теснейшая структурно-функциональная связь между дыхательной и сердечно-сосудистой системами позволяет рассматривать механические свойства легких как интегральный показатель функционального статуса этих систем, а высокая чувствительность параметров МД важна для мониторинга состояния кардиореспираторной системы в условиях операции на сердце и в послеоперационном периоде [3, 4].

При изучении МД при АЛА с ДМЖП мы руководствовались рабочей гипотезой, что у пациентов с этой патологией после необходимого на конкретный момент времени хирургического вмешательства возникают определенные изменения легочного кровотока по сравнению с исходным состоянием и, как следствие, изменение показателей МД.

ПАТЛ Л Л ГИЛ УПАПАЛГ:ПА111КЫИЛ И |/Апяил₁™пи,.-.- » i».»-

Знание этих изменений могло бы служить дополнительным критерием при определении тактики ведения больных в послеоперационном периоде.

Изменение механических свойств легких в зависимости от вида оперативного вмешательства также представляется интересным.

Материалы и метопы

Обследовано 7 пациентов с АЛА с ДМЖП, которым быта выполнена паллиативная операция РПОПЖ без закрытия ДМЖП.

По классификации J.Somerville, у 5 пациентов диагностирована АЛА 1-го типа, у двух— 1,5-го типа. У 4 пациентов коллатеральный легочный кровоток осуществлялся через большие аорто-легочные коллатеральные артерии (БАЛКА), у двух — через открытый артериальный проток, у одного пациента — через мелкие коллатеральные артерии.

Четверо больных в группе оперированы впервые, двоим предварительно выполнена операция наложения системно-легочного анастомоза.

Средний возраст пациентов составил 6±2 лет (здесь и далее указаны среднее значение и стандартное отклонение исследуемой выборки M±SD), средний рост составил 108,4316,98 см, средняя масса тела — 19,7913,26 кг, средняя площадь поверхности тела — 0,771 0,086 м2.

Показатели центральной гемодинамики до операции по данным зондирования были: легочный кровоток — 3,46+0,65 л/мин/м2; системный кровоток — 3,88+0.69 л/мин/м2; коэффициент отношения легочного кровотока к системному— 0,9110,14; эффективный легочный кровоток— 1,86+1,02 л/мин/м2; внутрисердечный шунт справа налево — 2,00+0,46 л/мин/м2; внутрисердечный шунт слева направо — 0,4510,03 л/мин/м2.

Все пациенты в процессе исследования находились на ИВЛ с помощью объемно-ациклического респиратора «Puritan Bennett 7200». Артериальное давление контролировали через канюлю, установленную в a.radialis, мониторами «SIRECUST-404-1» фирмы SIMENS. Для оксиметрии забирали порции артериальной (из a.radialis) и венозной (из v.cava sup.) крови. Определение кислотно-основного равновесия, уровня основных электролитов и оксиметрия осуществлялись аппаратом «Nova biomedical».

МД изучали флоуметрическим методом после обтурации воздушного потока на высоте вдоха длительностью 0,3 сек. с помощью специального блока, встроенного в респиратор, позволяющего по давлению в проксимальных дыхательных путях и заданному дыхательному объему автоматически рассчитывать показатели МД и отображать их на дисплее респиратора. Измеряли статический ком-плайнс (Cst) и инспираторное сопротивление дыхательных путей (Rinsp).

Измерения проводились у всех пациентов в стандартных условиях: первое — через 15 мин после поступления больного в отделение реанимации; второе, третье и четвертое — соответственно через 1, 2 и 3 часа, затем каждые 3 часа послеоперационного периода. ИВЛ осуществлялась в режиме CMV в условиях сна с РЕЕР^О, FiO2=1.0. Параметры вентиляции устанавливали стандартно в соответствии с возрастом и массой тела пациента.

Параллельно проводили изучение показателей центральной гемодинамики по модифицированному методу Фика [4].

Всем пациентам определяли: статический комплайнс легких — Cst (ml/mbar; 1 mbar=l см Н2О); инспираторное сопротивление дыхательных путей —Rinsp (mbar/1/sec); выдыхаемый объем — Vex (л); минутную вентиляцию легких — MV (л/мин); выдыхаемую —ЕеО2 концентрацию О2; сатурацию крови в верхней полой вене — Sat VO2; сатурацию артериальной крови — SatAO2; гемоглобин — НЬ (г/л).

Рассчитывали: сатурацию смешанной венозной крови — SatVmixO2, сатурацию крови в легочной артерии — SatpAO2, эффективный легочный кровоток — Qepbf (л/мин/м2), легочный кровоток — Qp (л/мин/м2), системный кровоток — Qs (л/ мин/м2), величину внутрисердечного шунта слева-направо — Shl-p (л/мин/м2), справа-налево — Slip-1 (л/мин/м2), коэффициент отношения легочного кровотока к системному — Qp/Qs как показатель степени легочной волемии [3,4]. Определение концентрации кислорода в выдыхаемом воздухе осуществлялось монитором «Oxygen Monitoring System» фирмы Puritan Bennett.

Для всех показателей были рассчитаны средние значения, средние ошибки, стандартные отклонения. На персональном компьютере IBM PC проведен корреляционно-регрессионный анализ между показателями МД и центральной гемодинамики с коэффициентом достоверности не более 0,05 (Р<0,05).

Результаты

Нами получены следующие показатели МД: статический комплайнс легких в среднем равнялся 17,3+3.38 мл/мбар, инспираторное сопротивление дыхательных путей— 21,214,85 мбар/л/с, дыхательный объем — 0,22+0,05 л, коэффициент отношения Cst к Vex, создающему данный комплайнс — (Cst/Vex) 7,8711,4.

При сравнении показателей легочной гемодинамики, полученных после операции РПОПЖ, с исходными данными выявлена тенденция к увеличению эффективного легочного кровотока на 25% с 1,86 до 2,34 л/мин/м2, легочного кровотока — на 11% с 3,46 до 3,86 л/мин/м2, внутрисердечного шунта слева-направо — на 24% с 0,45 до 1,52 л/мин/м2, коэффициента отношения легочный кровоток / системный кровоток — на 55% с 0,75 до 1,16.

Корреляционно-регрессионный анализ между показателями МД и центральной гемодинамикой выявил следующие статистически достоверные взаимосвязи: между Cst/Vex и величиной легочного кровотока — Qp (г=-0,82, Р<0,025); между Cst/Vex и величиной внутрисердечного шунта слева-направо (г=-0,91, Р<0,004); между Cst/Vex и коэффициентом отношения легочного кровотока к системному Qp/Qs (г=-0,84, Р<0,02); между сопротивлением дыхательных путей Rinsp и величиной легочного кровотока Qp (г=0,83, Р<0,02); между сопротивлением дыхательных путей и величиной внутрисердечного шунта слева-направо г=0,85, Р<0,01.

Обсуждение

Полученные результаты можно считать первыми систематизированными данными по МД у больных с АЛА и ДМЖП после РПОПЖ, так как в доступной нам литературе имеются лишь единичные данные по МД при этом ВПС. На сегодняшний день вопрос о взаимосвязи между МД и легочной гемодинамикой не вызывает сомнений [3-10]. Большинство исследований по МД при ВПС проведено при пороках с увеличенным легочным кровотоком [5, 6, 8, 9], протекающих с легочной симптоматикой. Пороки с так называемым редуцированным легочным кровотоком, протекающие без легочной симптоматики [5, б], изучались значительно менее активно и, как правило, использовались для подчеркивания значимости изменений механических свойств легких при пороках с гиперволемией малого круга кровообращения [5, б, 8, 9].

Полученные результаты мы анализировали, опираясь на результаты [3, 4], которые выявили особенности МД в зависимости от преобладающего типа легочного кровотока (коллатерального или истинного легочного), а также на доказанные взаимосвязи между МД и центральной гемодинамикой [3-10].

При сравнении МД при АЛА с ДМЖП после РПОПЖ с аналогичными показателями при тетраде Фалло (ТФ) в антропометрически схожих группах оказалось, что МД при АЛА с ДМЖП после РПОПЖ занимает некое промежуточное положение между цианотической (классической) и ациа-нотической («бледной») формами ТФ. Коэффициент соотношения комплайнса к объему, который рассматривается как маркер коллатерального кровотока [3, 4], в нашем исследовании был меньшим, чем при «синей» форме ТФ (7,87±1,07 и 9,30±1,44 соотв.), на 15% и большим, чем при «бледной» форме ТФ (7,87±1,07 и 7,55±0,88 соотв.). Если учесть, что «синяя» форма ТФ рассматривается как модель преобладания коллатерального типа легочного кровотока, а «бледная» — как модель преобладания истинного легочного кровотока при пороках с редуцированным легочным кровотоком [3, 4], то полученные нами данные по коэффициенту отношения комплайнса к дыхательному объему можно расценивать как признак появления после операции одновременно двух типов кровоснабжения легких у наших пациентов, что после выполнения РПОПЖ теоретически может иметь место.

Полученные средние значения комплайнса (17,3±3,05 мл/мбар) были меньше, чем при «синей» форме ТФ (30,0+6,05 мл/мбар), на 42% (разница достоверная — Р=0,002), и меньше, чем при «бледной» форме ТФ (20,1 ±4,68 мл/мбар). Меньшее значение податливости у пациентов исследуемой группы по сравнению с «синей» формой ТФ можно объяснить тем, что объем легочного кровотока у них был большим (учитывая сочетание двух видов легочного кровообращения).

При сравнении величины легочного, эффективного легочного кровотоков и величины внутрисердечного шунта слева-направо —параметров легочной гемодинамики, оказывающих наибольшее влияние на МД, полученных у наших больных, с аналогичными показателями при ТФ с «синей» формой, оказалось, что они действительно больше в исследуемой группе: легочный кровоток— 3,86±1,32 и 2,72±0,79 л/мин2, что на 42% больше (Р=0,003), эффективный легочный кровоток — 2,34±0,58 и 2,27±0,76 л/мин/м2, внутрисердечный шунт слева-направо — 1,52±0,99 и 0,44±0,19 л/мин/м2, что на 25% больше (Р=0,004).

Тот факт, что значения комплайнса в исследуемой группе оказались меньшими, чем при «бледной» форме ТФ, мы также можем объяснить, опираясь на показатели легочной гемодинамики, несмотря на то что по всем показателям легочный кровоток у пациентов с «бледной» формой ТФ был большим, чем в исследуемой группе: легочный кровоток— 6,61±1,97 и 3,86+1,32 л/мин/м2, эффективный легочный кровоток — 3,40±0,92 и 2,34±0,58 л/мин/м2, внутрисердечный шунт слева-направо — 3,21±1,66 и 1,52±0,99 л/мин/м2, по всем показателям разница статистически достоверная (Р=0,002; 0,008 и 0,016 соотв.).

Не следует забывать о мощном коллатеральном кровоснабжении у больных с АЛА, которое, по всей видимости, редуцируется не сразу. Кроме того, при АЛА имеет место остаточное перекрестное шунтирование. В качестве рабочей гипотезы нам кажется вероятным, что на отличие МД при АЛА с ДМЖП от других ВПС с редуцированным легочным кровотоком, и прежде всего сТФ, может влиять факт различия типов коллатерального кровотока при этих пороках. Так, при ТФ преобладает бронхиальный тип коллатерального кровотока [2]. Для него характерно, что максимальное количество анастомозов между бронхиальными и легочными артериями расположено в преацинарной зоне [1], что и оказывает решающее влияние на особенности МД при ТФ [3, 4].

При АЛА с ДМЖП преобладает коллатеральный кровоток через прямые и непрямые аортальные ветви, для которых характерно расположение

ПАТОЛОГИЯ KDOROORDAI ПИНИЯ И КЛВЛИПУИВипгИП О /ум

анастомозов с легочными артериями на уровне долевых и сегментарных артерий. По всей вероятности, для них также характерны и изменения мик-роциркуляторного русла, подробно описанным для ТФ (скорее для «бледной» формы), но, в какой степени они выражены, пока неясно.

Средние значения сопротивления в исследуемой группе были меньше, чем у «бледной» ТФ (21,13±2,47 и 33,3+6,04 мбар/л/с соотв.), на 37% (Р=0,001) и меньше, чем при «синей» ТФ (21,13±2,47 и 24,8±3,87 мбар/л/с соотв.), на 15%, что мы также объясняем перечисленными выше особенностями коллатерального кровотока при этом ВПС.

Полученные нами корреляционно-регрессионные связи между МД и легочной гемодинамикой позволяют выделить величину легочного кровотока, внутирсердечного шунта слева-направо и коэффициент отношения легочного кровотока к системному как основные параметры гемодинамики, оказывающие наибольшее влияние на МД при АЛА с ДМЖП.

Полученные результаты корреляционно-регрессионного анализа между МД и легочной гемодинамикой при первом исследовании через 15 мин после поступления больного в отделение реанимации характерны для преобладания коллатерального типа легочного кровотока [3,4]: корреляция между ОДех и легочным кровотоком — r=0,69; C/Vex и величиной внутрисердечного шунта слева-направо — г—0,84; низкие значения коэффициента корреляции между легочной гемодинамикой, комплайнсом и сопротивлением дыхательных путей, а именно, между комплайнсом и легочным кровотоком— г=0,15; комплайнсом и шунтом слева-направо — г=0,15; комплайнсом и коэффициентом отношения легочного кровотока к системному — г=0,32. Однако исследования корреляций через 4 часа позволяют говорить о тенденции изменения типа легочного кровотока у наших пациентов, а именно, отмечается увеличение корреляционных зависимостей между Qp/Qs и комплайнсом — г=0,84; между шунтом слева-направо и комплайнсом —г=0,99; между сопротивлением дыхательных путей и Qp/Qs — г=0,99. Это подтверждается и выявленной тенденцией в изменении МД в первые 4 часа, а именно тенденцией к уменьшению комплайнса на 13% — с 17,3 до 15,0 мл/мбар, увеличение сопротивления на 17,5%— с 21,1 до 24,8 мбар/л/с и снижение коэффициента C/Vex на 16,8% — с 7,86 до 6,54 при одном и том же Vex=0,23 л.

Действительно ли имеется переход от коллатерального типа легочного кровоснабжения к кровоснабжению по истинным легочным артериям после операции РПОПЖ при АЛА с ДМЖП, в какие сроки он происходит, в какой степени, могут ли показатели МД отражать этот процесс? Эти вопросы являются предметом наших дальнейших исследований.

Выводы

• 1.    Показатели МД при АЛА с ДМЖП после РПОПЖ без закрытия ДМЖП занимают переходное положение между МД при «синей» и «бледной» формах ТФ.

• 2.    После выполнения операции РПОПЖ отмечается тенденция к увеличению показателей легочной гемодинамики: легочного кровотока на 11,5%, эффективного легочного кровотока на 25% и величины внутрисердечного шунта слева-направо на 55%.

• 3.    Выявленные корреляционно-регрессионные связи между МД и легочной гемодинамикой позволяют определить легочный кровоток, коэффициент отношения легочного кровотока к системному и внутрисердечный шунт слева-направо как главные показатели легочной гемодинамики, влияющие на МД при АЛА с ДМЖП после РПОПЖ.

• 4.    Динамика показателей МД и их корреляций с легочной гемодинамикой в первые 4 часа послеоперационного периода может свидетельствовать о постепенном повышении удельного веса истинного легочного кровоснабжения в общей системе послеоперационного кровоснабжения легких у больных с АЛА и ДМЖП, включая коллатеральный тип.

• 5.    Мониторинг показателей МД может быть использован в раннем послеоперационном периоде для оценки гемодинамики малого круга кровообращения у пациентов с внутрисердечным шунтированием при лабильной легочной гемодинамике.

  АНЕСТЕЗИОЛОГИЯ И РЕАНИМАТОЛОГИЯ

  
  

• 7.    Архангельская Н.В. Перестройка артерий легких при врожденных пороках сердца и магистральных сосудов. М., 1971. С.9-20.

• 2.    Барчуков АЛО.//Грудная хирургия. 1986. №4. С. 73-80.

• 3.    Затевахина М.В., Цимбалов С.Г.//Грудная хирургия. 1996. №3. С.135-140.

• 4.    Цимбалов С.Г. Механические свойства легких у больных тетрадой Фалло: Дисс. ... канд. мед. наук. М., 1996.

• 5.    Bancalari Е., Tease M.J., et al.//J. Pediatr. 1977. V.90. P.192-195.

• 6.    Freezer N.J., Lanteri C.J.. Sly P.D.//J. Appl. Physiol. 1993. V.74. P.1083-1088.

• 7.    Griffin A.J., Ferrara J.DJ/Amer. J. Dis. CUM 1972. V.123. P.89-95.

• 8.    Hewlett G.//Archives of Disease in Childhood. 1972. V.47. P.707-714.

• 9.    Lanteri C.J., KanoS., Duncan A.W., SlyP.D.//Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1995. V.152. P.1893-1900.

• 10.    Wallcreen G.F., Greubelle, Koch GJ/Acta Pediatrica. I960. V. P.415-425.