Определение уровня маркеров костного метаболизма и показателей ультразвуковой денситометрии для определения показаний к миниинвазивным доступам кардиохирургических операций

Возрастание количества кардиохирургических операций, выполняемых из классического стернотомного доступа, приводит и к увеличению количества послеоперационных осложнений, в частности передних стерноме-диастенитов с последующим развитием хронического остеомиелита грудины и ребер и нестабильности грудины.

С целью уменьшения количества осложнений кардиохирурги используют минидоступы. Из миниинвазивных доступов выполняется АКШ и МКШ, протезирование митрального [1, 2] и аортального клапанов [3–5], операции по абляции проводящих путей сердца.

Количество кардиохирургических операций, выполненных через мини-доступ, за последние 5 лет значительно возросло – с 0,5 % до 2020 года до 4,5 % к концу 2024 года (рис. 1).

Рис. 1. Динамика роста количества кардиохирургических операций, выполненных через мини-доступ

• Fig. 1.    Dynamics of the growth in the number of cardiac surgeries performed through mini-access

Тем не менее в научном кардиохирургическом сообществе продолжаются дискуссии о качестве восстановления клапанов при минимально инвазивном вмешательстве по сравнению со срединной стернотомией, а также активно обсуждается вопрос об определении четких показаний к применению минидоступа, что вызвано отсутствием должным образом спланированных сравнительных исследований.

Однако для выбора хирургического доступа (традиционной стернотомии и мини-стернотомии и мини-торакотомии) необходимо ориентироваться на нозологию кардиологической патологии и наличие или отсутствие остеопенического синдрома. Такой подход позволяет избежать таких грозных гнойных осложнений со стороны грудной клетки как стерномедиастинит.

Одним из ключевых заболеваний, ведущих к нестабильности грудины после срединной стернотомии у кардиохирургических пациентов, считается остеопения. В заключительное время в категорию хронических осложнений, возникающих при остеопении, вводят патологическое пре- образование костной ткани [6, 7]. Веские сведения говорят о том, что при этом существует тенденция к уменьшению костной массы и изменению микроархитектоники костной ткани. Процесс, сопровождаемый уменьшением костной плотности, проводит к увеличению риска осложнений после стерномии. При данном состоянии неполную «пиковую» костную массу возможно расценивать в свойстве значимой детерминанты остеопороза [8, 9].

В целях изучения состояния минеральной плотности костной ткани перед стернотомией так же выполняется ден-ситометрическое исследование с помощью ультразвукового остеоденситометра Sunlight Omnisense 7000 (США). Этот прибор измеряет скорость звука (С3) по кости в различных участках скелета человека. Основная комплектация включает один зонд, предназначенный для измерения С3 в нижней трети лучевой кости и в нижней трети грудины [9, 10]. Проведение ультразвуковой денситометрии позволяет диагностировать изменения минеральной плотности костной ткани и прогнозировать развитие гнойного медиастинита с нестабильностью грудины [11]. Это позволяет наиболее эффективно применять малоинвазивные доступы предупреждая развитие несостоятельности грудины вследствие доопе-рационной диагностики остеопенического синдрома [12].

Не проходящий интерес и непрерывное внимание ученых к данной проблеме разъясняется, прежде всего тем, что длится неуклонный рост количества пациентов с гнойными осложнениями со стороны грудины и ещё тем, что понятия о раневом процессе регулярно изменяются и углубляются с формированием медицины, биологии, технических средств и возникновением все новых лекарственных средств, что не могло не отразиться на методах лечения [13, 14].

Цель исследования . Рассмотреть предоперационное исследование маркеров костного метаболизма и ультразвуковых денситометрических показателей в качестве предиктов осложнений кардиохирургических операций, что позволит расширить показания к применению малоинвазивных доступов в кардиохирургии.

Материалы и методы

За период с 2020 по 2024 год в кардиохирургическом отделении ФГБУ Федерального центра сердечно сосудистой хирургии г. Красноярска было произведено 1989 операций на сердце с использованием аппарата искусственного кровообращения.

Основная нозология оперированных больных представлена в таблице 1.

Основная нозология оперированных пациентов

The main nosology of the operated patients

Table 1

Нозология/Nosology	Количество/ Quantity
Приобретенный порок аортального клапана/ Acquired aortic valve defect	245 (24,2 %)
Приобретенный порок митрального клапана/ Acquired mitral valve defect	133 (13,2 %)
Ишемическая болезнь сердца/Coronary heart disease	469 (46,4 %)
Приобретённый порок + Фибрилляция предсердий/ Acquired heart disease + Atrial fibrillation	164 (16,2 %)
Итого/Total	1011

Распределение пациентов с учетом хирургического доступа

Distribution of patients based on surgical access

Table 2

Операции/ Operations	Доступы/ Operational access rights
	Полная стернотомия/ Sternotomy	Мини-стернотомия/ Mini Sternotomy	Мини-торакотомия/ Mini Thoracotomy	Всего/ Total
Коррекция аортального клапана/Correction of the aortic valve	154 (62,9 %)	91 (37,1 %)	–	245
Коррекция митрального клапана/ Mitral valve correction	74 (55,6 %)	–	59 (44,4 %)	133
Аортокоронарное шунтирование/ Coronary artery bypass	316 (67,4%)	–	153 (32,6 %)	469
Коррекция клапанной патологии + криоаблация левого предсердия/ Correction of valvular pathology + cryoablation of the left atrium	98 (59,8 %)	–	66 (40,2 %)	164
Всего/Total	642	91	278	1011

Рис. 3. Мини-стернотомия

Fig. 3. Mini-sternotomy

Рис. 2. Стандартная традиционная срединная стернотомия

• Fig. 2.    Standard traditional median sternotomy

Для сравнения эффективности доступов у контрольной и основной группы пациентов были установлены критерии включения пациентов в каждую из групп. Такими критериями явились возраст пациента – до 60 лет, индекс массы тела (ИМТ) – до 30, наличие сердечной недостаточности – 2 класс по NYHA, отсутствие сопутствующей патологии.

Таким образом в исследование были включены 89 пациентов, которым выполнена кардиохирургическая операция с предшествующим специфическим обследованием, позволившим выявить остеопению и остеопороз.

Всем пациентам до операции проведена ультразвуковая денситометрия в двух точках: в нижней трети правой лучевой кости и в нижней трети грудины.

Для оценки процессов ремоделирования и резорбции костной ткани изучали степень костного изофермента щелочной фосфатазы (ВАР) и тартрат-резистентной кислой фосфатазы (ТРКФ), в сыворотке крови устанавливали содержимое кальция и фосфора.

ТРКФ экспрессируется остеокластами в ходе резорбции костной ткани, активность костного изофермента щелочной фосфатазы в сыворотке крови человека устанавливали, как индикатор активности остеобластов, отображающих процессы ремоделирования костной ткани [10, 11].

Результаты

Все включенные в обследование пациенты (89 человек) были разделены на 3 группы в зависимости от доступа при выполнении операции. В первую группу (контрольную) включено 42 (47,2 %) пациента, которым операция выполнялась из классического стернотомного доступа. Из них у 47 (52,8 %) применялся мини-доступ: 2 группа – 25 (28,1 %) пациентов ми-ниторакотомный доступа и 3 группа – 22 (24,7 %) пациента, которым операция выполнялась из частичной стернотомии.

Перед выполнением операции всем пациентам выполнена ультразвуковая денситометрия в нижней трети лучевой кости и в нижней трети грудины (табл. 3).

Таблица 3

Денситометрические показатели пациентов до операции

Densitometric parameters of patients before surgery

Table 3

Группы/Groups	Количество/ Number	Показатели МПК/ BMD indicators	Нижняя треть лучевой кости/ Lower third of the radius	Грудина/Sternum
1 группа/1 Group	42 (47,2 %)	скорость звука	4177 (4137;4221)	3911 (3850;4008)
		Т-индекс	0,2 (0,4; 0,65)	–0, 4 (–1,15; –0,1)
		Z-индекс	1,4 (0,55; 1,05)	0,1 (–0,55; 0,2)
2 группа/2 Group	25 (28,1 %)	скорость звука	4122 (4035,7; 4193)	3762 (3603; 3870)
		Т-индекс	–0,4 (–0,8; 0,3)	–1,4 (–2,0; –0,5)
		Z-индекс	1,1 (0,1; 1,6)	–0,4 (–1,1; –0,125)
3 группа/3 Group	22 (24,7 %)	скорость звука	4122 (4034; 4198)	3714 (3534; 3746)
		Т-индекс	–0,4 (–1,27; 0,3)	–1,9 (–3,3; –1,3)
		Z-индекс	0,55 (–0,4; 1,6)	–0,75 (–2,1; –0,22)

В результате проведенного денситометрического исследования выявлены признаки остеопороза и остеопении у пациентов. Денситометрические показатели минеральной плотности кости в зависимости от тяжести остеопенического синдрома представлены в таблице 4.

Таблица 4

Количественное распределение больных в зависимости от наличия признаков остеопении и остеопороза

Количественное распределение больных в зависимости от наличия признаков остеопении и остеопороза

Table 4

Показатели скорости звука/Sound velocity indicators		Норма/ Normal (> 3884)	Остеопения/ Osteopenia	Остеопороз/ Osteoporosis
Лучевая кость/The radius	1 группа/Group 1	29 (76 %)	11 (16 %)	2 (8 %)
	2 группа/ Group 2	12 (85 %)	12 (10,4 %)	1 (4,2 %)
	3 группа/ Group 3	13(79,2 %)	8 (12,5 %)	1 (8,3 %)
Грудина/Sternum	1 группа/Group 1	13 (52 %)	10 (40 %)	1 (4,0 %)
	2 группа/ Group 2	13 (25 %)	6 (39,6 %)	5 (35,4 %)
	3 группа/ Group 3	11 (6,3 %)	8 (52,1 %)	3 (41,7 %)

Полученные данные послужили одним из признаков, по которым решался вопрос о выборе операционного доступа. Помимо денситометрических показателей определялись показатели костного метаболизма (табл. 5).

Таблица 5

Количественное распределение больных в зависимости от наличия признаков остеопении и остеопороза

Количественное распределение больных в зависимости от наличия признаков остеопении и остеопороза

Table 5

	Общая ЩФ (Ед/л) 87,0/Total alkaline phosphatase (U/L) 87,0	ТРКФ (Ед/л) до 2,75/ Fuel consumption (Units/L) up to 2,75	ВАР (Ед/л) 27,75/ VAR (Units/l) 27,75	Кальций общий ммоль/л/ Total calcium mmol/l	Фосфор общий ммоль/л/ Total phosphorus mmol/l
1 группа/Group 1	91,28±8,05	2,4±0,85	22,29±4,15	2,44±0,15	1,12±0,01
2 группа/ Group 2	156,5±6,15	7,26±1,005	29,9±3,015	2,13±0,04	0,9±0,01
3 группа/ Group 3	118,7±4,15	3,1±0,815	44,7±9,15	2,0±0,08	0,78±0,001

Показатели фосфорно-кальциевого обмена во всех группах статистически значимо не различались друг от друга и были в границах физиологической нормы.

Для наиболее точного представления о начале процесса патологии ремоделирования биохимические маркеры изучены в зависимости от серьезности клинических проявлений и продолжительности течения остеопенического синдрома.

С целью установления соотношения активности остеокластов к остеобластам рассчитали показатель соотношение активности ТРКФ к ВАР (табл. 6).

Таблица 6

Коэффициент соотношения ТРКФ и ВАР

Table 6

Ratio of TRKF and VAR

Группы больных/Patient groups	Количество больных/ Number of patients	ТРКФ/ВАР/TRKF/VAR/
1 группа/Group 1	42	0,1252±0,1211
2 группа/Group 2	25	0,1022±0,0868
3 группа/Group 3	22	0,0811±0,0663

Исследование исходного уровня биохимических маркеров может быть применено для прогнозирования процесса ремоделирования костной ткани в процессе образования костной мозоли после стернотомии и предположить возможность развития осложнений.

В ближайшем послеоперационном периоде во всех трех группах наблюдались случаи нагноения раны (табл. 7).

Таблица 7

Нагноение подкожной жировой клетчатки

Suppuration of subcutaneous fat

Table 7

	Количество паци-ентов/Number of patients	Нагноение раны/ Suppuration of the wound
1 группа/Group 1	42	4 (9,5 %)
2 группа/Group 2	25	2 (8 %)
3 группа/Group 3	22	2 (9,1 %)
Всего/Total	89	9 (10,1 %)

Общее количество пациентов с нагноением кожи и подкожной жировой клетчатки составило 10,1 %. Количество осложнений по группам практически было одинаковым.

Также были отмечены нарушения консолидации грудины (6 пациентов) и случаи стерномедиастинита (3 пациента) в 1 и 3 группах (табл. 8).

Таблица 8

Нестабильность грудины и стерномедиастинит в ближайшем послеоперационном периоде

Instability of the sternum and sternomediastinitis in the immediate postoperative period

Table 8

	Количество/ Quantity	Нестабильность грудины/ Instability of the sternum	Медиастинит/ Mediastinitis
1 группа/ Group 1	42	6 (14,3 %)	2 (4,7 %)
3 группа/ Group 3	22	–	1 (4,5 %)
Всего/Total	64	6 (9,3 %)	3 (4,7 %)

В 1 группе нестабильность грудины была отмечена в 14,3 % случаев. У всех по данным предоперационного обследования были снижены денситометрические индексы, однако выполнить оперативное лечение из минидоступа не представлялось возможным.

При частичной стернотомии у 1 пациента развился стер-номедиастинит.

Всем пациентам с осложнениями со стороны грудины проведена повторная денситометрия (табл. 9).

Таблица 9

Денситометрические показатели больных в зависимости от развития степени осложнений

Densitometric parameters of patients depending on the development of the degree of complications

Table 9

Группы/ Groups	Количество/ Number	Показатели МПК/ BMD indicators	Нижняя треть лучевой кости/ Lower third of the radius	Грудина/Sternum
1 группа/ Group 1	8	скорость звука/The speed of sound	4118 (4127; 4215)	3711 (3642; 3911)
		Т-индекс/ T-index	–0,18 (–0,3; –0,75)	–0,3 (–1,15; –0,1)
		Z-индекс/ Z-index	–1,2 (–0,75; –1,1)	–0,1 (–0,42; –0,19)
3 группа/ Group 3	1	скорость звука/The speed of sound	4012 (3928; 4132)	3679 (3572; 3796)
		Т-индекс/ T-index	–0,3 (–1,06; –0,29)	–1,8 (–2,9; –1,1)
		Z-индекс/ Z-index	–0,55 (–0,4; –1,6)	–0,68 (–1,1; –0,18)

У всех пациентов с осложнениями отмечено снижение денситометрических показателей при наличии осложнений.

Отдельным блоком проводилось исследование состояния костной ткани у 32 пациентов с исходными остеопенией и остеопорозом, согласившихся перед операцией принимать препарат Стронция ранелат (Бивалос) – 15 пациентов, и Кальций-Д3 Никомед – 17. Препараты назначались с целью восстановления процессов ремоделирования костной ткани (табл. 10)

Таблица 10

Послеоперационные результаты у пациентов с препаратами ремоделирования костной ткани

Postoperative results in patients with bone remodeling drugs

Table 10

Препарат/доступ/Drug/access		Количество пациентов/ Number of patients	Осложнение (нестабильность грудины)/ Complication (sternum instability)
Бивалос 15 человек/	Полная срединная стернотомия	9	–
Bivalos 15 people	Частичная срединная стернотомия	6	1
Кальций-Д3 Никомед 17 человек/ Calcium-D3 Nicomed 17 people	Полная срединная стернотомия	11	–
	Частичная срединная стернотомия	6	–

Количество больных с остеопенией и остеопорозом грудины, получивших комплексное лечение препаратами Бивалос и Кальций-Д3 Никомед, по показателям маркеров костного метаболизма, уменьшилось с 35,4 % до 8,4 % при приеме Бивалоса и с 41,7 % до 20 % при приеме Кальций-Д3 Никомеда. В обоих случаях отмечена высокая эффективность обоих препаратов в профилактики послеоперационных стернальных осложнений.

Обсуждение

Осложнения со стороны послеоперационной раны в кардиохирургии, особенно когда речь идет о стерномедиа-стените, зачастую являются жизнеугрожающими или приводящими к стойкой утрате трудоспособности. Лечение медиастенита, остеомиелита грудины и ребер длительно и финансово затратно. В связи с этим все чаще кардиохирурги стараются уменьшить травматичность операции и прибегают к применению минидоступов. Но решение о минимальном доступе требует взвешенного индивидуального подхода с определением четких показаний. Основным показанием является угроза развития стерномедиастинта на фоне имеющейся патологии строения костной ткани. Рентгеновские методы не всегда позволяют выявить остеопороз грудины. Это особенно важно при планированииоперации у возрастных пациентов. Применение лазерной денситометрии способствует выявлению остеопороза на ранних стадиях, что позволяет обоснованно применять минидоступ при возможности его применения. Таким образом данные денситометрии можно расценивать как предикты развития осложнений. Определение коэффициента соотношения ТРКФ / ВАР позволяет аргументированно говорить о нарушениях процесса ремоделирования в грудине и, значит, оценивать риск возникновения осложнений. Для снижения количества костных осложнений, у пациентов выявленного повышенного риска, нужно рассматривать необходимость предоперационного приема препаратов, влияющих на ремоделирование костной ткани.

Заключение

Современные основные кардиохирургические операции (АКШ и МКШ, коррекция клапанной аортальной и митральной патологии, операции криоаблации левого предсердия все чаще выполняются из минидоступов, вытесняющих классическую полную срединную стернотомию.

Проведенное исследование предлагает применять для выбора хирургического доступа проведение предоперационного обследования пациентов, включающего в себя ультразвуковую денситометрию для выявления остеопении и остеопороза и определение биохимических маркеров остеосинтеза. Это приведет к расширению объективных показаний к применению малоинвазивных доступов, что в конечном итоге позволит снизить послеоперационные осложнения.

Превентивный прием пациентами ремодуляторов у исследуемых пациентов позволил снизить процент послеоперационных осложнений.