Мобильная версия

Журнал «Медицина неотложных состояний» Том 16, №5, 2020

Застосування багатокомпонентного гіперосмолярного первинного об’єму заповнення оксигенатора при операціях на серці в умовах штучного кровообігу

Авторы: Черній В.І., Собанська Л.О.
Державна наукова установа «Науково-практичний центр профілактичної та клінічної медицини» Державного управління справами, м. Київ, Україна

Рубрики: Медицина неотложных состояний

Разделы: Клинические исследования

Актуальність. Штучний кровообіг (ШК) справляє істотний вплив на організм пацієнтів. Першим потенційним фактором, здатним негативно впливати на функції органів і тканин під час перфузії, є первинний об’єм заповнення (ПОЗ) оксигенатора. Навіть при сучасному розвитку перфузіологічного забезпечення немає єдиного протоколу щодо того, які розчини і в якому співвідношенні необхідно використовувати в програмі первинного заповнення оксигенатора. Тому питання пошуку розчинів для заповнення контура оксигенатора дуже важливе для уникнення факторів, що спричиняють ускладнення після ШК. Матеріали та методи. На базі хірургічного центру ДНУ «Науково-практичний центр профілактичної та клінічної медицини» ДУС був застосований багатокомпонентний гіперосмолярний ПОЗ у 90 пацієнтів під час кардіохірургічних операцій в умовах штучного кровообігу. Чоловіків було 69 (76,6 %), жінок — 21 (23,4 %), вік пацієнтів — від 37 до 81 року, у середньому 65,0 ± 2,5 року. Вага пацієнтів — від 55 до 115 кг, у середньому 86,40 ± 5,85 кг. За функціональним класом (ФК) за NYHA пацієнти розподілилися таким чином: II ФК — 79 (87,7 %), III ФК — 11 (12,3 %). У 73 пацієнтів операції виконані на фібриляції шлуночків (група 1), у 17 пацієнтів операції виконані з використанням кардіоплегічного розчину кустодіол (група 2). При виборі розчинів для ПОЗ оксигенатора використовували комплексний підхід. Базовим розчином був препарат волютенз, основою якого є 4% модифікований желатин, іншими гіперосмолярними розчинами первинного об’єму заповнення оксигенатора були реосорбiлакт і маніт 15%, для корекції порушень кислотно-лужного балансу застосовували розчин сода-буфер 4,2%. Для внутрішньовенної інфузії під час операції використовували Рінгера малат ізотонічний, який як носій резервної лужності містить ацетат і малат. Сумарний об’єм розчинів у перфузаті становив 1600–1200 мл. Сумарна осмолярність розчинів у перфузаті — 817,4 мосмоль у 1600 мл, що становило 510,9 мосмоль/л. Результати. Відзначений позитивний результат при використанні багатокомпонентного гіперосмолярного ПОЗ. Вивчення газотранспортної функції крові відображає поточні метаболічні потреби організму. При оцінці кисневотранспортної функції системи кровообігу було виявлено, що на передперфузійному етапі (за 10 хв до початку ШК) відзначався нормальний рівень доставки кисню — 571,70 ± 30,35 мл/(хв • м2) (р < 0,001), але рівень його споживання був дещо знижений — 74,20 ± 6,32 мл/(хв • м2) (p < 0,001) за рахунок вазодилатаційного ефекту севофлюрану й зменшення загального периферичного опору, зниження інтенсивності загального метаболізму через анестезію і спонтанне охолодження пацієнтів на операційному столі. На 10-й хвилині штучного кровообігу індекс доставки кисню (IDO2) знизився до 336,5 ± 24,03 мл/(хв • м2), це пов’язано зі зменшенням вмісту кисню в артеріальній крові, що відбувається через зниження гемоглобіну до 84,8 ± 8,6 г/л унаслідок гемодилюції. Індекс споживання кисню (IVO2) на цьому етапі досягав 23,85 ± 3,79 мл/(хв • м2) за рахунок зниження метаболізму при температурі тіла хворого 32,6 ± 0,4 °С. Після виконання основного етапу операції і зігрівання пацієнта IDO2 був 348,60 ± 18,02 мл/(хв • м2), IVO2 збільшився до 101,90 ± 13,04 мл/(хв • м2) при температурі 36,8 ± 0,2 °С. Через 30 хв після ШК кровообігу показник гемоглобіну становив 96,7 ± 9,9 г/л, IDO2 — 478,70 ± 29,12 мл/(хв • м2), що відповідає рівню нормальних показників. Індекс екстракції кисню в нашому дослідженні відповідав етапам операції, температурному статусу і наприкінці операції — фізіологічній нормі. При використанні багатокомпонентного гіперосмолярного первинного об’єму заповнення оксигенатора середній перфузійний тиск становить 68,4 ± 5,7 мм рт.ст., не спостерігається різкого коливання тиску. Відносний гідробаланс після ШК для операцій, виконаних на фібриляції серця, і для операції, виконаних на кустодіолі, становив +2,7 ± 1,1 мл/кг і +5,1 ± 2,4 мл/кг відповідно, що свідчить про відсутність волемічного навантаження після ШК. Висновки. Використання багатокомпонентного гіперосмолярного ПОЗ, спрямоване на запобігання набряку тканин з початком штучного кровообігу, синдрому капілярного витоку, сприяє більш фізіологічній корекції електролітів і кислотно-лужного стану, дозволяє знизити обсяг волемічного навантаження в періопераційному періоді на тлі стабільних показників центральної гемодинаміки.

Актуальность. Искусственное кровообращение (ИК) оказывает существенное влияние на организм пациентов. Первым потенциальным фактором, способным негативно влиять на функции органов и тканей при перфузии, является первичный объем заполнения (ПОЗ) оксигенатора. Даже при современном развитии перфузиологического обеспечения нет единого протокола относительно того, какие растворы и в каком соотношении необходимо использовать в программе первичного заполнения оксигенатора. Поэтому вопрос поиска растворов для заполнения контура оксигенатора очень важен во избежание факторов, вызывающих осложнения после ИК. Материалы и методы. На базе хирургического центра ГНУ «Научно-практический центр профилактической и клинической медицины» ГУД был использован многокомпонентный гиперосмолярный ПОЗ у 90 пациентов во время кардиохирургических операций в условиях искусственного кровообращения. Мужчин было 69 (76,6 %), женщин — 21 (23,4 %) в возрасте от 37 до 81 года, в среднем 65,0 ± 2,5 года. Вес пациентов составил от 55 до 115 кг, в среднем 86,40 ± 5,85 кг. По функциональному классу (ФК) по NYHA пациенты распределились таким образом: II ФК — 79 (87,7 %), III ФК — 11 (12,3 %). У 73 пациентов операции выполнены на фибрилляции желудочков (группа 1), у 17 пациентов операции выполнены с использованием кардиоплегического раствора кустодиол (группа 2). При выборе растворов для ПОЗ оксигенатора использовали комплексный подход. Базовым раствором был препарат волютенз, основой которого является 4% модифицированный желатин, другими базовыми гиперосмолярными растворами были реосорбилакт и маннит 15%, для коррекции нарушений кислотно-щелочного состояния применяли раствор сода-буфер 4,2%. Для внутривенной инфузии по ходу операции использовали Рингера малат изотонический, который в качестве носителя резервной щелочности содержит ацетат и малат. Суммарный объем растворов в перфузате составил 1600–1200 мл. Суммарная осмолярность растворов в перфузате — 817,4 мосмоль в 1600 мл, что составило 510,9 мосмоль/л. Результаты. Отмечен положительный результат при использовании многокомпонентного гиперосмолярного ПОЗ. Изучение газотранспортной функции крови отражает текущие метаболические потребности организма. При оценке кислородно-транспортной функции системы кровообращения было выявлено, что на предперфузионном этапе (за 10 мин до начала ИК) отмечался нормальный уровень доставки кислорода 571,70 ± 30,35 мл/(мин • м2) (р < 0,001), но уровень его потребления был несколько снижен — 74,20 ± 6,32 мл/(мин • м2) (p < 0,001) за счет вазодилатационного эффекта севофлюрана и уменьшения общего периферического сопротивления, снижения интенсивности общего метаболизма за счет анестезии и спонтанного охлаждения пациентов на операционном столе. На 10-й минуте искусственного кровообращения индекс доставки кислорода (IDO2) снизился до 336,50 ± 24,03 мл/(мин • м2), это связано с уменьшением содержания кислорода в артериальной крови, которое происходит из-за снижения гемоглобина до 84,8 ± 8,6 г/л в результате гемодилюции. Индекс потребления кислорода (IVO2) на этом этапе достиг 23,85 ± 3,79 мл/(мин • м2) за счет снижения метаболизма при температуре тела больного 32,6 ± 0,4 °С. После выполнения основного этапа операции и согревания пациента IDO2 был 348,60 ± 18,02 мл/(мин • м2), IVO2 увеличился до 101,90 ± 13,04 мл /(мин • м2) при температуре 36,8 ± 0,2 °С. Через 30 минут после ИК гемоглобин был 96,7 ± 9,9 г/л, DO2 — 478,70 ± 29,12 мл/(мин • м2), что соответствует уровню нормальных показателей. Индекс экстракции кислорода в нашем исследовании соответствовал этапам операции, температурному статусу и в конце операции — физиологической норме. При использовании многокомпонентного гиперосмолярного первоначального объема заполнения оксигенатора среднее перфузионное давление составляет 68,4 ± 5,7 мм рт.ст., не наблюдается его резкого колебания. Относительный гидробаланс после ИК для операций, выполненных на фибрилляции сердца, и операций, выполненных на кустодиоле, составил +2,7 ± 1,1 мл/кг и +5,1 ± 2,4 мл/кг соответственно, что свидетельствует об отсутствии волемической нагрузки после ИК. Выводы. Использование многокомпонентного гиперосмолярного ПОЗ направлено на предупреждение отека тканей с началом искусственного кровообращения, синдрома капиллярной утечки, способствует более физиологичной коррекции электролитов и кислотно-щелочного состояния, позволяет снизить объем волемической нагрузки в периоперационном периоде на фоне стабильных показателей центральной гемодинамики.

Background. Cardiopulmonary bypass (CPB) has a significant effect on the patient’s body. The first potential factor that can negatively affect the functions of organs and tissues during perfusion is the CPB prime of the oxygenator. Even with the modern development of perfusion support, there is no single protocol regarding which solutions and in what proportion should be used in priming program. Therefore, the question of the search for composition of prime solutions is very important in order to avoid factors causing complications after CPB. Materials and methods. At the premises of the surgical center at State Scientific Institution “Scientific and Practical Center of Preventive and Clinical Medicine” of the Agency of State Affairs, the multicomponent hyperosmolar CPB prime was used in 90 patients during cardiac surgeries. There were 69 men (76.6 %) and 21 women (23.4 %) aged 37 to 81 years, on average 65.0 ± 2.5 years. The weight of patients ranged from 55 to 115 kg, an average of 86.40 ± 5.85 kg. According to the New York Heart Association functional classification, patients were divided as follows: II functional class — 79 (87.7 %) people, III functional class — 11 (12.3 %). In 73 patients, the operations were performed for ventricular fibrillation (group 1), in 17 individuals, the surgeries were carried out using a cardioplegic solution custodiol (group 2). When choosing solutions for CPB prime, an integrated method was used. The basic solution was volutenz, the basis of which is 4% modified gelatin, other hyperosmolar priming volume solutions were rheosorbilact and 15% mannit, a 4.2% soda-buffer solution was used to correct acid-base imbalance. For intravenous infusion during the operation, Ringer’s isotonic malate was used, which contains acetate and malate as a carrier of reserve alkalinity. The total volume of solutions in the perfusate was 1600–1200 ml. The total osmolarity of the solutions in the perfusate was 817.4 mosmol in 1600 ml, which amounted to 510.9 mosmol/l. Results. A positive result was noted when using CPB prime. The study of the gas transport function of the blood reflects the current metabolic needs of the body. When assessing the oxygen transport function of the circulatory system, it was found that at the preperfusion stage (10 minutes before the start of CPB), the level of oxygen delivery was normal — 571.70 ± 30.35 ml/(min • m2) (p < 0.001), but the level of its consumption was slightly reduced — 74.20 ± 6.32 ml/(min • m2) (p < 0.001), due to the vasodilation effect of sevoflurane and a decrease in total peripheral resistance, in the intensity of the general metabolism due to anesthesia and spontaneous cooling of patients on the operating table. After 10 minutes of cardiopulmonary bypass, DO2 decreased to 336.50 ± 24.03 ml/(min • m2), this is caused by a reduced oxygen content in arterial blood, which occurs due to a decrease in hemoglobin to 84.8 ± 8.6 g/l as a result of hemodilution. Oxygen consumption VO2 at this stage reached 23.85 ± 3.79 ml/(min • m2) due to a reduced metabolism at a patient’s body temperature of 32.6 ± 0.4 °C. After the main stage of the operation and warming the patient, DO2 was 348.60 ± 18.02 ml/(min • m2), VO2 increased to 101.90 ± 13.04 ml/(min • m2) at body temperature of 36.8 ± 0.2 °C. Thirty minutes after CPB, hemoglobin level was 96.7 ± 9.9 g/l, DO2 — 478.70 ± 29.12 ml/(min • m2), which corresponded to the normal level. The oxygen extraction index in our study was in line with stages of the surgery, the temperature status and the physiological norm at the end of the operation. When using a multicomponent hyperosmolar priming solution, the average perfusion pressure was 68.4 ± 5.7 mmHg, and its sharp fluctuation was not observed. The relative fluid balance after CPB in operations performed for atrial fibrillation and in surgeries performed with the use of custodiol was +2.7 ± 1.1 ml/kg and +5.1 ± 2.4 ml/kg, respectively, which indicates the absence of a volemic load after CPB. Conclusions. The use of CPB prime is aimed at preventing tissue edema with the onset of cardiopulmonary bypass, capillary leak syndrome, contributes to a more physiological correction of electrolytes and acid-base balance, and allows us to reduce of a volemic load in the perioperative period against the background of stable indicators of central hemodynamics.

Ключевые слова

штучний кровообіг; багатокомпонентний гіперосмолярний первинний об’єм заповнення; оксигенатор; доставка кисню; споживання кисню

искусственное кровообращение; многокомпонентный гиперосмолярный первичный объем заполнения; оксигенатор; доставка кислорода; потребление кислорода

cardiopulmonary bypass; multicomponent hyperosmolar CPB prime; oxygenator; oxygen delivery; oxygen consumption

doi: http://dx.doi.org/10.22141/2224-0586.16.5.2020.212232

Вступ

Штучний кровообіг (ШК) справляє істотний вплив на організм пацієнтів. Першим потенційним фактором, здатним негативно впливати на функції органів і тканин під час перфузії, є первинний об’єм заповнення (ПОЗ) оксигенатора. Однією з найважливіших проблем сучасної кардіохірургії залишається використання тих чи інших розчинів у складі ПОЗ. Навіть при сучасному розвитку перфузійного забезпечення немає єдиного протоколу щодо того, які розчини — колоїдні або кристалоїдні — і в якому співвідношенні необхідно використовувати в програмі первинного заповнення оксигенатора. Інфузійна терапія під час штучного кровообігу може дати оптимальний ефект лише тоді, коли є чітке уявлення, з якою метою застосовується той чи інший розчин і який його механізм дії [1].

Стратегія інфузійної терапії (об’єм, що вводиться, і тип рідини), що використовується в пацієнтів, яким проводяться кардіохірургічні операції, змінювалася з роками [2]. Проблеми безпеки, пов’язані з використанням синтетичних колоїдних розчинів у пацієнтів у кардіохірургії, зокрема крохмалю [3], привели до збільшення використання кристалоїдних розчинів [4]. У клінічній практиці використовуються як ацетатно-буферні, так і лактатно-буферні кристалоїди. Порівняльні дослідження інфузійних середовищ показали, що застосування ацетатно-буферних розчинів кристалоїдів приводять до кращої гемодинамічної стабілізації, ніж 0,9% фізіологічний розчин, у пацієнтів, які піддаються серйозним хірургічним втручанням [5, 6]. Збалансований розчин Рінгера з ацетатним буфером не відрізняється значно від розчину Рінгера з лактатним буфером щодо післяопераційної гемодинамічної стабільності й не впливає на обсяг інотропної підтримки в пацієнтів, які перенесли планову операцію на серці [7].

Загальноприйнята думка, що при проведенні штучного кровообігу слід керуватися концепцією керованої гемодилюції — комплексом прийомів, спрямованих на створення дозованого розведення крові в певний період часу, при цьому відбувається зниження в’язкості крові, зберігається тканинна перфузія, і в результаті під час операції має місце менше зниження абсолютної кількості еритроцитів.

Багато досліджень присвячено гемодилюції при ШК з огляду на ступінь гематокриту й результати після відкритої операції на серці. Прийнятний гематокрит під час ШК у сучасних публікаціях варіює в проміжку 20–25 % залежно від клініки, віку пацієнта, супутніх захворювань і температурного режиму перфузії [8]. Помірна анемія з таким діапазоном гематокриту зазвичай добре переноситься більшістю кардіохірургічних пацієнтів, але аналіз великих баз даних демонструє, що як надмірна гемодилюція, так і гемотрансфузія збільшують ризик побічних ефектів [9]. До негативних наслідків такої ситуації відносять: значне зниження колоїдно-онкотичного тиску (КОТ), зміну осмолярності крові і, як наслідок, збільшення тканинного набряку. Мінімальний гематокрит при ШК так само може асоціюватися з післяопераційною нирковою дисфункцією [10].

При цьому гемотрансфузія під час ШК для запобігання пошкоджуючому ефекту гемодилюції парадоксально статистично значимо збільшує ризик зростання креатиніну й ниркової недостатності [10]. Ці результати показують, що виражена гемодилюція може скомпрометувати доставку кисню (DO2) на тканинному рівні, що підсилює анаеробний обмін і накопичення недоокислених продуктів обміну, після нормалізації мікроциркуляції ці продукти потрапляють у кровотік, що призводить до виснаження буферних систем організму і згодом — до порушення кислотно-основного стану (КОС) організму [11].

Гемотрансфузія в цьому випадку не покращує і навіть може погіршити ішемічне пошкодження [12]. Одним із факторів гіпокоагуляції вважають гемодилюцію, тобто зниження концентрації факторів згортання, компонентів, що визначають протизсідальні механізми, білків системи фібринолізу й формених елементів крові за рахунок простого розведення. З іншого боку, автори деяких робіт вважають, що причиною цих кровотеч є не просте розведення, а виснаження запасу прокоагулянтних чинників через сильну вихідну активацію коагуляції, як, наприклад, в разі дисемінованого внутрішньосудинного згортання [8].

У той же час при виборі розчинів для заповнення контура оксигенатора дуже важливо враховувати їх потенційний вплив на осмотичну концентрацію — сумарну концентрацію всіх розчинених частинок, що може виражатися як осмолярність (осмолу на літр розчину) або як осмоляльность (осмолу на кілограм розчинника). Осмотична концентрація, визначаючи рух води між рідинними секторами, істотно впливає на тканинну перфузію та функціональний стан клітини і побічно — на результат хірургічного лікування [1]. Відомо, що одним із факторів, що визначають внутрішньосудинний об’єм, є дія різноспрямованих сил: гідростатичного й колоїдно-осмотичного тиску внутрішньосудинної і позасудинної рідини. Колоїдно-осмотичним, або онкотичним, тиском є частина осмотичного тиску, що створюється нефільтрованими через капілярну стінку колоїдними молекулами. Терміном «колоїд» позначають великі гелеутворюючі молекули з молекулярною масою понад 10 000 Да. Так, 80 % КОТ плазми створюється альбуміном, до 16–18 % КОТ — глобулінами і 2 % — білками системи згортання крові [13]. Доказом цього положення служить низька кореляція між виміряним КОТ і загальним білком плазми. Підтримка КОТ під час перфузії є невід’ємною частиною адекватної перфузії.

Існує велика кількість робіт, присвячених використанню гемодилюції при кардіохірургічних втручаннях в умовах ШК, однак єдиної думки щодо вибору оптимального розчину для заповнення контурів апарата ШК на сьогодні не вироблено [14]. Ця проблема актуальна в пацієнтів із серцевою недостатністю II–III функціонального класу (ФК) із явищами гіпергідратації, що посилюється під час проведення перфузії. Перспективним напрямком інтенсивної терапії в даної категорії хворих є використання перфузату з високою осмолярністю [14]. Використовувалися різні типи розчинів (синтетичні колоїди, кристалоїди, гіпертонічні розчини на основі NaCl, маніту) для заповнення контура апарата ШК і для інфузії під час кардіохірургічних операцій [14–17]. Проведено дослідження впливу перфузату різної осмолярності на функціональний стан формених елементів під час ШК при реваскуляризації міокарда [14]. Вивчено динаміку вмісту позасудинної води в легенях у пацієнтів із хронічною серцевою недостатністю II–III функціонального класу, оперованих з приводу ішемічної хвороби серця (ІХС) в умовах штучного кровообігу, в найближчому післяопераційному періоді залежно від застосовуваного складу перфузату [14]. Доведено, що застосування високоосмолярного перфузату на основі гідроксіетилкрохмалю й маніту забезпечує більш стійке функціонування кисневотранспортної функції системи кровообігу на етапах операції і в найближчому післяопераційному періоді у хворих на ІХС [14].

Отже, можна сформулювати основні вимоги до перфузату (первинного об’єму заповнення):

— забезпечення помірної гемодилюції без надмірного волемічного навантаження;

— дотримання балансу електролітів і кислотно-лужного стану;

— уникнення зниження колоїдно-онкотичного тиску плазми крові (зміна градієнта КОТ/гідростатичного тиску є основним механізмом переміщення рідини через мембрану клітини);

— розчини, що застосовуються в первинному об’ємі заповнення оксигенатора, повинні мінімізувати травмування формених елементів крові або сприяти його зниженню;

— забезпечення сталого функціонування киснево-транспортної функції крові;

— мінімальний вплив на систему гемостазу.

Мета дослідження: підвищити ефективність штучного кровообігу при кардіохірургічних операціях шляхом застосування багатокомпонентного гіперосмолярного первинного об’єму заповнення оксигенатора, вивчення його ефективності й безпечності.

Матеріали та методи

На базі хірургічного центру ДНУ «Науково-практичний центр профілактичної та клінічної медицини» ДУС був застосований багатокомпонентний гіперосмолярний ПОЗ у 90 пацієнтів під час кардіохірургічних операцій в умовах штучного кровообігу. Чоловіків було 69 (76,6 %), жінок — 21 (23,4 %), вік — від 37 до 81 року, у середньому 65,0 ± 2,5 року. Вага пацієнтів — від 55 до 115 кг, у середньому 86,4 ± 5,85 кг. За функціональним класом за NYHA пацієнти розподілилися таким чином: II ФК — 79 (87,7 %), III ФК — 11 (12,3 %). Аортокоронарне шунтування було виконано на фібриляції шлуночків (n = 73 (81,1 %)), інша частина операцій (протезування мітрального, аортального клапанів) виконана з використанням кустодіолу (n = 17 (18,9 %)). Тривалість штучного кровообігу становила 92,65 ± 10,16 хв. У групі з використанням кустодіолу середній час перетискання аорти становив 75,8 ± 11,8 хв. Перфузія проводилася за допомогою мембранного оксигенатора в режимі непульсуючого кровотоку з первинним об’ємом заповнення 1,3–1,6 л для досягнення помірної гемодилюції (гематокрит (Ht) становив 25 ± 2 г/л). Цільові показники кровотоку й середнього перфузійного тиску становили 2,5 л/(хв • м2) і 60–80 мм рт.ст. відповідно. Штучний кровообіг проводився в умовах помірної гіпотермії (32–33 °С). Середня тривалість перфузії становила 90 ± 20 хв.

Для обстеження хворих застосували лабораторні (гемоглобін (Нb), Нt, SpO2, рН, рСО2, НСО3–, ВЕ, рівень гемолізу, К+, Na+), розрахункові (осмолярність плазми й перфузату, передбачуваний рівень гемодилюції) та інструментальні (артеріальний тиск, центральний венозний тиск, середній перфузійний тиск) методи дослідження. Статистична обробка даних була проведена за допомогою програми MedStat.

На основі аналізу сучасної вітчизняної і зарубіжної медичної літератури з даної проблеми й узагальнення власного досвіду розроблено протокол заповнення оксигенатора. Для досягнення максимального ефекту гемодилюції (зниження ступеня травматизації формених елементів крові, покращання мікроциркуляції) потрібен найбільш ретельний підбір складу перфузійного середовища й режиму волемічного навантаження.

При проведенні розрахунку первинного об’єму заповнення оксигенатора орієнтувалися на вихідні показники гемоглобіну (г/л), що відповідає за газотранспортну функцію крові. Розрахунок проводили за формулою:

ПОЗ (мл) = ОЦК (мл) • Нbвих/Нbшк – ОЦК (мл),

де ПОЗ — первинний об’єм заповнення оксигенатора; ОЦК — об’єм циркулюючої крові; Нbвих — вихідний показник гемоглобіну; Нbшк — показник гемоглобіну, який ми бажаємо отримати з початком штучного кровообігу [17]. Як відомо, досить постійною величиною є показник частки ОЦК щодо маси тіла людини, який відповідає 0,07. Тому ОЦК = m • 0,07, де m — маса тіла хворого в грамах [17].

Показник же Нt залежить не тільки від кількості еритроцитів в одиниці об’єму, але й від обсягу самих еритроцитів і фізичних властивостей середовища, у якому вони зависли, його величина при однакових цифрах гемоглобіну може варіювати [17].

При виборі розчинів використовували комплексний підхід: усі інфузійні розчини розподілили на базисні, які використовуються для підтримки водно-електролітної рівноваги в пацієнтів протягом тривалого часу, і коригуючі, призначені для корекції виражених порушень водно-електролітного й кислотно-лужного балансу. На роль базисного розчину для первинного об’єму заповнення оксигенатора 0,9% розчин NaCl підходить найменше, бо містить тільки два іони, Na+ і Cl–, у кількостях, що значно перевищують фізіологічні значення, це може призвести до розвитку гіпонатріємії і гіперхлоремії з подальшим розвитком гіперхлоремічного метаболічного ацидозу [18], одним із симптомів такого ацидозу є порушення функції нирок. Зниження діурезу пов’язують із хлорид-індукованою нирковою вазоконстрикцією, проявом пошкодження нирок є зростання маркерів гломерулярного й тубулярного ниркового пошкодження. Клінічно гіперхлоремічний ацидоз призводить до набряку інтерстицію і створює умови для розвитку набряку легенів і периферичних тканин, для зниження оксигенації тканин, збільшення часу перебування на штучній вентиляції легенів, розвитку парезу кишечника й погіршення загоєння післяопераційної рани, збільшення больового синдрому, посилення запалення й ендотеліальної дисфункції, поліорганної недостатності [19]. Тому як базисний розчин для внутрішньовенної інфузії під час операції використовували Рінгера малат ізотонічний, який як носій резервної лужності містить ацетат і малат. До його переваг належать: стабілізація кислотно-лужного стану за рахунок потенційного надлишку лугів, що дозволяє запобігти гіперхлоремії і гіпернатріємії, забезпечення мінімальної витрати О2 в процесі відстроченої корекції метаболічного ацидозу, вміст енергетичних субстратів циклу Кребса, дезінтоксикаційна й антиоксидантна дія, підвищення біодоступності сукцинату для клітин [19].

Як базовий розчин первинного об’єму заповнення оксигенатора використовували препарат волютенз, основою якого є 4% модифікований желатин (МЖ), що елімінується з організму не тільки за допомогою клубочкової фільтрації (від 90 до 95 % перелитого розчину) без небезпеки розвитку осмотичного нефрозу, але й кишечником (від 5 до 10 % перелитого розчину). Понад 60 % введеного в судинне русло 4% МЖ виводиться із сечею в першу добу. Фракції препарату, що безпосередньо не виводяться нирками, розкладаються шляхом протеолізису протягом 24–48 годин. Цей процес настільки ефективний, що явищ кумуляції не відбувається навіть при нирковій недостатності, хоча доза препарату при цьому повинна бути знижена. Саме дані особливості метаболізму 4% розчину МЖ є вирішальними щодо практично повної відсутності анафілактичних реакцій у хворих. Колоїдно-осмотичний тиск 4% розчину МЖ еквівалентний людському альбуміну, що не сприяє дегідратації інтерстиціального простору. Волемічний ефект 4% розчину МЖ становить 100 %, а тривалість терапевтичної дії — до 4 годин, що обумовлює ефективне збільшення серцевого викиду й призводить до істотного покращання постачання тканин киснем. Терапевтична широта дії становить до 200 мл/кг маси тіла на добу, що вигідно відрізняє 4% розчин МЖ від колоїдних розчинів інших груп [18]. До числа позитивних властивостей препарату можна так само віднести відсутність негативного впливу на гемостаз навіть при великих обсягах інфузії і можливість застосування на тлі триваючої кровотечі, при коагулопатії споживання й тромбоцитопенії [18]. Для ПОЗ оксигенатора використовували волютенз у дозі 1000–800 мл.

Як базовий гіперосмолярний розчин первинного об’єму заповнення оксигенатора використовували реосорбiлакт (891 мосмоль/л), що містить сорбітол, натрію лактат, натрію хлорид, кальцію хлорид, калію хлорид, магнію хлориду гексагідрат. Після інфузії гіперосмолярного розчину реосорбілакту виникає осмотичний градієнт і відбувається переміщення води з інтерстиціального простору у внутрішньосудинний. Через деякий час, коли гіперосмолярний розчин рівномірно розподілиться між внутрішньосудинним і інтерстиціальним простором, підвищення осмолярності інтерстиціальної рідини провокує переміщення води з внутрішньоклітинного простору в інтерстицій. Реосорбілакт зменшує агрегаційну здатність тромбоцитів, в’язкість плазми і чинить гемодилюційну дію, у зв’язку з чим може бути використаний не тільки для покращання реологічних властивостей крові, але і з метою профілактики мікротромбоутворення, що позитивно позначається на перебігу постперфузійного періоду. Для ПОЗ оксигенатора використовували реосорбiлакт у дозі 200 мл. У цілому інфузія гіперосмолярного розчину реосорбiлакту буде приводити до збільшення об’єму позаклітинної рідини.

Тому як другий гіперосмолярний розчин первинного об’єму заповнення оксигенатора використовували маніт 15% розчин (823 мосмоль/л). Він підвищує осмотичний тиск плазми, сприяє переходу рідини з тканин у судинне русло, збільшує ОЦК. Фільтрується нирками без подальшої канальцевої реабсорбції, підвищує осмотичний тиск у канальцях і перешкоджає реабсорбції води, що призводить до утримування води в канальцях і збільшення об’єму сечі. Одночасно значно зростає натрійурез без істотного збільшення калійурезу. Діуретичний ефект тим вище, чим більше доза. Приблизно 80 % уведеної дози виявляється в сечі протягом 3 ч. Для ПОЗ оксигенатора використовували маніт 15% розчин у дозі 200–100 мл.

Для корекції порушень водно-електролітного й кислотно-лужного балансу первинний об’єм запов–нення оксигенатора був доповнений розчином сода-буфер (1000 мосмоль/л). Особливістю цього препарату є те, що рН становить 7,3–7,4, це досягається за рахунок того, що розчин бікарбонату в тій же концентрації, що й у звичайному розчині натрію бікарбонату, забуферований вуглекислотою до фізіологічної константи рН. У ПОЗ оксигенатора здійснюється його профілактичне введення, повторне введення проводиться до моменту зігрівання пацієнта з урахуванням показників кислотно-основного стану. Дозу 4,2% натрію бікарбонату розраховували за формулою:

де мл — обсяг розчину соди, який застосовується для корекції; m — маса тіла; ВЕ — дефіцит буферних основ крові (ммоль/л).

Розрахункова осмолярність первинного об’єму заповнення оксигенатора залежно від кількості використаного розчину показана в табл. 1.

Сумарний об’єм розчинів у перфузаті становив 1600–1200 мл. Сумарна осмолярність розчину для початкового заповнення перфузатора була 817,4 мосмоль у 1600 мл, що становило 510,9 мосмоль/л. За рахунок наявності в складі рідини модифікованого желатину (волютенз) розчин має не тільки осмотичний, але і колоїдно-осмотичний тиск. Принциповою відмінністю створеного нами перфузійного розчину є також наявність багатоатомного спирту сорбітолу (реосорбілакт).

Розрахунок осмолярності крові здійснюється за формулою:

1,86 • натрій (ммоль/л) + глюкоза (ммоль/л) + сечовина (ммоль/л) + 9 [20].

Досліджували кисневий транспорт (SaO2, SvO2, PaO2, PvO2, CaO2, CvO2, DO2, споживання кисню (VO2), коефіцієнт екстракції кисню, індекс екстракції кисню (O2EI)) у динаміці проведення ШК [20].

Результати та обговорення

В усіх випадках відзначений позитивний результат при використанні багатокомпонентного гіперосмолярного ПОЗ. Зміни в стані крові пацієнтів при проведенні штучного кровообігу й використанні гіперосмолярного первинного об’єму заповнення оксигенатора подані в табл. 2.

При використанні гіперосмолярних розчинів осмолярність після початку ШК підвищувалася й відрізнялася від вихідної (p < 0,05) у досліджувані періоди на 18,8; 5,7 і 5,2 % відповідно. Максимальний рівень осмолярності під час ШК становив 331,39 ± 8,68 на етапі початку ШК, коли відбувалося змішування гіперосмолярного перфузату з кров’ю хворого (середня величина = осмолярність об’єму циркулюючої плазми + осмолярність ПОЗ у літрі).

Показники газотранспортної функції крові відображають поточні метаболічні потреби організму (табл. 3). У нормальних умовах DO2 значно перевищує споживання кисню клітинами, тому лише частина кисню, пов’язаного з гемоглобіном, доставляється до мікроциркуляторного русла, переходить у клітини й використовується для тканинного дихання. Більша ж частина кисню залишається зв’язаною з гемоглобіном і повертається з венозною кров’ю назад до легенів. Це створює резерв кисню, запас міцності (компенсаційний потенціал), необхідний для задоволення раптово зростаючої потреби в кисні. Це досягається за рахунок перевищення DO2 щодо реальної потреби в ньому клітин організму (в спокої VO2 становить не більше ніж 30 % від його доставки). Потреба клітин організму в кисні визначається винятково функціональною активністю клітин: її підвищення призводить до збільшення їх потреби в кисні, і навпаки, уповільнення метаболізму супроводжується зниженням споживання кисню.

При оцінці кисневотранспортної функції системи кровообігу було виявлено, що на передперфузійному етапі (за 10 хв до початку ШК) відзначався нормальний рівень індексу доставки кисню: 571,70 ± 30,35 мл/(хв • м2) (р < 0,001), але рівень його споживання був дещо знижений: 74,20 ± 6,32 мл/(хв • м2) (p < 0,001) (табл. 3) за рахунок вазодилатаційного ефекту севофлюрану й зменшення загального периферичного опору, зниження інтенсивності загального метаболізму через анестезію і спонтаннe охолодження пацієнтів на операційному столі. Температура тіла пацієнта до моменту запуску ШК становила 35,5 ± 0,3 °С. На 10-й хвилині штучного кровообігу IDO2 знизився до 336,50 ± 24,03 мл/(хв • м2), це пов’язано зі зменшенням вмісту кисню в артеріальній крові, що відбувається через зниження Hb до 84,8 ± 8,6 г/л унаслідок гемодилюції (табл. 2). Критична величина IDO2 під час ШК вірогідно не встановлена. Деякі дослідники встановили рівень IDO2, нижче від якого IVO2 починає знижуватися, як 280–300 мл/(хв • м2) [21]. IVO2 на цьому етапі досяг 23,85 ± 3,79 мл/(хв • м2) за рахунок зниження метаболізму при температурі тіла хворого 32,6 ± 0,4 °С. Після виконання основного етапу операції і зігрівання пацієнта відбувається закономірне збільшення метаболізму і, відповідно, споживання тканинами кисню.

Для запобігання порушенню DO2 до тканин в умовах зниження Нb до 89,7 ± 20,7 г/л збільшували об’ємну швидкість перфузії на 10–15 % від розрахункової, IDO2 становив 348,60 ± 18,02 мл/(хв • м2), IVO2 збільшився до 101,90 ± 13,04 мл/(хв • м2) при температурі 36,8 ± 0,2 °С. Через 30 хв після ШК кровообігу Нb становив 96,7 ± 9,9 г/л, IDO2 — 478,70 ± 29,12 мл/(хв • м2), що відповідає рівню нормальних показників. Критичний рівень IDO2 в анестезованих осіб без ШК був визначений на рівні приблизно 330 мл/(хв • м2) [21]. IVO2 залишався практично стабільним без суттєвої динаміки — 108,90 ± 12,23 мл/(хв • м2) при температурі 36,1 ± 0,2 °С, що свідчить про ефективність кисневотранспортної функції крові.

Але рівень DO2 і VO2 не завжди відображає величину інтенсивності загального метаболізму, оскільки залежить від стану кровообігу. За розрахунком значень DO2 і VO2 ми не можемо судити, як змінюється внутрішнє дихання на рівні окремо взятих органів-мішеней. Разом з тим оцінка дисбалансу між доставкою і потребою в O2 важлива, оскільки дозволяє на ранньому етапі виявити й оцінити тяжкість глобальної дизоксії. На дисбаланс між потребою в O2 і його доставкою організм відповідає запуском низки компенсаторних механізмів, до яких належать підвищення серцевого викиду, посилення екстракції O2 і перерозподіл кровотоку в ті органи й тканини, де потреба в ньому найбільша.

Для того щоб встановити, яка частина принесеного кров’ю кисню переходить у тканини, обчислюють коефіцієнт утилізації кисню. Споживання O2 визначається потребою тканин в активності окисного фосфорилювання й залежить від виду та функціональної активності тканини в даний момент часу. Цей процес характеризується за допомогою такого показника, як індекс екстракції кисню, який у нашому дослідженні відповідав етапам операції, температурному статусу й наприкінці операції — фізіологічній нормі (табл. 3).

До розробки багатокомпонентного гіперосмолярного первинного об’єму заповнення оксигенаторами застосовували загальноприйняту на той час методику, яка полягала у використаннi в складі ПОЗ розчину 0,9% NаCl як базисного. Це призводило до того, що з початком ШК і одномоментної гемодилюції знижувались онкотичний тиск і в’язкість крові, що викликало виражене початкове зниження середнього перфузійного тиску аж до критичних цифр (менше від 50 мм рт.ст.) навіть при підвищенні об’ємної швидкості перфузії, з необхідністю частого використання вазопресорів на цьому етапі для підтримки оптимального середнього перфузійного тиску. Це була одна з причин, що змусила нас шукати шляхи вирішення даної проблеми. При використанні багатокомпонентного гіперосмолярного первинного об’єму заповнення оксигенатора за рахунок 4% модифікованого желатину в його складі, з початком штучного кровообігу після виходу на розрахункову швидкість середній перфузійний тиск становить 66,4 ± 5,7 мм рт.ст. і не спостерігається різкого коливання тиску.

При оцінці волемічного статусу привертає увагу те, що з початком штучного кровообігу значно збільшується темп діурезу (табл. 4) за рахунок гіперосмолярного ПОЗ. У групі 1 темп діурезу під час ШК був 12,60 ± 4,67 л/кг/год, а в групі 2 — 9,80 ± 5,92 мл/кг/год. Більш низький темп діурезу пояснюється більш вираженою гемодилюцією при операціях з використанням кустодіолу, який після кардіоплегії в обсязі 1000–1200 мл потрапляє в екстракорпоральний контур. Це співвідноситься з літературними даними про зниження темпу діурезу при більш низькому гематокриті [10]. Задовільний темп діурезу зберігався в ранньому післяопераційному періоді — 1,80 ± 0,25 мл/кг/год.

Відносний гідробаланс після ШК для операцій, виконаних на фібриляції передсердь, і операцій, виконаних на кустодіолі, становив +2,7 ± 1,1 мл/кг і +5,1 ± 2,4 мл/кг відповідно, що свідчить про відсутність волемічного навантаження після ШК.

Висновки

1. Використання багатокомпонентного гіперосмолярного ПОЗ спрямоване на запобігання тканинному набряку з початком штучного кровообігу, синдрому капілярного витоку, на більш фізіологічну корекцію електролітів і кислотно-лужного стану, зменшення кардіохірургічних ускладнень.

2. За даними проведеного моніторингу було встановлено, що застосування гіперосмолярного первинного об’єму заповнення на основі модифікованого желатину, реосорбілакту й маніту дозволяє знизити об’єм волемічного навантаження в періопераційному періоді на тлі стабільних показників центральної гемодинаміки, що забезпечує адекватне функціонування киснево-транспортної функції системи кровообігу.

3. Упровадження багатокомпонентного гіперосмолярного ПОЗ дозволяє проводити цілеспрямовану інфузійну терапію під час штучного кровообігу, впливає на клінічний ефект як під час операції, так і в ранньому післяопераційному періоді у хворих, оперованих з приводу ІХС в умовах ШК з високим функціональним класом хронічної серцевої недостатності.

Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів і власної фінансової зацікавленості при підготовці даної статті.

Список литературы

Синельников Ю.С., Ломиворотов В.В. Физиологические параметры искусственного кровообращения с точки зрения доказательной медицины. Часть І. Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2016. Т. 13. № 2. С. 57-69. URL: https://doi.org/10.21292/2078-5658-2016-13-3-29-42.
Sponholz C., Schelenz C., Reinhart K., Schirmer U., Stehr S.N. Catecholamine and volume therapy for cardiac surgery in Germany — results from a postal survey. PLoS One. 2014. 9(8). e103996. doi: 10.1371/journal.pone.0103996.
Jacob M., Fellahi J.L., Chappell D., Kurz A. The impact of hydroxyethyl starches in cardiac surgery: a meta-analysis. Crit. Care. 2014. Vol. 18(6). P. 656. doi: 10.1186 / s13054-014-0656-0.
Hans G.A., Ledoux D., Roediger L., Hubert M.B., Koch J.N., Senard M. The effect of intraoperative 6% balanced hydroxyethyl starch (130/0.4) during cardiac surgery on transfusion requirements. J. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 2015. Vol. 29(2). P. 328-32. DOI: 10.1053/j.jvca.2014.06.002.
Pfortmueller C., Funk G.C., Potura E., Reiterer C., Luf F., Kabon B., Druml W., Fleischmann E., Lindner G. Acetate-buffered crystalloid infusate versus infusion of 0.9% saline and hemodynamic stability in patients undergoing renal transplantation: prospective, randomized, controlled trial. Wien Klin. Wochenschr. 2017. Vol. 129 (17–18). P. 598-604. URL: https://doi.org/10.1007/s00508-017-1180-4.
Pfortmueller C.A., Funk G.C., Reiterer C., Schrott A., Zotti O., Kabon B., Fleischmann E., Lindner G. Normal saline versus a balanced crystalloid for goal-directed perioperative fluid therapy in major abdominal surgery: a double-blind randomised controlled study. Br. J. Anaesth. 2018. Vol. 120(2). P. 274-83. doi: 10.1016/j.bja.2017.11.088.
Pfortmueller C.A., Faeh L., Müller M., Eberle B., Jenni H., Zante B., Prazak J., Englberger L., Takalaand J., Jakob S.M. Fluid management in patients under going cardiac surgery: effects of an acetate versus lactate-buffered balanced infusion solutionon hemodynamic stability (HEMACETAT). Critical Care. 2019. Vol. 23. P. 159. URL: https://doi.org/10.1186/s13054-019-2423-8.
Brauer S.D., Applegate R.L. II, Jameson J.J. et al. Association of plasmadilution with cardiopulmonary bypass-associated bleeding and morbidity. J. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 2013. Vol. 27. P. 845-852. doi: 10.1053/j.jvca.2013.01.011.
Murphy G.S., Hessel E.A. II, Groom R.C. Optimal perfusion during cardiopulmonary bypass: an evidence-based approach. Anesth. Analg. 2009. Vol. 108. P. 1394-1417. doi: 10.1213/ane.0b013e3181875e2e.
Habib R.H., Zacharias A., Schwann T.A. et al. Role of hemodilution alanemia and transfusion during cardiopulmonary bypass in renal injury after coronary revascularization: implications on operative outcomes. Crit. Care Med. 2005. Vol. 33. P. 1749-1756. DOI: 10.1097/01.ccm.0000171531.06133.b0.
Liskaser F.J. et al. The role of pump prime in the etiology and pathogenesis of cardiopulmonary bypass-associated acidosis. Anaesthesiology. 2000. Vol. 93. Р. 1170-1173. DOI: 10,1097/00000542-200011000-00006.
Ranucci M., Biagioli B., Scolletta S. et al. Lowest hematocrit on cardiopulmonary bypass impairs the outcome in coronary surgery. Tex. Heart. Inst. J. 2006. Vol. 33. P. 300-305. PMID: 17041685. PMCID: PMC1592281
Wright B.D., Hopkins A. Changes in colloid osmotic pressure as a function of anesthesia and surgery in the presence and absence of isotonic fluid administration in dogs. Vet. Anaesth. Analg. 2008. Vol. 35. № 4. P. 282-288. doi: 10.1111/j.1467-2995.2007.00388.x.
Батюк А.М. Клинико-лабораторные аспекты применения перфузата с различной осмолярностью при операциях реваскуляризации миокарда в условиях искусственного кровообращения: дис... канд. мед. наук: 14.00.37. Новосибирск, 2009. 116 с. ил.
Соловьева И.Н. Эфферентная гемокоррекция в хирургии сердца и аорты: дис... д-ра мед. наук: 14.01.21. Москва, 2018. 132 с.
Фоминский Е.В. Использование раствора 7,2% NaCl/6% гидроксиэтилированного крахмала 200/0,5 при операциях реваскуляризации миокарда в условиях искусственного кровообращения: дис... канд. мед. наук: 14.01.20. Новосибирск, 2013. 147 с.
Шмырев В.А. Острая норволемическая гемодилюция при кардиохирургических вмешательствах в условиях искусственного кровообращения: дис... канд. мед. наук: 14.00.37. Новосибирск, 2009. 114 с.
Heming N., Moine P., Coscas R., Annane D. Perioperative fluid management for major elective surgery. January 2020. Vоl. 107. Issue 2. P. e56-e62. URL: https://doi.org/10.1002/bjs.11457.
Figge J.J. Integration of acid-base and electrolyte disorders. N. Engl. J. Med. 2015. Vol. 372. P. 390. [Pub. Med.]. doi: 10.1056/NEJMc1414731.
Хартиг В. Современная инфузионная терапия. Парентеральное питание. 4-е изд., перераб. Москва: Медицина, 1982. 494 с. URL: https://www.twirpx.com/file/555173.
Корнилов И.А., Пономарев Д.Н., Шмырев В.А., Скопец А.А., Синельников Ю.С., Ломиворотов В.В. Физиологические параметры искусственного кровообращения с точки зрения доказательной медицины. Часть 2. Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2016. Т. 13. № 3. С. 26-42. DOI 10.21292/2078-5658-2016-13-3-29-42.