Способ защиты миокарда во время операции протезирования аортального клапана в условиях искусственного кровообращения

Способ защиты миокарда во время операции протезирования аортального клапана в условиях искусственного кровообращения

Реферат

Изобретение относится к медицине, в частности к кардиохирургии и кардиоанестезиологии, и может быть использовано для защиты органов и систем кардиохирургических больных от операционного стресса и предстоящей ишемии во время искусственного кровообращения.

Операции в условиях искусственного кровообращения и кардиоплегии обычно сопровождаются определенной степенью ишемии миокарда. От продолжительности и качества проведенной кардиоплегии зависит возможное ишемическое повреждение миокарда, приводящее к интра- и послеоперационным осложнениям, например инфаркту миокарда. Однако, даже после окончания основного этапа операции и восстановления коронарного кровотока, возможно возникновение реперфузионного повреждения, которое может носить не менее, а иногда и более, серьезные последствия.

Феномен ишемического прекондиционирования как способ, уменьшающий повреждение миокарда во время последующего устойчивого эпизода ишемии, был обнаружен C.E. Murry и соавт. (Murry C.E., Jennings R.B., Reimer K.A. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Ciculation, 1986; 74: 1124-1136). Суть его заключается в том, что после нескольких эпизодов ишемии и реперфузии, которые осуществлялись путем пережатия передней межжелудочковой артерии лигатурой с последующим ее расслаблением, предшествующих длительному эпизоду ишемии, наблюдалось резкое снижение площади некроза миокарда в отличие от контрольной группы, в которой подобные эпизоды не проводились, то есть сердце приобретает повышенную устойчивость к повреждающему действию длительного нарушения коронарного кровотока.

Недостатком известного способа является то, что при нем подвергается ишемии только небольшой объем ткани, а соответственно уменьшается выброс биологически активных веществ, участвующих в реализации кардиопротекции.

Известна тактика проведения кардиохирургических вмешательств по специальному протоколу, с использованием локального ишемического прекондиционирования. В этих случаях после начала параллельного искусственного кровообращения выполнялось два цикла 3-минутной глобальной ишемии миокарда с помощью временного пережатия аорты с последующими 2-минутными периодами реперфузии за 10 мин до глобальной ишемии миокарда. Описанная тактика кардиопротекции приводила к уменьшению выраженности интраоперационного повреждения миокарда (Codispoti M, Sundaramoorthi T, Saad RA, Reid A, Sinclair C, Mankad P. Optimal myocardial protection strategy for coronary artery bypass grafting without cardioplegia: prospective randomised trial // Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2006 Jun; 5 (3): 217-21).

Однако недостатком известного способа является необходимость повторных пережатий аорты. Из-за частого наличия тяжелого атеросклеротического поражения аорты в месте расположения зажима могут появиться серьезные осложнения в виде атероэмболии различных органов, в том числе сердца и головного мозга. Это повышает опасность процедуры повторного пережатия аорты и увеличивает продолжительность операции в целом.

Известны способы дистантного ишемического прекондиционирования (ДИП, «remot ischaemic preconditioning» (RIPC)), при которых вызывают ишемию в сосудистых бассейнах, отдаленных от сердца, например верхних или нижних конечностей. Важной особенностью ДИП является обеспечение защиты не только миокарда, но и других органов. Впервые в эксперименте ДИП было исследовано K. Przyklenk и соавт. в 1993 г. (Przyklenk K., Bauer B., Ovize M., Kloner R., Whitaker P. Regional ischemic ′preconditioning′ protects remote virgin myocardium from subsequent sustained coronary occlusion // Circulation 87: 893-899, 1993). В кардиохирургической практике дистантное ишемическое прекондиционирование впервые было применено M. Cheung и соавт. в 2006 г. во время вмешательств у детей (M. Cheung, R. Kharbanda. et al., J Am Coll Cardiol Randomized Controlled Trial of the Effects of Remote Ischemic Preconditioning on Children Undergoing Cardiac Surgery 47: 2277-2282, 2006). Детям накладывали манжету на верхнюю конечность и осуществляли 3 цикла ишемии продолжительностью 5 минут с пятиминутными периодами восстановления кровообращения.

Данный способ является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату и выбран в качестве прототипа.

При использовании способа дистантного ишемического прекондиционирования у взрослых пациентов в нескольких клинических исследованиях были получены неоднозначные результаты [Lucchinetti E., Bestmann L., Feng J. et al. Remote ischemic preconditioning applied during isoflurane inhalation provides no benefit to the myocardium of patients undergoing on-pump coronary artery bypass graft surgery. Anesthesiology 116: 296-310, 2012; Lomivorotov V, Shmyrev V., Nepomnyaschih V. et al. Remote ischaemic preconditioning does not protect the heart in patients undergoing coronary artery bypass grafting. Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery 15: 18-22, 2012; Boeckx S., Vander Straeten S., Embrecht B., De Hert S. Remote ischemic preconditioning (RIPC) does not confer additional cardioprotection to sevoflurane in on-pump coronary surgery with intermittent crossclamping. European Journal of Anaesthesiology 30: 55, 2013; Kottenberg E., Thielmann M., Bergmann L. et al. Protection by remote ischemic preconditioning during coronary artery bypass graft surgery with isoflurane but not propofol - a clinical trial Acta Anaesthesiologica Scandinavica; 56: 30-38, 2012]. Это объясняется тем, что дистантное ишемическое прекондиционирование применялось у больных с ишемической болезнью сердца при операциях аорто-коронарного шунтирования (АКШ). Известно, что пациенты с ишемической болезнью сердца, а так же перенесшие инфаркт миокарда в анамнезе, систематически подвергаются локальному ишемическому прекондиционированию во время приступа стенокардии. Кроме того, необходимо учитывать, что в связи с техническими особенностями АКШ расположение манжеты возможно только на одной верхней конечности, что приводит к ограничению зоны ишемии относительно небольшим массивом тканей. Соответственно, кардиопротективные эффекты методики дистантного ишемического прекондиционирования при операциях АКШ могут быть недостаточно выраженными.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в снижении числа послеоперационных осложнений за счет повышения эффективности защиты миокарда от ишемического и реперфузионного повреждений.

Заявленный технический результат достигается в способе защиты миокарда во время операции протезирования аортального клапана в условиях искусственного кровообращения. Указанный способ заключается в индукции дистантного ишемического прекондиционирования путем создания неоднократных эпизодов ишемии и реперфузии нижних конечностей заданной продолжительности. Эти эпизоды создаются путем пережатия артерий с помощью манжет для неинвазивного измерения артериального давления, причем выполняют по меньшей мере три эпизода ишемии и реперфузии, одновременно на двух нижних конечностях в симметричных областях. Описанные эпизоды ишемии и реперфузии осуществляют после индукции в анестезию и до начала обработки операционного поля раствором антисептика.

Новым в предлагаемом способе является выполнение эпизодов ишемии и реперфузии одновременно на двух нижних конечностях в симметричных областях, до начала обработки операционного поля раствором антисептика. Это позволяет вовлечь больший массив тканей в процесс дистантного ишемического прекондиционирования, что, в свою очередь, способствует высвобождению большего количества биологически активных веществ, таких как брадикинин, эндорфины, аденозин, которые играют важную роль в каскаде дистантного ишемического прекондиционирования.

Кроме того, предлагаемый способ не требует повторных пережатий аорты для создания эпизодов ишемии и реперфузии миокарда, поэтому является клинически безопасным. При данном способе прекондиционирования не происходит увеличения продолжительности операции.

Заявляемое изобретение является новым, так как идентичной совокупности признаков в проанализированной литературе не обнаружено. Отличительные признаки проявили в заявляемой совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники в данной области и неочевидные для специалиста.

Предлагаемое техническое решение может быть применимым в медицине, в частности в кардиохирургии, из-за простоты методики и его эффективности.

Исходя из вышеизложенного следует считать данное техническое решение соответствующим условиям патентоспособности "новизна", "изобретательский уровень", "промышленная применимость".

Способ осуществляется, например, следующим образом.

Больного доставляют в наркозную комнату, где врачом анестезиологом-реаниматологом осуществляется подготовка пациента к кардиохирургической операции, а именно:

1) катетеризация периферической вены для инфузии лекарственных препаратов;

2) катетеризация лучевой артерии для мониторинга инвазивного артериального давления;

3) интубация трахеи для перевода больного, находящегося в состоянии наркоза, на искусственную вентиляцию легких;

4) наложение манжет для измерения неинвазивного артериального давления на левую и правую нижние конечности симметрично в области средней трети бедра.

Далее проводят одновременное раздувание манжет воздухом, давление в них контролируется по показаниям манометров. Воздух нагнетается в манжеты до тех пор, пока давление в них не превысит систолического артериального давления, измеренного инвазивным методом, на 40 мм рт.ст. При этом врач должен убедиться в отсутствии пульса на артериях тыла правой и левой стоп как пальпаторно, так и по отсутствию пульсовой волны на экране монитора пульсоксиметра (датчик размещается на втором пальце стопы). Период ишемии нижних конечностей составляет 5 минут, после чего следуют сдувание манжет и интервал восстановления кровоснабжения, составляющий также 5 минут. Проводятся, например, три таких эпизода ишемии и реперфузии нижних конечностей.

По окончании проведения подготовки больного к операции и после выполнения методики кардиопротекции кардиохирурги приступают к оперативному вмешательству.

Способ иллюстрируется следующими клиническими примерами.

1. Пациент А., 60 лет, ист. бол. №1325. Рост 172 см, вес 80 кг. Основной диагноз: Критический аортальный стеноз дегенеративно-склеротической природы. 23.01.12 выполнена операция: протезирование аортального клапана в условиях искусственного кровообращения.

Больному за 60 минут до начала искусственного кровообращения врачом анестезиологом-реаниматологом выполнены: 1) катетеризация периферической вены для инфузии лекарственных препаратов; 2) катетеризация лучевой артерии для мониторинга инвазивного артериального давления; 3) интубация трахеи для перевода больного, находящегося в состоянии наркоза, на искусственную вентиляцию легких; 4) установка центрального венозного катетера и установка интродьюсера с последующим введением катетера Swan-Ganz для измерения параметров гемодинамики методом термодилюции; 5) наложение манжет для измерения неинвазивного артериального давления на левую и правую нижние конечности, симметрично, в области средней трети бедра. Анатомически, на бедре проходят бедренные артерии, которые легче подвергаются пережатию и прекращению кровотока. Затем была проведена методика кардиопротекции, заключающаяся в одновременном раздувании манжет воздухом, с давлением, превышающим давление, измеренное инвазивным способом на 40 мм рт.ст. О прекращении артериального кровотока свидетельствовало отсутствие пульсации на a. Tibialis anterior при пальпации, а также отсутствие пульсовой волны на экране монитора пульсоксиметра при размещении датчика на втором пальце стопы. Период ишемии продолжался 5 минут с последующим сдуванием манжет и интервалом восстановления кровоснабжения длительностью 5 минут. Проводились три эпизода создания ишемии нижних конечностей по 5 минут с последующим восстановлением кровоснабжения по 5 минут. По окончании проведения подготовки больного к операции и проведения методики кардиопротекции кардиохирурги приступили к оперативному вмешательству.

Далее операция проводилась по обычной методике с применением аппарата искусственного кровообращения. Восстановление сердечной деятельности самостоятельное, без использования инотропных препаратов. Пробуждение больного в отделении реанимации через 8 часов после операции, экстубация трахеи выполнена через 11 часов после операции. Осложнений оперативного вмешательства не было. Нарушений функций нижних конечностей не отмечалось. Через сутки больной был переведен в общую палату.

В данном клиническом наблюдении положительное влияние предлагаемого способа защиты миокарда оценивалось по признакам, свидетельствующим об отсутствии интраоперационного повреждения сердца. Так, через 12 часов после операции содержание маркера повреждения миокарда тропонина I в сыворотке крови составило 0,35 нг/мл и не превышало допустимых значений. На протяжении послеоперационного периода отсутствовали признаки сердечной недостаточности и нарушения ритма сердца, что также свидетельствовало о высокой степени интраоперационной защиты миокарда, достигнутой с помощью предлагаемого способа.

2. Больная 75 лет, ист. бол. №13167. Рост 162 см. Вес 80 кг. Основной диагноз: Склеродегенеративный порок аортального клапана. Критический аортальный стеноз с кальцинозом. 08.10.13 выполнена операция протезирования аортального клапана с применением аппарата искусственного кровообращения. Больной, за 55 минут до начала искусственного кровообращения врачом анестезиологом-реаниматологом выполнены: 1) катетеризация периферической вены для инфузии лекарственных препаратов; 2) катетеризация лучевой артерии для мониторинга инвазивного артериального давления; 3) интубация трахеи для перевода больной, находящейся в состоянии наркоза, на искусственную вентиляцию легких; 4) установка центрального венозного катетера и установка интродьюсера с последующим введением катетера Swan-Ganz для измерения параметров гемодинамики методом термодилюции; 5) наложение манжет для измерения неинвазивного артериального давления на левую и правую нижние конечности симметрично, на области средней трети бедра, на бедра с целью проведения методики ДИП. Далее выполнялось одновременное раздувание манжет воздухом до достижения давления, превышающего давление, измеренное инвазивным методом на 40 мм рт.ст. О прекращении артериального кровотока свидетельствовало отсутствие пульсации на a. Tibialis anterior при пальпации, а также отсутствие пульсовой волны на экране монитора пульсоксиметра при размещении датчика на втором пальце стопы. Период ишемии продолжался 5 минут с последующим сдуванием манжет и интервалом восстановления кровоснабжения длительностью 5 минут. Проводились три эпизода создания ишемии нижних конечностей по 5 минут с последующим восстановлением кровоснабжения по 5 минут. По окончании проведения подготовки больной к операции и проведения методики кардиопротекции кардиохирурги приступили к оперативному вмешательству.

Далее операция проводилась по обычной методике с применением аппарата искусственного кровообращения. Восстановление сердечной деятельности самостоятельное, без использования инотропных препаратов и кардиостимулятора. Пробуждение больной в отделении реанимации через 10 часов после операции, экстубация трахеи выполнена через 12 часов после операции. Осложнений оперативного вмешательства не отмечалось. Нарушений функций нижних конечностей не было. Через 5 часов после экстубации больная была переведена в общую палату.

Предлагаемый авторами способ, апробированный у 25 больных, позволяет сократить число послеоперационных осложнений, снизить частоту применения инотропных препаратов с целью коррекции сердечной недостаточности, улучшить результаты кардиохирургических операций в виде снижения активности маркеров повреждения миокарда таких, как Тропонин-I, КФК-МВ, минимизировать риск развития во время операции острого инфаркта миокарда, снизить сроки пребывания пациентов в отделении реанимации, финансовые затраты.

Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает достижение поставленной задачи, а именно позволяет снизить число послеоперационных осложнений за счет повышения эффективности защиты миокарда от ишемического и реперфузионного повреждений, а также исключает повторные пережатия аорты для создания эпизодов ишемии и реперфузии миокарда, что делает его клинически безопасным.

Заявитель просит рассмотреть представленные материалы заявки «Способ защиты миокарда во время операции протезирования аортального клапана в условиях искусственного кровообращения» на предмет выдачи патента РФ на изобретение.

Способ защиты миокарда во время операции протезирования аортального клапана в условиях искусственного кровообращения, заключающийся в индуцировании дистантного ишемического прекондиционирования путем создания неоднократных эпизодов ишемии и реперфузии, заданной продолжительности, причем эпизоды ишемии создают путем пережатия артерий конечностей с помощью манжеты для неинвазивного измерения артериального давления, отличающийся тем, что выполняют, по меньшей мере, три эпизода ишемии и реперфузии, одновременно на двух нижних конечностях в симметричных областях, при этом эпизоды ишемии и реперфузии осуществляют после индукции в анестезию и до начала обработки операционного поля раствором антисептика.