Способ прогнозирования развития постперфузионной сердечной недостаточности при операциях прямой реваскуляризации миокарда с искусственным кровообращением у взрослых пациентов

Способ прогнозирования развития постперфузионной сердечной недостаточности при операциях прямой реваскуляризации миокарда с искусственным кровообращением у взрослых пациентов

Реферат

Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии-реаниматологии, и может быть использовано для прогнозирования развития постперфузионной сердечной недостаточности (ППСН) при операциях прямой реваскуляризации миокарда с искусственным кровообращением (ИК) у взрослых пациентов.

Постперфузионная сердечная недостаточность на сегодняшний день вносит наибольший вклад в структуру летальности больных, которым была выполнена операция прямой реваскуляризации миокарда в условиях ИК. Выделение групп больных, у которых вероятность развития этого осложнения наиболее высока, является весьма сложной задачей для анестезиолога.

Известна шкала дооперационной оценки риска оперативного вмешательства EuroSCORE II (European System for Cardiac Operative Risk Evaluation) [Chalmers J., Pullan M., Fabri В., McShane J., Shaw M., Mediratta N., Poullis M. Validation of EuroSCORE II in a modern cohort of patients undergoing cardiac surgery // Eur J Cardiothorac Surg. 2013 Apr; 43(4):688-94], выявляющая факторы, увеличивающие возможность летального периоперационного исхода. К ним относят возраст, женский пол, повышенный уровень сывороточного креатинина, поражение экстракардиальных артерий, хронические заболевания легких, грубые неврологические нарушения, предшествовавшие кардиохирургические вмешательства, перенесенный инфаркт миокарда, дисфункция левого желудочка, сахарный диабет, легочная гипертензия, функциональный класс недостаточности кровообращения (по NYHA), IV класс тяжести стенокардии, активный эндокардит, нестабильная стенокардия, критическое состояние больного перед операцией, операция на грудном отделе аорты, вид операции. Шкала применима при операциях прямой реваскуляризации миокарда, как с проведением ИК, так и off-pump.

Недостаток данной шкалы заключается в том, что она не отвечает на вопрос о развитии такого осложнения как сердечная недостаточность, не позволяя, таким образом, принять решение о раннем начале терапии, направленной на углубление защиты миокарда.

Известна работа [Кричевский Л.А. Прогнозирование функции сердца в ранние сроки после реваскуляризации миокарда у больных со сниженной фракцией изгнания левого желудочка // Вестник трансплантологии и искусственных органов - 2008. №2.- С. 17-21], в которой, с целью исследования возможности прогнозирования сердечной дисфункции после шунтирования коронарной артерии у пациентов с фракцией выброса левого желудочка 30-50%, были изучены 56 пациентов с ишемической болезнью сердца и LVEF 30-50 (41±0,8)%. Возраст составлял 55±1,3 года, функциональный класс NYHA - 3,3±ОД. Было проведено стандартное эхокардиографическое исследование, гемодинамический мониторинг, включающий катетеризацию легочной артерии и объемный контроль правого желудочка. Для статистического анализа использовались межгрупповое сравнение и множественный линейный регрессионный анализ. Уменьшенная толщина межжелудочковой перегородки, низкий сердечный индекс до СРВ, низкий правый желудочковый EF пред-СРВ, длительное время АСС были обнаружены как важные предиктора сердечной дисфункции и потребовали доз высоких инотропных лекарств в раннем после СРВ времени.

Однако для прогнозирования осложнений не учитывались данные метаболического статуса миокарда, полученные интраоперационно, использование которых может помочь уточнить категорию пациентов, развитие постперфузионной сердечной недостаточности у которых наиболее велика, и определить группу больных, которым должна быть углублена степень защиты миокарда в интра- и постперфузионном периоде.

Технический результат заявленного изобретения заключается в использовании для прогнозирования ППСН данных метаболического статуса миокарда, полученных интраоперационно, что позволяет прогнозировать развитие ППСН интраоперационно и усилить степень защиты миокарда пациента в интра- и постперфузионном периоде.

Указанный технический результат достигается в способе прогнозирования развития ППСН при операциях прямой реваскуляризации миокарда с ИК у взрослых пациентов, включающем дооперационное определение возраста, фракции изгнания левого желудочка пациента, в котором дополнительно дооперационно определяют росто-весовые данные, интраоперационно после катетеризации коронарного синуса сердца производят забор пробы крови из коронарного синуса, в пробе крови определяют уровни лактат-пируватного соотношения, аланина, глутамата, глутамина, аспартата, аспарагина, лейцина, изолейцина и серина, определяют значение f по формуле

f=-LPS×0,053+ala×0,007-glu×0,008+gln×0,006+asp×0,03-asn×0,131+ser×0,035-ley×0,03+iley×0,04+EF×0,119-age×0,045+BSA×0,913-7,164,

где:

- LPS - лактат-пируватное соотношение;

- ala - аланин (мкмоль/л);

- glu - глутамат (мкмоль/л);

- gln - глутамин (мкмоль/л);

- asp - аспартат (мкмоль/л);

- asn - аспарагин (мкмоль/л);

- ser - серин (мкмоль/л);

- ley - лейцин (мкмоль/л);

- iley - изолейцин (мкмоль/л);

- BSA - индекс массы тела;

- age - возраст (лет);

- EF - фракция изгнания левого желудочка (%)

и при значении f>-0,418 прогнозируют развитие ППСН.

Для разработки способа была проведена работа по выявлению значимых предикторов развития ППСН на массиве данных, включавших 51 пациента в возрасте от 45 до 80 лет (средний возраст 62±7 лет), подвергшихся операции аортокоронарного и маммаро-коронарного шунтирования в условиях ИК в клинике ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова в период с 2014 по 2016 гг. Больные были сопоставимы по демографическим показателям, данным, полученным в результате дооперационного обследования, по частоте встречаемости заболеваний сердечно-сосудистой и легочной систем, частоте предоперационного применения кардиотропных препаратов. Методика предоперационной подготовки, премедикации у всех пациентов была однотипной. Периоперационный мониторинг пациентов осуществляли по стандарту малого гемодинамического профиля. Методика индукции анестезии у пациентов была однотипной и выполнялась путем в/в введения тиопентала натрия, фентанила, пипекурония в стандартных расчетных дозировках. Методика поддержания анестезии также была однотипной у всех больных - использовались ингаляционные препараты севофлуран и десфлуран, а также фентанил в стандартных дозировках. Применялась одинаковая методика проведения искусственного кровообращения у всех пациентов. Оперативное вмешательство проводилось одной хирургической бригадой, по единому плану. Основной этап операции проводился с пережатием аорты, остановкой сердечной деятельности на фоне

общей гипотермии до 32°С и фармакохолодовой кардиоплегии с целью защиты миокарда, в условиях тотальной гепаринизации пациента.

Развитие ППСН у пациентов, включенных в исследование, оценивали по параметрам расширенного гемодинамического профиля:

- снижение сердечного индекса ниже 2,0 л/мин*м²;

- повышение давления заклинивания легочной артерии более 15 мм рт.ст.

Оценку данных параметров производили в постперфузионном периоде в четырех последовательных точках: через 20 минут после отключения от аппарата ИК, через 20 минут после окончания экспозиции анестетика, когда больной поступал в отделение реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ), через 12 часов после окончания операции (в ОРИТ), через 24 часа после окончания операции (в ОРИТ). В случае соответствия хотя бы одному из гемодинамических критериев в двух точках фиксации или более, пациента относили к группе больных с развитием ППСН. В случае несоответствия гемодинамическим критериям ни в одной точке, или соответствия им лишь в одной точке исследования (но не в четвертой точке), пациента относили к группе больных без развития ППСН.

Разделенные таким образом пациенты составили две группы: без развития ППСН группа 0 (N=36) и с развитием ППСН группа 1 (N=15).

При выборе перспективных, с точки зрения прогнозирования, параметры разделили на две основные группы:

- дооперационные показатели, получаемые в результате предоперационного осмотра (росто-весовые данные, возраст) и стандартного диагностического обследования больного (наличие/отсутствие инфаркта миокарда в анамнезе, данные ЭКГ, ЭХО-КГ-обследования);

- биохимические маркеры, определяемые в плазме крови, полученной из коронарного синуса сердца до начала этапа реваскуляризации миокарда:

- стандартные маркеры ишемии миокарда лактат, пируват;

- спектр протеиногенных аминокислот.

Забор крови из коронарного синуса для получения биохимических переменных является относительно безопасной процедурой, так как катетеризация коронарного синуса до, или во время ИК выполняется у всех пациентов, которым проводят данный тип оперативного вмешательства. В то же время полученные показатели позволяют судить об обмене веществ именно в сердечной мышце, с возможностью исключить влияние общего метаболизма организма.

На массиве данных исследованных пациентов с помощью программы SPSS был проведен дискриминантный анализ с целью выявления значимых факторов, имеющих влияние на развитие постперфузионной сердечной недостаточности. Из дооперационных показателей значимыми оказались индекс массы тела, возраст и дооперационная фракция изгнания левого желудочка. Из биохимических показателей наиболее значимыми оказались лактат-пируватное соотношение и уровни таких аминокислот, как аланин, глутамат, глутамин, аспартат, аспарагин, лейцин, изолейцин и серин.

Была получена дискриминантная функция:

f=-LPS×0,053+ala×0,007-glu×0,008+gln×0,006+asp×0,03-asn×0,131+ser×0,035-ley×0,03+iley×0,04+EF×0,119-age×0,045+BSA×0,913-7,164.

Среднее значение f по группе больных, у которых постперфузионная сердечная недостаточность не была выявлена (группа 0), составило 0,597, среднее значение f в группе больных с наличием осложнения (группа 1) составило - 1,433, среднее значение между ними -0,418. Таким образом, если значение функции будет менее -0,418, развитие постперфузионной сердечной недостаточности вероятно. В группе 0 были неверно классифицированы 3 пациента (8,3%); в группе 1 - также 3 пациента (20%). Проверка прогностической способности функции показала чувствительность, составляющую 80%, и специфичность 92%, что является хорошим результатом. Общая точность прогноза была определена как 88,2%, что также отражает хорошую прогностическую способность полученной формулы.

Способ осуществляют, например, следующим образом.

При дооперационном осмотре определяют росто-весовые данные, возраст пациента, фракцию изгнания левого желудочка. После начала процедуры ИК и катетеризации коронарного синуса сердца, производят забор пробы из магистрали канюли; кровь центрифугируют с отделением плазмы; сепарированную плазму помещают в жидкостной хроматограф для определения аминокислотного спектра, а также в биохимический анализатор для определения уровней лактата и пирувата. Используя полученные цифровые результаты тестов и дооперационные данные, определяют значение f по формуле

f=-LPS×0,053+ala×0,007-glu×0,008+gln×0,006+asp×0,03-asn×0,131+ser×0,035-ley×0,03+iley×0,04+EF×0,119-age×0,045+BSA×0,913-7,164.

Развитие ППСН прогнозируют при £>-0,418, при f<-0,418 развитие ППСН у больного маловероятно.

Способ подтверждается следующими клиническими примерами.

1. Пациент А., 54-х лет, с диагнозом ИБС, атеросклеротический кардиосклероз, стенокардия напряжения III ф. кл., гипертоническая болезнь III ст., риск сердечно-сосудистых осложнений 4 ст., ХСН III ф. кл. (NYHA), аутоиммунный тиреоидит в состоянии эутиреоза. По данным дооперационного обследования: индекс массы тела 23,5, фракция изгнания левого желудочка 63%.

Было выполнено АКШ, МКШ в условиях ИК. После начала ИК из коронарного синуса произведен забор крови. В пробе крови определены уровни: лактат-пируватного соотношения - 27, аланина - 470 мкмоль/л, глутамата - 59 мкмоль/л, глутамина - 434 мкмоль/л, аспартата - 3 мкмоль/л, аспарагина - 2 мкмоль/л, лейцина - 141 мкмоль/л, изолейцина - 44 мкмоль/л и серина - 123 мкмоль/л. В результате подстановки данных в формулу, получено значение -0,852. Этот результат меньше точки разделения и, согласно заявленному изобретению, у больного прогнозируют развитие ППСН. Выполнен основной этап операции, отключено ИК. В постперфузионном периоде у пациента через 20 минут после отключения от аппарата ИК и через 20 минут после окончания экспозиции анестетика были отмечены проявления сердечной недостаточности в виде снижения сердечного индекса менее 2,0 л/мин*м², в последующем функция миокарда восстановилась. Пациент классифицируется в группу 1 (с наличием ППСН), что соответствует прогнозу.

2. Пациент Ш., 56-ти лет, с диагнозом ИБС, атеросклеротический и постинфарктный кардиосклероз, стенокардия напряжения III ф. кл., гипертоническая болезнь III ст., риск сердечно-сосудистых осложнений 4 ст., ХСН III ф. кл. (NYHA), ХОБЛ, вне обострения. По данным дооперационного обследования: ИМТ 27,7, фракция изгнания левого желудочка 60%.

Было выполнено АКШ, МКШ в условиях ИК. После начала ИК, из коронарного синуса произведен забор крови. В пробе крови определены биохимические показатели: лактат-пируватное соотношение - 9, аланин - 115 мкмоль/л, глутамат - 59 мкмоль/л, глутамин - 226 мкмоль/л, аспартат - 1 мкмоль/л, аспарагин - 13 мкмоль/л, лейцин - 68 мкмоль/л, изолейцин - 34 мкмоль/л и серин - 47 мкмоль/л. В результате подстановки данных в формулу получено значение 0,228. Этот результат больше точки разделения и, согласно изобретению, развитие ППСН у больного маловероятно. Выполнен основной этап операции, отключено ИК. В постперфузионном периоде у пациента не отмечалось проявлений сердечной недостаточности ни в одной из точек исследования. Пациент был классифицирован в группу 0 (с отсутствием ППСН), что соответствует прогнозу.

Использование заявленного способа позволяет интраоперационно с высокой точностью прогнозировать развитие ППСН при операциях прямой реваскуляризации миокарда с ИК за счет учета метаболического статуса миокарда пациента, и усилить степень защиты миокарда в интра- и постперфузионном периоде.

Способ прогнозирования развития постперфузионной сердечной недостаточности при операциях прямой реваскуляризации миокарда с искусственным кровообращением у взрослых пациентов, включающий дооперационное определение возраста, фракции изгнания левого желудочка пациента, отличающийся тем, что дополнительно дооперационно определяют росто-весовые данные, интраоперационно после катетеризации коронарного синуса сердца производят забор пробы крови из коронарного синуса, в пробе крови определяют уровни лактат-пируватного соотношения, аланина, глутамата, глутамина, аспартата, аспарагина, лейцина, изолейцина и серина, определяют значение f по формуле

f=-LPS×0,053+ala×0,007-glu×0,008+gln×0,006+asp×0,03-asn×0,131+ser×0,035-ley×0,03+iley×0,04+EF×0,119-age×0,045+BSA×0,913-7,164,

где

- LPS - лактат-пируватное соотношение;

- ala - аланин (мкмоль/л);

- glu - глутамат (мкмоль/л);

- gln - глутамин (мкмоль/л);

- asp - аспартат (мкмоль/л);

- asn - аспарагин (мкмоль/л);

- ser - серин (мкмоль/л);

- ley - лейцин (мкмоль/л);

- iley - изолейцин (мкмоль/л);

- BSA - индекс массы тела;

- age - возраст (лет);

- EF - фракция изгнания левого желудочка (%)

и при значении f>-0,418 прогнозируют развитие постперфузионной сердечной недостаточности.