Изотова Н.Н.

ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» Минздрава России, 163000, Архангельск, Россия; ГБУЗ АО «Первая городская клиническая больница им. Е.Е. Волосевич», 163000, Архангельск, Россия

Ильина Я.Ю.

ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» Минздрава России, 163000, Архангельск, Россия; ГБУЗ АО «Первая городская клиническая больница им. Е.Е. Волосевич», 163000, Архангельск, Россия

Фот Е.В.

ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» Минздрава России, 163000, Архангельск, Россия; ГБУЗ АО «Первая городская клиническая больница им. Е.Е. Волосевич», 163000, Архангельск, Россия

Смёткин А.А.

ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» Минздрава России, 163000, Архангельск, Россия; ГБУЗ АО «Первая городская клиническая больница им. Е.Е. Волосевич», 163000, Архангельск, Россия

Кузьков В.В.

ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» Минздрава России, 163000, Архангельск, Россия

Киров М.Ю.

ФГБОУ ВО СГМУ Минздрава России, Архангельск, Россия

Оценка ультразвукового мониторинга сердечного выброса после реваскуляризации миокарда без искусственного кровообращения

Журнал: Анестезиология и реаниматология. 2019;(2): 48-55

Просмотров : 52

Загрузок : 2

Как цитировать

Изотова Н. Н., Ильина Я. Ю., Фот Е. В., Смёткин А. А., Кузьков В. В., Киров М. Ю. Оценка ультразвукового мониторинга сердечного выброса после реваскуляризации миокарда без искусственного кровообращения. Анестезиология и реаниматология. 2019;(2):48-55. https://doi.org/10.17116/anaesthesiology201902148

Авторы:

Изотова Н.Н.

ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» Минздрава России, 163000, Архангельск, Россия; ГБУЗ АО «Первая городская клиническая больница им. Е.Е. Волосевич», 163000, Архангельск, Россия

Все авторы (6)

Известно, что при оказании помощи пациентам в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) особую роль играет контроль показателей гемодинамики, при этом расширяется использование неинвазивных методик, которые могут повысить безопасность пациента за счет уменьшения количества потенциально опасных инвазивных процедур [1]. Однако снижение инвазивности не должно влиять на точность используемых показателей. Это особенно важно в кардиохирургии, где достаточно часто возникают ситуации с быстро изменяющейся гемодинамикой [2—4]. Точная оценка гемодинамических показателей, включая сердечный индекс (СИ), позволяет дифференцированно подходить к терапии при ведении пациентов как в операционной, так и в ОРИТ [5, 6].

С недавних пор в клинической практике начали использовать технологию неинвазивного контроля гемодинамики, основанную на ультразвуковой допплерографии и реализованную в системе USCOM 1A, Ultrasound Cardiac Output Monitor («USCOM Ltd.», Австралия). Основной алгоритм определения сердечного выброса (СВ) рассчитывается с помощью следующей формулы:

СВ = ЧСС�VTI�CSA,

где ЧСС — частота сердечных сокращений, VTI — интеграл линейной скорости кровотока через выходной тракт левого желудочка, CSA — площадь поперечного сечения отверстия.

Данная технология основана на допплерографии с использованием ультразвукового датчика в проекции аортального клапана [7]; USCOM определяет скорость кровотока через аортальный клапан и клапан легочной артерии. С помощью заданных внутренних алгоритмов, основанных на данных о росте пациента, рассчитываются диаметры аортального клапана, клапана легочного ствола и площади их поперечного сечения. По данным площади поперечного сечения клапана и полученной скорости кровотока устройство USCOM определяет объем крови, перекачиваемый сердцем за 1 мин. Использование устройства USCOM не требует специальных сертификаций и может быть доверено даже среднему медицинскому персоналу после 1-дневного обучающего курса. При этом эффективность данного метода определения значений СВ требует проверки в различных гемодинамических условиях [8—11].

Цель исследования — оценка точности измерений сердечного выброса с помощью технологии USCOM у пациентов после реваскуляризации миокарда на работающем сердце.

Материал и методы

Исследование проведено на базе ГБУЗ АО «Первая ГКБ им Е.Е. Волосевич» (отделение кардиохирургической реанимации). В проспективном порядке включены 34 взрослых пациента (24 мужчины и 10 женщин) с ишемической болезнью сердца, которым в плановом порядке проведено аортокоронарное шунтирование без искусственного кровообращения. Из последующего анализа исключен 1 пациент в связи с техническими трудностями, связанными с анатомическими особенностями. Критериями исключения из исследования являлись отсутствие письменного информированного согласия; возраст пациентов моложе 18 лет или старше 80 лет; предоперационная фракция изгнания менее 35%; постоянная форма фибрилляции предсердий или другие клинически значимые аритмии; тяжелая дисфункция клапанного аппарата сердца; открытое овальное окно; патологические шунты; выраженное поражение периферических артерий; проведение симультанных хирургических вмешательств (например, каротидная эндартерэктомия, коррекция аневризмы желудочка и пр.).

Всем пациентам выполнена катетеризация внутренней яремной вены и легочной артерии с установкой катетера Свана—Ганца. После операции все пациенты переведены в кардиохирургическую реанимацию. В послеоперационном периоде термодилюционные измерения проводили путем введения 5% раствора глюкозы 10 мл комнатной температуры через центральный венозный катетер (трехкратно), используя монитор («Nihon Kohden», Япония). Среднее значение 3 измерений с вариациями СИ менее 15% использовали для последующего анализа данных (СИTD). Параллельно проводили измерение СИ монитором USCOM 1А («USCOM Ltd.», Австралия) с расположением датчика на уровне яремной вырезки (СИUSCOM). Измерения выполняли на 7 этапах послеоперационного периода: после поступления в ОРИТ, после теста с подъемом ног, после маневра рекрутмента альвеол, после теста с инфузионной нагрузкой, а также через 4, 6 и 24 ч после окончания операции.

В течение 1 ч после перевода пациента из операционной в ОРИТ для предотвращения пробуждения и возбуждения до восстановления эффективного самостоятельного дыхания пациенты получали седацию пропофолом в дозе 2 мг на 1 кг массы тела в 1 ч. В этот период респираторную поддержку проводили в режиме вентиляции, контролируемой по давлению, с давлением на вдохе, обеспечивающим дыхательный объем 8 мл на 1 кг предсказанной массы тела, содержание кислорода во вдыхаемом воздухе (FiO2) 50%, положительное давление конца выдоха (ПДКВ) 5 см вод.ст. и частотой дыхания 10—18 в 1 мин с целевым поддержанием концентрации углекислого газа в конце выдоха (EtCO2) в пределах 30—35 мм рт.ст. Для имитации различных гемодинамических ситуаций использовали тест с поднятием ног, маневр рекрутмента альвеол и тест с инфузионной нагрузкой. Во время теста с подъемом ног выполняли подъем ножного и опускание головного конца кровати на 45° длительностью 60 с, по завершении выполняли измерение С.И. Маневр рекрутмента альвеол осуществляли путем поднятия ПДКВ до 20 см вод.ст. на 60 с, в конце которого измеряли значения СИ с последующим снижением ПДКВ до исходного уровня. Инфузионную нагрузку проводили раствором стерофундина изотонического в объеме 7 мл на 1 кг реальной массы тела в течение 5 мин с последующей оценкой значения С.И. После завершения тестов, прекращения седации и восстановления спонтанного дыхания проводили тест на спонтанное дыхание в течение 30 мин с последующей экстубацией трахеи.

Все данные оценены в проспективном порядке, с использованием индивидуальной регистрационной формы. Результаты представлены в виде средней величины и среднеквадратичного отклонения M±SD, медианы (25-й процентиль; 75-й процентиль) или количества больных (в %). Для оценки согласованности методов, оценки СИ использован анализ Бланда—Альтмана. Анализ корреляционных взаимосвязей проведен с применением коэффициента rho Спирмена. Кроме того, мы оценили точность методов при отслеживании динамики СИ на основе общих данных и отдельно во время искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и после экстубации трахеи путем расчета показателя согласованности. Различия считали значимыми при р<0,05.

Результаты

Согласие для включения в исследование получено у 34 пациентов. Следует отметить, что при оценке СИ аппаратом USCOM у 15 пациентов в связи с анатомическими особенностями (большая толщина грудины, высокий индекс массы тела) не удавалось быстро получить сигнал хорошего качества, по этой же причине не смогли получить значения СИ у 1 пациента на всех этапах послеоперационного периода, в связи с чем его данные исключены из последующего анализа. Таким образом, в исследование включены 33 пациента. Демографические данные обследованных больных представлены в табл. 1, а показатели СИ на этапах исследования — в табл. 2.

Таблица 1. Демографическая и клиническая характеристики пациентов Примечание. Данные представлены в виде средней величины и среднеквадратичного отклонения M±SD, медианы (25-й процентиль; 75-й процентиль) или количества больных (в %).

Таблица 2. Показатели сердечного индекса на этапах наблюдения Примечание. Этапы: 1-й — после поступления в отделение реанимации и интенсивной терапии; 2-й — после теста с подъемом ног; 3-й — после маневра рекрутмента альвеол; 4-й — через 4 ч после экстубации; 5-й — через 6 ч после экстубации; 6-й — через 24 ч после экстубации. СИUSCOM — сердечный индекс, измеренный аппаратом USCOM; СИTD — сердечный индекс, измеренный методом препульмональной термодилюции.

В целом в исследовании получена 231 пара измерений СИ.

Мы обнаружили статистически значимую корреляцию между CИUSCOM и CИTD среди всех пар данных (rho=0,53; p<0,01), а также во время ИВЛ (rho=0,57; p<0,01), однако при спонтанном дыхании статистически значимая ассоциация показателей не выявлена (rho=0,371; p=0,79). Согласно анализу Бланда—Альтмана среди всех пар данных, средняя разница между СИUSCOM и СИTD составила –1,07 л/мин/м2 с границами согласованности ±1,40 л/мин/м2 и процентной ошибкой 72 (рис. 1).

Рис. 1. Анализ Бланда—Альтмана для показателей сердечного индекса всех пар данных. Каждый маркер отображает отдельную пару данных всех пациентов. Здесь и на рис. 2, 3: непрерывная горизонтальная линия показывает значение средней разницы между СИUSCOM и СИTD. Пунктирная линия показывает верхнюю и нижнюю 95% границу согласованности. СИUSCOM — сердечный индекс, измеренный аппаратом USCOM; СИTD — сердечный индекс, измеренный методом препульмональной термодилюции. СКО — среднеквадратичное отклонение.
На этапах исследования до экстубации трахеи средняя разница между СИUSCOM и СИTD составила –1,14 л/мин/м2 с границей согласованности ±1,44 л/мин/м2 и процентной ошибкой 80 (рис. 2),
Рис. 2. Анализ Бланда—Альтмана для показателей сердечного индекса при проведении искусственной вентиляции легких. Каждый маркер отображает отдельную пару данных пациентов, находящихся на ИВЛ.
тогда как после экстубации трахеи –0,97±1,33 л/мин/м2 и 61 соответственно (рис. 3).
Рис. 3. Анализ Бланда—Альтмана для показателей сердечного индекса после экстубации трахеи. Каждый маркер отображает отдельную пару данных пациентов на спонтанном дыхании.
Анализ способности отслеживать динамику СИ выявил согласованность 81% среди всех пар данных. Анализ в подгруппах показал бóльшую точность при отслеживании изменений СИ аппаратом USCOM при ИВЛ (93%) (рис. 4),
Рис. 4. Анализ согласованности трендов сердечного индекса во время искусственной вентиляции легких. Четырехквадратный график, представляющий возможности аппарата USCOM отслеживать изменения сердечного индекса при проведении ИВЛ. Серый квадрат представляет собой центральную зону исключения (среднее ΔСИ <0,5 л/мин).
в то время как при спонтанном дыхании согласованность показателей СИ составила лишь 58% (рис. 5).
Рис. 5. Анализ согласованности трендов сердечного индекса после экстубации трахеи. Четырехквадрантный график, представляющий возможности аппарата USCOM отслеживать изменения сердечного индекса у пациентов после экстубации трахеи. Серый квадрат представляет собой центральную зону исключения (среднее ΔСИ <0,5 л/мин).

Обсуждение

На сегодняшний день термодилюция остается «золотым стандартом» измерения СИ при критических состояниях. Вместе с тем и менее инвазивные методы мониторинга производительности сердца в периоперационном периоде обладают определенным потенциалом [3, 4].

В частности, методика ультразвукового мониторинга аппаратом USCOM нашла широкое применение в педиатрии. Так, N. Patel и соавт. [11] определили, что воспроизводимость показателей, полученных с помощью USCOM у новорожденных, достаточно высока. В исследовании Н.П. Леонова и соавт. [12] по оценке СВ у детей в кардиохирургии USCOM достоверно определял значения CВ по сравнению с методом эхокардиографии; авторами сделан вывод, что оба метода могут использоваться у детей после кардиохирургических операций: USCOM — для скрининга, эхокардиография — для расширенных исследований. Схожие результаты получены А.У. Лекмановым и соавт. [13] при сравнении USCOM и транспульмональной термодилюции у детей с тяжелой термической травмой, данные обеих методик сопоставимы. Однако, согласно работе O. Thom и соавт. [8], при сравнении результатов трансторакальной допплерографии с показателями, полученными с помощью катетера в легочной артерии, выявлено, что ультразвуковые данные не соответствовали параметрам, полученным инвазивным путем. По данным ряда исследований [14—16], статистическая значимость данных, полученных с помощью методики USCOM в педиатрической практике по сравнению со старшими возрастными группами, может быть объяснена более низкой частотой или отсутствием у детей таких состояний, как избыточная масса тела, увеличение толщины грудины, атеросклероз, сопровождающийся сужением просвета и утолщением стенки артерий, а также возрастных изменений сосудистого русла, которые влияют на качество сигнала и соответственно достоверность полученных результатов.

В нашем исследовании показано, что в послеоперационном периоде после АКШ на работающем сердце неинвазивная методика оценки СИ, основанная на ультразвуковой регистрации эффекта Допплера (USCOM), несмотря на наличие взаимосвязи с термодилюционным сердечным выбросом, демонстрирует недостаточную точность с существенными (более 1,0 л/мин/м2) различиями значений СИ, полученных с помощью исследуемых методик, на всех основных этапах измерений. Кроме того, у этой категории пациентов методика USCOM показывает высокую процентную ошибку измерений СИ, которая превышает допустимый предел 30%, позволяющий судить об удовлетворительной согласованности методов. Это может быть связано как с определенной зависимостью результатов измерений от опыта оператора, проводящего исследование, так и с особенностями самой методики [10, 11]. Технология USCOM основана на предположении, что благодаря простоте позиционирования датчика методика позволяет врачу, не имеющему опыта проведения допплерографии, оценивать показатели гемодинамики у постели пациента в режиме реального времени. Вместе с тем, по данным ряда авторов [5], для уверенного использования аппарата USCOM и достижения базового уровня необходимо провести минимум 15—20 исследований под наблюдением опытного оператора.

Технология USCOM предусматривает, что оператор, выполняющий исследование, с помощью датчика регистрирует на экране монитора допплеровскую кривую максимального уровня кровотока, которая имеет четкие очертания, остроконечную форму и отчетливый звуковой сигнал. У ряда пациентов мы выявили низкое качество сигнала, что не позволяло достаточно быстро получить данные СИ и также могло сказаться на точности измерений. Исходя из базового алгоритма определения СВ аппаратом USCOM (СВ = ЧСС�VTI�CSA), значительное занижение этого показателя возможно в первую очередь вследствие ошибки определения VTI. Это объяснимо, поскольку в раннем послеоперационном периоде кардиохирургических вмешательств визуализация структур сердца и качественная допплерометрия затруднены вследствие наличия воздуха в средостении [17]. Так, в метаанализе J. Heiberg и соавт. [18] сообщается о том, что удовлетворительное качество изображения достигается после 61—99% вмешательств на сердце, причем все авторы отмечают худшие условия для визуализации в 1-е сутки после операции. Кроме того, неточность измерения СВ может быть связана с особенностями самой ультразвуковой методики. Наиболее точные результаты можно получить при распространении ультразвукового сигнала перпендикулярно плоскости поперечного сечения сосуда или клапана, в которых происходит измерение скорости кровотока, при этом допустимы отклонения в 20°.

Изолированный допплеровский режим, используемый в аппарате USCOM, не позволяет четко идентифицировать взаиморасположение ультразвукового датчика и аортального клапана, что возможно при использовании дуплексного режима. В какой-то степени неточность измерения компенсируется использованием анализа данных, полученных за несколько сокращений сердца. Источником ошибки также может служить алгоритм определения площади поперечного сечения аортального клапана, основанный на данных о росте пациента и не учитывающий возможные анатомические и функциональные аномалии клапана, включая его стеноз и недостаточность. Не следует исключать и анатомические особенности ряда больных (избыточная масса тела, увеличение толщины грудины), затрудняющие визуализацию [19]. Кроме того, низкое качество ультразвукового сигнала может быть обусловлено тем, что у пациентов с ишемической болезнью сердца атеросклероз сопровождается сужением просвета и утолщением стенки артерий; определенную роль играют и возрастные изменения сосудистого русла [10].

Наряду с наличием взаимосвязи показателей СИUSCOM и СИTD в период проведения ИВЛ, в том числе при выполнении динамических проб по оценке восприимчивости к инфузионной нагрузке и маневра рекрутмента альвеол, нами выявлено отсутствие корреляции между исследуемыми параметрами после экстубации трахеи. Это может быть обусловлено изменением кардио-респираторных взаимодействий при переходе на спонтанное дыхание. Так, создаваемое при спонтанном дыхании во время вдоха отрицательное давление в грудной клетке в большей степени влияет на возврат крови в грудную клетку и диаметр сосудов, что может отражаться на форме кривой потока и затруднять корректную регистрацию СИ аппаратом USCOM.

Важной характеристикой мониторной системы является стабильность измерения регистрируемого показателя, что можно оценить по способности отслеживать тенденцию его изменения. В нашем исследовании аппарат USCOM продемонстрировал удовлетворительную способность отслеживать динамику изменений СИ (показатель согласованности 93%) в ходе ИВЛ, что тем не менее не достигает показателя «золотого стандарта» согласованности (>95%). После экстубации трахеи согласованность резко снижалась до 58%, это не дает возможности рекомендовать использование технологии USCOM на спонтанном дыхании у данной категории больных. Низкая согласованность измерений ультразвукового СВ, не позволяющая достоверно отслеживать тенденции его изменения в различных клинических ситуациях, может быть связана как с особенностями методики, представленными выше, так и с необходимостью поиска сигнала высокого качества на каждом отдельном этапе измерения, что не всегда удается и может систематически влиять на вариабельность значения СИ от измерения к измерению.

Ограничением нашего исследования является включение в выборку пациентов с кардиальной патологией и относительно узким разбросом значений СИ, что не позволяет переносить наши результаты на более широкий диапазон показателей СИ. В связи с этим требуются дальнейшие исследования для оценки точности системы USCOM в других гемодинамических условиях у различных категорий больных. Кроме того, точность операторзависимой системы можно повысить за счет более длительного обучения данной методике. Однако в случае с изменениями СИ в динамике, как при выполнении динамических проб и маневра рекрутмента альвеол в нашем исследовании, этот подход может несколько затруднить оценку согласованности методов.

Заключение

Низкая точность неинвазивного ультразвукового монитора USCOM с недооценкой сердечного индекса на основных этапах послеоперационного периода аортокоронарного шунтирования без искусственного кровообращения, а также недостаточная способность метода отслеживать динамику сердечного индекса не позволяют рекомендовать его рутинное использование в данной области кардиохирургии.

Исследование выполнено при поддержке гр анта Президента Ро ссийской Федерации М Д-4984.2015.7, а т акже гр анта Президента Ро ссийской Федерации для ведущих научных школ НШ-3927.2018.7

Благодарности. Авторы выражают благодарность коллективу кардиохирургической реанимации «Первой городской клинической больницы им. Е.Е. Волосевич» и сотрудникам кафедры анестезиологии и реаниматологии СГМУ за оказанную поддержку в проведении исследования.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Изотова Н.Н. — https://orcid.org/0000-0001-9274-7336

Ильина Я.Ю. — https://orcid.org/0000-0003-2538-4656

Фот Е.В. — https://orcid.org/0000-0003-0052-8086

Смёткин А.А. — https://orcid.org/0000-0003-4133-4173

Кузьков В.В. — https://orcid.org/0000-0002-8191-1185

Киров М.Ю. — https://orcid.org/0000-0002-4375-3374

Автор, ответственный за переписку: Изотова Наталья Николаевна — врач анестезиолог-реаниматолог отделения общей реанимации ГБУЗ АО «Первая городская клиническая больница им. Е.Е. Волосевич», 163001, Архангельск; ординатор кафедры анестезиологии и реаниматологии ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 163000, Архангельск, Россия. e-mail: natalik.izotova@yandex.ru

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail