В июне 2020 г. мы провели систематический поиск в электронных базах данных PubMed и Российского индекса научного цитирования (РИНЦ) и включили в обзор 45 источников, в которых авторы исследовали метод транспульмональной термодилюции у детей и взрослых. Всего поиск по запросу transpulmonary thermodilution в категории All child в период с 1994 г. индексирует 52 работы, по запросу «транспульмональная термодилюция», «дети» на платформе eLIBRARY — 5 работ.
История измерения сердечного выброса (СВ) берет свое начало с исследования Adolf Fick, когда 9 июля 1870 г. на заседании Физико-медицинского общества (Physikalisch-Medizinische Gesellschaft) в Вюрцбурге состоялась демонстрация способа определения сердечного выброса (СВ) у животного путем измерения уровня кислорода в артериальной и смешанной венозной крови, что отражает количество кислорода, поглощаемого единицей объема крови при прохождении через легкие [1].
В 1897 г. George Neil Stewart в эксперименте вводил болюс раствора хлорида натрия в центральную вену собак и кроликов в состоянии анестезии и затем исследовал концентрацию натрия в крови, полученной из бедренной артерии. Так появился метод «разведения индикатора» [2]. Однако G.N. Stewart не учел тот факт, что кровоток имеет ламинарный характер, при котором скорость прохождения индикатора различается в центре и на периферии сосуда, что продемонстрировали в 1928 г. W. Hamilton и соавт. [3].
Термодилюция в определенной степени напоминает данный метод, но обеспечивает получение аналогичных данных с помощью менее сложного механизма обнаружения индикатора. Автором идеи является George Fegler, ученый, представлявший Совет по сельскохозяйственным исследованиям института физиологии животных в Кембридже (Agricultural Research Council, Institute of Animal Physiology, Cambridge). В 1953 г. G. Fegler представил результаты эксперимента на собаках, в котором в качестве индикатора использовал холодный раствор Рингера. Точность этого метода установлена путем сравнения результатов, полученных методом термодилюции, с результатами измерений СВ in vitro и методом Фика, данные демонстрировали хорошую сопоставимость [4].
Дальнейшие исследования W. Ganz и соавт. [5], J. Forrester и соавт. [6] в начале 70-х годов прошлого столетия привели к применению метода термодилюции для клинической оценки показателей центральной гемодинамики у пациентов, находящихся в критическом состоянии, с использованием катетера, установленного в легочную артерию. Авторами метода стали Jeremy Swan и William Ganz [7]. Долгое время предложенная технология оставалась «золотым стандартом» для определения сердечного индекса у взрослых пациентов. Однако в педиатрической кардиохирургии использование катетера Swan—Ganz было крайне затруднительным, особенно у детей раннего возраста с массой тела до10 кг и у пациентов с измененной сердечно-легочной анатомией [8]. В ходе исследования Evaluation Study of Congestive Heart Failure and Pulmonary Artery Catheterization Effectiveness (ESCAPE) изучена эффективность лечения застойной сердечной недостаточности в зависимости от показателей гемодинамики, полученных при катетеризации легочной артерии [9]. Результаты этого исследования и клинических исследований острого респираторного дистресс-синдрома, проведенных ARDS Network, свидетельствуют о том, что катетеризация легочной артерии не снижает летальность или длительность пребывания пациентов в стационаре и может быть связана с большим числом осложнений [9, 10].
За последние несколько лет в качестве альтернативы катетеризации легочной артерии появилось несколько менее инвазивных методов гемодинамического мониторинга [11].
Транспульмональная термодилюция (ТПТД) является одним из тех методов, которые наиболее часто используются при ведении пациентов отделений интенсивной терапии. На сегодняшний день доступны два устройства: PiCCO (Pulsion Medical Systems, Германия) и VolumeView (Edwards Lifesciences, США), которые обеспечивают измерение не только СВ, но и других показателей, оценивающих преднагрузку, сократимость, уровень внесосудистой воды легких (ВСВЛ), проницаемость легочных капилляров, и разрешены для применения у детей, находящихся в критическом состоянии [12].
Формула расчета СВ с использованием метода ТПТД хорошо известна и имеет следующий вид:
(1)
где Tк — температура крови; Tи — температура вводимого раствора; Vи — объем вводимого раствора; ∫ΔTк⋅dt — площадь под кривой термодилюции; K — константа коррекции (зависит от массы и температуры).
Интерпретация показателей, полученных методом ТПТД, помогает врачу в принятии клинических решений у гемодинамически нестабильных пациентов, как у взрослых [13], так и у детей, находящихся в критическом состоянии [14]. Исследования, проведенные в конце ХХ века, демонстрируют необходимость мониторинга показателей центральной гемодинамики у детей, в них авторы подчеркивают, что низкий СВ сопровождается более высокими показателями летальности у детей, находящихся в состоянии шока [15, 16].
Измерения, полученные методом ТПТД, по сравнению с измерениями, полученными с помощью катетера, установленного в легочную артерию у детей, продемонстрировали удовлетворительную сопоставимость данных и хорошую корреляцию, авторы сообщили о небольшом завышении показателей сердечного индекса, полученных методом ТПТД, однако средняя разница составила только 4,4%, что в цифровом выражении исчисляется в 0,191 л/мин/м2 [17].
R. Thiele и соавт. в своем обзоре, основываясь на анализе 1526 работ, констатируют, что термодилюция является точным методом для определения СВ как у животных, так и у взрослых и детей по сравнению с экспериментальными эталонными стандартами измерения [18]. Наши исследования подтвердили гипотезу о сопоставимости данных, полученных путем ТПТД и трансторакальной доплерографии (ТТДГ), при определении параметров центральной гемодинамики [19], однако необходимо отметить, что ни один из методов не является эталонным.
Наиболее важным нам представляется вопрос, являются ли нормальные показатели, рекомендованные для взрослых пациентов, идентичными для пациентов педиатрической когорты?
Различия в нормальных значениях традиционных показателей центральной гемодинамики у детей и взрослых, таких как сердечный индекс (СИ), ударный индекс (УИ), индекс общего периферического сосудистого сопротивления (иОПСС), хорошо известны, неоднократно опубликованы в литературе и представлены непосредственно в справочных материалах компаний-производителей [20, 21].
Однако ТПТД предоставляет гораздо больший набор показателей, которые необходимо интерпретировать, и особое внимание необходимо обращать на показатели индекса глобального конечного диастолического объема, а также индекса ВСВЛ (иВСВЛ).
Измерение количества ВСВЛ, которое представляет собой сумму интерстициального, внутриклеточного, альвеолярного и лимфатического объемов жидкости, исключая жидкость в плевральной полости, зачастую показывает результат выше референтных значений, приведенных в справочной литературе [22—24].
Окончательного объяснения данному феномену на сегодняшний день нет. Можно предположить, что у детей масса ткани легкого относительно массы тела значительно выше, чем у взрослых. Поскольку большая масса ткани легкого связана с большим объемом ВСВЛ, это, возможно, объясняет, почему у детей более высокий иВСВЛ (до 100%), чем у взрослых [25, 26].
Показатели иВСВЛ, полученные методом ТПТД, устойчиво коррелируют с посмертным измерением гравиметрическим методом [27]. Однако нормальный диапазон показателя у детей гораздо шире, чем у взрослых пациентов. Он составляет от 7 до 23 мл на 1 кг массы тела, изменяется в зависимости от возраста и при индексации к массе тела выглядит следующим образом: у детей до 1 года — 9—29 мл на 1 кг массы тела, от 1 до 5 лет — 7—25 мл на 1 кг массы тела и от 5 до 17 лет — 5—13 мл на 1 кг массы тела, но при индексации к росту показатель не изменяется с возрастом, его нормальная величина составляет до 315 мл/м роста [28]. У взрослых пациентов показатель иВСВЛ более 10 мл на 1 кг массы тела является критерием для диагностики отека легких [29]. Наши исследования у детей с тяжелой ожоговой травмой демонстрируют, что индексирование показателя ВСВЛ к росту является оптимальным у педиатрического контингента больных, особенно у пациентов младшей возрастной группы: уровни ВСВЛ более 315 мл/м при поступлении и более 330 мл/м на третьи сутки интенсивной терапии явились независимыми факторами риска развития не только острой дыхательной недостаточности, о чем свидетельствует работа коллег из клиники Bambino Gesu и Universita di Roma [30], но и синдрома полиорганной недостаточности (СПОН), причем статистически значимые корреляционные связи между уровнем иВСВЛ и наличием СПОН получены при индексации только к росту ребенка [31].
В противоположность смещения в большую сторону нормальных значений иВСВЛ показатель индекса глобального конечного диастолического объема (иГКДО) — гипотетический объем, который предполагает ситуацию, когда четыре камеры сердца одновременно находятся в диастолической фазе сердечного цикла, у детей имеет меньший по сравнению со взрослыми физиологический диапазон.
В таблице представлены данные зарубежных коллег, демонстрирующие нормальные показатели, полученные методом ТПТД у детей по сравнению со взрослыми пациентами [20, 23, 32, 33].
J. Lemson и соавт. [34] предложили формулы для коррекции показателей иГКДО и иВСВЛ, которые выглядят следующим образом:
иВГОКдетский=(–0,1×ln(x)+1,6128,(2)
где х — масса тела (кг);
иВСВЛдетский=иВСВЛ×(–0,88×ln(x)+0,7133,(3)
где х — возраст (годы);
иГКДОдетский=иГКДО×1,4188x–0,125,(4)
где х — возраст (годы).
Возможно, представленные J. Lemson и соавт. формулы могут быть включены в программное обеспечение устройств, обеспечивающих проведение ТПТД.
В этой же работе авторы демонстрируют, что, в отличие от иВСВЛ, иГКДО является виртуальным объемом, включая конечные диастолические объемы левого и правого предсердия и желудочков плюс объем центральных вен и аорты между местом введения и местом обнаружения индикатора. Поэтому иГКДО не имеет никакого анатомического аналога, который мог бы использоваться для индексации. Единственный сходный показатель, измеренный с использованием эхокардиографии или катетеризации левых отделов сердца, — это конечный диастолический объем левого желудочка, напоминающий иГКДО. Поскольку левый желудочек по отношению к общей площади поверхности тела увеличивается с ростом ребенка с 50 г/м2 в 3 года до 80 г/м2 в 17 лет [35], нельзя исключить, что именно поэтому у детей более низкий иГКДО по сравнению со взрослыми.
В исследовании G. Grindheim и соавт. у детей до 2 лет без заболеваний сердца и легких типичный диапазон для иГКДО составил 280—590 мл/м2 и для иВСВЛ — 7—27 мл на 1 кг массы тела, это свидетельствует о том, что у детей младшей возрастной группы референтные показатели должны быть еще ниже [36].
Еще раз необходимо отметить, что ориентация на показатели иГКДО и иВСВЛ, рекомендованные для взрослых пациентов, может приводить к ошибочным клиническим решениям в оценке волемического статуса и методов его коррекции у детей, особенно у пациентов младшей возрастной группы.
По нашему мнению, клиническая интерпретация показателей ТПТД у детей с анатомическими аномалиями сердечно-сосудистой системы, наличием право-левых или лево-правых шунтов может быть затруднительной и приводить к неправильному выводу. Однако мы встречаем работы, в которых авторы проводят интерпретацию данных, полученных методом ТПТД, у пациентов после операций в условиях искусственного кровообращения [37], с лево-правым шунтом [38], с врожденными пороками сердца [39, 40].
К сожалению, попытка сделать процедуру ТПТД еще менее инвазивной с выполнением через катетер, установленный в центральную позицию из периферического доступа, что достаточно актуально в педиатрической практике, на сегодняшний день потерпела неудачу. Исследование демонстрирует статистически значимое завышение показателя СИ (средний — 4,5 по сравнению с 3,3 л/мин/м2; p<0,0001; смещение 1,24 л/мин/м2 [0,27; 2,22 л/мин/м2]; процент смещения — 31%, иГКДО, иВСВЛ и УИ также завышены (853±240 по сравнению с 688±175 мл/м2, 12,2±4,2 по сравнению с 9,4±2,9 мл на 1 кг массы тела и 49,6±14,9 по сравнению с 39,5±9,6 мл/м2 соответственно; p<0,0001) [41].
Несмотря на тот факт, что традиционно 3 или 4 процедуры введения холодного раствора используются для получения усредненных показателей, W. Huber и соавт. из Technical University of Munich демонстрируют, что достаточно двух процедур введения и большое число введений существенно не повышает точности измерения [42]. Эти данные актуальны при ведении детей в аспекте профилактики перегрузки жидкостью.
Наши данные свидетельствуют о том, что применение методов расширенного инвазивного мониторинга является необходимым компонентом интенсивной терапии у детей с критическими состояниями, интерпретация данных сопровождается статистически значимым изменением характера интенсивной терапии, коррекцией темпа инфузионной терапии, подключением или исключением кардиотонических/вазопрессорных препаратов, средств β-адренергической блокады, что способствует стабилизации баланса между доставкой и потреблением кислорода [43].
Общие для детей и взрослых преимущества и ограничения метода ТПТД представлены в работе X. Monnet и J.-L. Teboul [44]. Необходимо отметить важные комментарии к данной публикации, сделанные M. Sánchez-Sánchez и соавт. [45], в которых авторы говорят об отсутствии конкретных целей при коррекции терапии на основе ТПТД. Со своей стороны следует добавить, что цели необходимо устанавливать индивидуально, особенно в практике детского анестезиолога-реаниматолога.
Таблица. Нормальные показатели гемодинамики у детей по сравнению со взрослыми
| Параметр | Взрослые [20] | H. Schiffmann и соавт. [23] | C. Cecchetti и соавт. [32] | J. López-Herce и соавт. [33] |
| ЧСС, уд. в минуту | 60—80 | 130±26 | 115,2±24,7 | 131,1±23,6 |
| САД, мм рт.ст. | 80—95 | 70±19 | 83,5±18,1 | 68,8±11,5 |
| ЦВД, мм рт.ст. | 2—6 | 6,9±3,2 | — | 8,7±3,5 |
| СИ, л/мин/м2 | 3,0—5,0 | 3,2±0,5 | 4,1±1 | 3,5±1,3 |
| иГКДО, мл/м2 | 680—800 | 405±129 | — | 399,7±349,1 |
| иВГОК, мл/м2 | 850—1000 | 598±198 | 524,4±179,2 | 574,5±212,2 |
| иВСВЛ, мл на 1 кг массы тела | 3—7 | 27,7±16,8 | 8,4±3,2 | 18,9±9,3 |
| иОПСС, дин∙с∙см–5/м2 | 1,700—2,400 | — | — | 1500±515,9 |
| УИ, мл/м2 | 40—60 | 27,8±7,4 | 36,9±10,6 | 28±11,2 |
Примечание. ЧСС — частота сердечных сокращений; САД — среднее артериальное давление; ЦВД — центральное венозное давление; СИ — сердечный индекс; иГКДО — индекс глобального конечного диастолического объема; иВГОК — индекс внутригрудного объема крови; иВСВЛ — индекс внесосудистой воды легких; иОПСС — индекс общего периферического сосудистого сопротивления; УИ — ударный индекс.
Заключение
К сожалению, метод транспульмональной термодилюции до настоящего времени не приобрел популярность у врачей, оказывающих помощь пациентам педиатрической когорты на территории Российской Федерации, о чем свидетельствует ограниченное число научных исследований. По нашему мнению, несмотря на многие ограничения, метод предоставляет врачу, который оказывает помощь детям, находящимся в критическом состоянии, реальные параметры центральной гемодинамики, что позволяет принимать объективные клинические решения на основе персонифицированного подхода к интенсивной терапии и делать правильный выбор между использованием вазопрессоров, кардиотоников и волемической поддержки.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.