Гемодинамические параметры, характеризующие венозный возврат, и их роль в оценке восприимчивости к инфузионной терапии в кардиохирургии

Инфузионная терапия остается основным инструментом для борьбы с патологическим состоянием, одной из ее задач является оптимизация гемодинамики и достижение нормального «эффективного» внутрисосудистого объема [1]. Для определения показаний к проведению инфузионной терапии используются тесты оценки восприимчивости к инфузионной нагрузке, из которых эталонным считается тест с инфузионным болюсом (ИБ) [2—4]. Об эффективности инфузионной терапии позволяет судить повышение сердечного выброса (СВ) на 15% и более от исходных значений после пробной инфузии кристаллоидного раствора [5]. Альтернативой этому методу служит тест с пассивным подъемом ног (PLR-тест), его преимуществом является обратимость эффектов [6]. У пациентов, находящихся на искусственной вентиляции легких (ИВЛ), чувствительность и специфичность этого теста на этапах его начального применения составляли 97% и 94% соответственно [7]. В дальнейшем появились данные об ограничениях теста [8] и снижении чувствительности и специфичности до 85% и 91%, при этом пороговый критерий повышения СВ, стратифицирующий пациентов на респондеров и нереспондеров, равен 10±2% [9]. Согласно нашим данным, согласованность тестов у пациентов, получающих ИВЛ, в кардиохирургии составляет 0,61 (95% ДИ 0,25—0,99). На практике это означает, что у каждого пятого пациента мы ложно прогнозируем восприимчивость к инфузионной терапии, если пользуемся PLR-тестом [10].

С целью повышения точности PLR-теста и улучшения результатов его практического применения в клинике в модель прогнозирования восприимчивости к инфузии могут быть интегрированы дополнительные параметры, оценивающие состояние гемодинамики.

Одним из таких параметров может оказаться среднее давление наполнения (Pmsa) [11]. Впервые описанный A.C. Guyton в 1954 г. [12], этот параметр является характеристикой венозного возврата, а его взаимоотношение с центральным венозным давлением (ЦВД) отражает соотношение стрессового объема («эффективного» объема циркулирующей крови) и нестрессового объема, заполняющего емкостные сосуды венозного русла, медленно мобилизуемого для увеличения преднагрузки [11].

Вероятно, именно непостоянное соотношение стрессового и нестрессового объемов в различных клинических ситуациях приводит к снижению воспроизводимости модели оценки восприимчивости к инфузионной нагрузке на основании PLR-теста. На фоне клинической валидации математической оценки Pmsa на основании уровня среднего артериального давления (АДср), ЦВД и СВ с поправочными коэффициентами, рассчитанными на основании антропометрических данных [13, 14], повысился интерес к его использованию в клинической практике. Появляются данные, что этот показатель и его производные могут быть применены для оценки восприимчивости к инфузионной нагрузке у разных категорий пациентов, в том числе в кардиохирургии [15, 16], а также для симуляционного обучения [17] с применением компьютеризированных алгоритмов [18].

Первичная гипотеза: показатели гемодинамики на основании расчета значений Pmsa и его производных могут улучшить согласованность PLR-теста и эталонного теста с инфузионным болюсом.

Цель исследования — оценить диагностическую ценность показателя Pmsa и его производных, включающих гидравлическую емкость сердца (CPvol), движущее давление венозного возврата (Pmsa — центральное венозное давление), эффективность сердца (Eh) и волемическую эффективность (Evol), определенных при выполнении PLR-теста и теста с ИБ, в прогнозировании восприимчивости к инфузионной нагрузке после аортокоронарного шунтирования (АКШ) на работающем сердце в условиях общей анестезии севофлураном.

Исследование одобрено этическим комитетом ФГБОУ ВО «СГМУ» Минздрава России (г. Архангельск) (протокол №9/12-18 от 18.12.2018).

В проспективное когортное исследование включены пациенты, которым с января 2019 г. по февраль 2023 г. выполнено плановое АКШ на работающем сердце в условиях общей анестезии севофлураном. Критерием включения в исследование считали планируемое изолированное АКШ на работающем сердце. Критериями невключения были наличие тяжелой экстракардиальной патологии — хронической болезни почек более III стадии, хронической легочной патологии с показаниями к терапии ингаляционными глюкокортикостероидами или бета-миметиками, тяжелое течение сахарного диабета (уровень гликированного гемоглобина более 6,5%), а также перенесенный в течение 30 сут инфаркт миокарда. Критериями исключения считали изменение тактики интраоперационной инфузионной терапии ввиду кровотечения и конверсию на искусственное кровообращение. Нарушения ритма сердца на этапе термодилюции, а также использование доз норадреналина более 0,2 мкг на 1 кг массы тела в минуту или необходимость инфузии добутамина в любой дозе на фоне снижения сердечного выброса менее 2 л/мин/м² также расценивали как критерии исключения из исследования.

Всего в исследуемую когорту включены 50 пациентов, которым выполнена операция АКШ в условиях общей анестезии. Исключен из исследования 1 пациент в связи с интраоперационной конверсией на искусственное кровообращение, таким образом, в анализе post hoc участвовали данные 49 пациентов.

Для всех пациентов произведен расчет уровня Pmsa на основании антропометрических данных, показателей ЦВД и АДср, а также CPvol, Eh и эффективности теста на восприимчивость к инфузионной терапии (Evol).

Для вычислений искомых параметров использовали следующие формулы [13, 14]:

Pmsa=0,96·ЦВД+0,04·АДср+с·СВ, (1)

где 0,96 и 0,04 — константы, характеризующие соотношения комплайнса венозной и артериальной системы как 24:1; с — константа, отражающая сопротивление системы кровообращения, рассчитывается на основании возраста, веса и роста; СВ — сердечный выброс.

CPvol=(СВ·АДср/Pmsa)·0,0022, (2)

Eh=(Pmsa–ЦВД)/Pmsa, (3)

Evol=(Pmsa–ЦВД) после теста– –(Pmsa–ЦВД) исходно)/ (Pmsa после теста–Pmsa исходно) (4).

В рамках анализа post hoc пациенты распределены в группы респондеров к инфузионной нагрузке и нереспондеров к инфузионной нагрузке; критерием распределения в группу респондеров являлось повышение сердечного индекса (СИ) на 15% и выше при выполнении теста со стандартным ИБ (метод, принятый за эталон). Респондерами при выполнении PLR-теста (исследуемый тест) считали пациентов, у которых в ходе теста СИ повышался на 10% и выше.

Методика анестезии: после катетеризации лучевой артерии (Arteriofix, («B. Braun Avitum AG», Германия) следовала традиционная индукция анестезии (фентанил+пропофол+пипекурониум/рокурониум). После интубации трахеи пациента выполняли катетеризацию правой яремный вены интродьюсером 8Fr и легочной артерии Corodyn TDF7 («B. Braun Avitum AG», Германия). На основном этапе операции поддержание анестезии обеспечивали севофлураном с его целевой концентрацией на уровне 0,7—1,0 минимальной альвеолярной концентрации (МАК). Искусственную вентиляцию легких с использованием аппаратов Dräger Fabius («Dräger Medical AG & Co. KG », Германия), Datex Ohmeda («Datex-Ohmeda, Inc.», США) проводили для поддержания нормооксии и нормокапнии. Интраоперационная инфузия была ограничена 1000 мл кристаллоидного раствора (стерофундин ISO, «B. Braun Melsungen», Германия).

Целевым уровнем АДср считали 65—75 мм рт.ст., для его поддержания при необходимости использовали инфузию норадреналина до 0,2 мкг на 1 кг массы тела в минуту или добутамин при наличии признаков левожелудочковой недостаточности.

После завершения операции пациента транспортировали в отделение реанимации и интенсивной терапии на фоне продолжения инфузии пропофола 0,5—4,0 мг на 1 кг массы тела в час для поддержания уровня седации менее –4 по шкале оценки ажитации и седации (RASS). По прибытии последовательно с интервалом 10 мин выполняли тесты оценки восприимчивости к инфузионной нагрузке, на первом этапе — PLR-тест, а после возврата в горизонтальное положение и стабилизации гемодинамики (в течение 10 мин) — тест с ИБ. Показатели СВ определяли с помощью препульмональной термодилюции через катетер Сван—Ганца, установленный интраоперационно. В расчет принимали усредненное значение трех измерений, отличающихся друг от друга не более чем на 10%.

PLR-тест. На фоне непрерывного мониторинга гемодинамики с помощью электропривода функциональной кровати поднимали головной конец до угла 45°, а затем опусканием станины кровати добивались обратного положения: головной конец кровати — в горизонтальном положении, а ножной конец кровати — под углом 45° к горизонту [6]. Через 60 с после маневра проводили термодилюционные измерения СВ и оценку параметров системной гемодинамики (ЦВД и АДср). В расчет принимали усредненное значение трех измерений, отличающихся друг от друга не более чем на 10%.

Тест с ИБ. При горизонтальном положении функциональной кровати в отдельный порт венозного катетера внутривенно капельно в быстром темпе (в течение не более 5 мин) проводили инфузию кристаллоидного раствора стерофундин ISO в стандартизованном объеме 500 мл [2]. Через 3 мин после окончания инфузии проводили термодилюционные измерения сердечного выброса и оценку параметров системной гемодинамики (ЦВД и АДср).

Статистический анализ выполнен с помощью пакета программ SPSS v. 21.0 («SPSS Inc.», США) и языка для статистической обработки данных R (версия 4.3.1). Нормальность распределения данных оценивали с применением критерия Шапиро—Уилка. Данные представлены в виде M±SD или Me (IQR) в зависимости от правильности распределения. Межгрупповые различия оценивали с помощью критерия Манна—Уитни и t-критерия Стьюдента в зависимости от типа распределения. Различия категориальных переменных оценивали с применением теста χ². Значимыми различия считали при p<0,05. Согласованность тестов определяли с помощью теста Коэна, данные представлены в виде коэффициента k (kappa) (95% ДИ). Оценка прогностической значимости показателя волемической эффективности теста на восприимчивость к инфузионной терапии проведена с помощью ROC-анализа. Данные представлены в виде площади по ROC-кривой: AUROC (95% ДИ). Учитывая post hoc характер исследования, расчет необходимого размера выборки не выполняли.

Как видно из таблицы, демографическая и периоперационная характеристика, гидробаланс и степень миокардиального повреждения, оцененная на основании повышения уровня тропонина T (TnT), в конце первых суток послеоперационного периода не различались между группами.

Общая характеристика пациентов

Примечание. ИМТ — индекс массы тела; Euroscore II — оценка прогнозируемой 28-дневной летальности по шкале Euroscore II; ИВЛ — искусственная вентиляция легких; * — на основании теста с инфузионным болюсом.

На основании указанных выше критериев в качестве респондеров при выполнении PLR-теста классифицированы 37 (75,5%) пациентов, а при выполнении теста с ИБ — 27 (55,1%) пациентов, при этом согласованность тестов в оценке восприимчивости по тесту Коэна находилась на уровне k=0,31 (95% ДИ 0,06—0,56). Это означает, что 33 (67,3%) пациента правильно классифицированы с помощью PLR-теста как респондеры и нереспондеры.

Статистически значимое повышение СИ при выполнении PLR-теста отмечено как у респондеров, так и у нереспондеров, в то время как после теста с ИБ уровень СИ повышался только у респондеров (p<0,001). Межгрупповые различия не выявлены. Динамика ЦВД и АДср была сопоставимой в группах, но уровень АДср у респондеров после выполнения теста с ИБ оставался повышенным относительно исходного уровня (p=0,009) (рис. 1). Показатель Pmsa в группе респондеров при проведении PLR теста оказался выше исходного (p=0,020), но различий в его динамике при выполнении теста с ИБ не было (рис. 2). Различия значений Pmsa при выполнении тестов в сравнении с исходным уровнем составляли 1,39±3,54 мм рт.ст. для PLR-теста и –1,26 (5,09) мм рт.ст. для теста с ИБ у нереспондеров (p=0,468) и 2,20 (4,27) и –0,05 (6,27) мм рт.ст. соответственно у респондеров (p=0,149).

Рис. 1. Динамика показателей сердечного индекса, центрального венозного давления и среднего артериального давления при проведении двух тестов оценки восприимчивости к инфузионной терапии.

* — p<0,05 по сравнению с исходным значением.

Рис. 2. Динамика показателей среднего системного давления наполнения, эффективности сокращения и гидравлической емкости сердца при проведении двух тестов оценки восприимчивости к инфузионной терапии.

Гидравлическая емкость сердца (CPvol) у респондеров и нереспондеров повышалась относительно исходного значения как при PLR-тесте (p<0,001 и p=0,002 соответственно), так и при тесте с ИБ (p<0,001 и p=0,040 соответственно) при сравнении с исходным значением. Эффективность работы сердца (Eh) статистически значимо увеличивалась только в группе респондеров: при выполнении PLR-теста — с 0,32±0,05 до 0,35±0,07 (p=0,002), а теста с ИБ — до 0,39±0,12 (p<0,001). Межгрупповых различий по описываемым показателям не было (см. рис. 2). Движущее давление венозного возврата (Pmsa — ЦВД) в группе нереспондеров составило 6,1 (1,4) мм рт.ст., в группе респондеров — 5,5 (1,3) мм рт.ст. (p=0,054). Прирост величины Pmsa-ЦВД в группе нереспондеров при проведении PLR-теста составил 0,52 (0,89) мм рт.ст., в группе респондеров — 1,24 (1,0) мм рт.ст. (p=0,037), а при тесте с ИБ — 0,04 (0,77) мм рт.ст. и 1,24 (1,28) мм рт.ст. соответственно (p<0,001).

При ROC-анализе способности показателя волемической эффективности предсказывать восприимчивость к инфузионной нагрузке получены следующие результаты: AUROC 0,517 (95% ДИ 0,349—0,684) для PLR-теста и AUROC 0,493 (95% ДИ 0,326—0,661) для теста с ИБ (рис. 3).

Рис. 3. ROC-анализ использования показателя волемической эффективности теста с пассивным подъемом ног (а) и со стандартным инфузионным болюсом (б) для оценки восприимчивости к инфузионной терапии.

Наши результаты показали меньшую согласованность PLR-теста и теста с ИБ по сравнению с ранее представленными результатами [9, 10], что, безусловно, делает актуальным дальнейший поиск параметров, повышающих их чувствительность и специфичность.

Есть данные, что PLR-тест в гетерогенной популяции обладает близкой к идеальной согласованностью с эталонным тестом оценки восприимчивости к инфузионной терапии при точке отсечения дихотомической классификации 12—15% [19]. Вместе с тем в последнее время накапливаются данные о недостаточной точности этого метода у отдельных категорий пациентов. Так, точность PLR-теста зависит от тонуса вегетативной нервной системы, отличается при бодрствовании и седации, имеет ограничения при ИВЛ, а кроме того, зависит от соматического статуса — здоровый человек или пациент в критическом состоянии [20—22]. Это означает, что необходим выбор оптимальных гемодинамических параметров, позволяющих понять изменения, которые происходят при проведении тестов, и улучшить качество оценки предполагаемого эффекта от инфузионной терапии.

J. Mallat и соавт. отметили выраженную динамику показателя Pmsa при проведении PLR-теста и теста с ИБ у респондеров [23]. Однако в это исследование включены пациенты с циркуляторным шоком различного типа и неуточненной функцией правого желудочка, что может быть источником противоречий. Изменения, обнаруженные K. Gupta и соавт., а именно различия в показателях CPvol и Evol при проведении PLR-теста и теста с ИБ, объясняются, вероятно, гетерогенностью группы пациентов кардиохирургического профиля, многие из которых были после операций в условиях искусственного кровообращения, с более выраженными дистрибутивными нарушениями и явлениями относительной гиповолемии [16]. Кроме того, в этой работе не стандартизован качественный состав ИБ.

R. Hahn и соавт. указывают, что анестезия вызывает изменения, сходные с повышением нестрессового объема в организме взрослого человека на 1,2 л [24]. В этом же исследовании показано, что значение Pmsa менее 12 мм рт.ст. позволяет выявить респондеров, однако в нашей работе эти значения оказались выше, достигая 17,8±3,1 мм рт.ст.

Очевидно, что пациенты с кардиологической патологией характеризуются ригидной емкостью сосудистого русла, более того, сопутствующая диастолическая дисфункция может приводить к нарушению венозного возврата.

В исследовании L. Schulz и соавт. показано, что параметр Evol был хорошим предиктором оценки восприимчивости к инфузионной терапии [25]. Тем не менее результаты ROC-анализа наших данных не позволяют считать его таковым. Это может быть обусловлено разными гемодинамическими эффектами стандартного ИБ и необходимостью антропометрической спецификации теста за счет индексации количества вводимого раствора [26].

Получены данные, что пациенты могут быть восприимчивы к инфузионной терапии вне зависимости от волемического статуса и производительности сердца на момент обследования [27], но это не отрицает наличия негативного влияния гиперволемии на исход критического состояния. В нашем исследовании, в отличие от работы M. Cecconi и соавт. [27], при проведении теста с ИБ у респондеров мы отмечали снижение Pmsa с параллельным повышением показателя Eh. Эти изменения могут быть обусловлены снижением нестрессового объема крови на фоне улучшения микроциркуляции и увеличения производительности работы сердца [11, 13].

Интересно, что прирост уровня Pmsa-ЦВД у респондеров при проведении теста с ИБ оказался статистически значимо выше такового при проведении PLR-теста как у респондеров, так и у нереспондеров. Одним из объяснений этого феномена могут быть разные гемодинамические эффекты обратимого PLR-теста и теста со стандартным ИБ у пациентов после кардиохирургической операции. Кроме того, вероятно, что данные тесты оказывают разное влияние на постнагрузку и вентрикуло-артериальное сопряжение; при использовании теста с ИБ это может способствовать повышению эффективности сокращения желудочков [25].

В целом с учетом выявленного повышения производительности работы сердца у респондеров при одинаковой динамике показателей Pmsa и CPvol у пациентов обеих групп нельзя рассматривать показатель Pmsa и его производные в качестве независимых предикторов оценки восприимчивости к инфузионной терапии. Это подтверждают и результаты ROC-анализа волемической эффективности PLR-теста и теста с ИБ. Таким образом, включение данных показателей в математическую модель для улучшения качества прогнозирования восприимчивости к инфузионной терапии у пациентов кардиохирургического профиля не представляется целесообразным.

Изменения расчетных значений среднего системного давления наполнения и его производных для оценки восприимчивости к инфузионной терапии в раннем послеоперационном периоде коронарного шунтирования на работающем сердце неспецифичны и не способны улучшить согласованность тестов с пассивным подъемом ног и инфузионным болюсом у этой категории пациентов.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Паромов К.В.

Сбор и обработка материала — Паромов К.В., Волков Д.А.

Статистический анализ данных — Паромов К.В., Волков Д.А.

Написание текста — Паромов К.В.

Редактирование — Киров М.Ю.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.