Роль эргоспирометрии в предоперационной оценке риска у больных колоректальным раком

Кардиопульмональное нагрузочное тестирование, или эргоспирометрия, является объективным функциональным методом оценки состояния сердечно-легочной системы. На основании результатов исследования можно спрогнозировать, обладает ли пациент требуемым метаболическим резервом для успешного применения анестезиологического пособия, выполнения хирургического вмешательства и реабилитации после него. Функциональная способность организма оценивается на основе непрерывной регистрации большого объема метаболических, сердечно-сосудистых, вентиляционных параметров, описывающих доставку и использование кислорода в ответ на постепенно возрастающую до максимально переносимой нагрузку на велоэргометре или беговой дорожке.

Исторически в сфере предоперационной подготовки эргоспирометрия получила наибольшее распространение у пациентов кардиохирургического, а позднее и торакального профиля [1, 2]. Так, в рекомендациях Американской коллегии торакальных хирургов проведение оценки хирургического риска посредством эргоспирометрии относится к третьему шагу протокола предоперационного обследования после сбора анамнеза и проверки параметров функции внешнего дыхания [3].

Стратификация риска играет важную роль в отборе пациентов для хирургического вмешательства, особенно если операция сама по себе относится к категории высокого риска, например операция абдоминального профиля [4].

Колоректальный рак (КРР) занимает одно из ведущих мест в структуре заболеваемости злокачественными новообразованиями (ЗНО) в России [5]. Современный стандарт лечения резектабельного КРР включает комплексный подход, сочетающий периоперационную химиотерапию или химиолучевую терапию с хирургическим вмешательством. Неоадъювантная терапия наряду с часто встречающимся коморбидным фоном и преимущественно пожилым возрастом больных КРР обусловливает высокие уровни осложнений (15—38%) и летальности в послеоперационном периоде (30-дневная летальность составляет 6,0—24,2%) [6, 7]. Точная стратификация риска позволяет модифицировать предоперационный статус и оптимизировать интраоперационное и послеоперационное ведение и, таким образом, способствует эффективному использованию ресурсов стационара и улучшению тактики ведения пациента.

Цель обзора — обобщить и проанализировать научную информацию о предоперационной оценке функционального статуса и клинической значимости показателей эргоспирометрии.

Поиск источников за период с 2000 по 2024 г. осуществляли в базах данных PubMed, Clinical Trials, Google Scholar, eLibrary, CyberLeninka. Использовали следующие ключевые слова: эргоспирометрия, кардиопульмональное нагрузочное тестирование, колоректальный рак, функциональный статус, периоперационная оценка риска, хирургическое вмешательство. Всего найдено 423 русскоязычные и зарубежные статьи, из которых отобрано 46 публикаций для данного обзора, в том числе 6 рандомизированных клинических исследований, 19 ретроспективных клинических исследований, 6 популяционных исследований, 2 метаанализа, 4 систематических обзора и 8 несистематических обзоров.

Хирургическое вмешательство является основным методом радикального лечения ЗНО данной локализации, за исключением плоскоклеточного рака прямой кишки [8]. Вместе с тем оно сопряжено со значительным риском осложнений и смерти, увеличивающимся с возрастом пациента [9, 10]. Медиана возраста, в котором диагностируется КРР, соответствует 70—74 годам и относится к пожилому возрасту с небольшим различием между полами [11]. По другим данным, у пациентов с КРР возраст старше 80 лет является независимым предиктором риска 30-дневной послеоперационной летальности — 6% против <1% (>80 лет и 45—55 лет соответственно), серьезных осложнений — 21% против 14% (>80 лет и 45—55 лет соответственно), длительной госпитализации после открытых вмешательств — 37% против 24% (>80 лет и 45—55 лет соответственно) и после лапароскопических процедур — 40,5% против 18,0% (>80 лет и 45—55 лет соответственно) [12].

Кроме того, с возрастом связана распространенность сопутствующих заболеваний. По данным N.J. Van Leersum и соавт., среди более молодых пациентов 51% мужчин и 59% женщин не имели коморбидного фона, а в группе старше 70 лет это значение снижалось до 26% и 34% соответственно. Коморбидность отрицательно коррелировала с краткосрочной выживаемостью, особенно у пациентов старше 70 лет. В последующих исследованиях при сохранении описанных выше тенденций отмечен рост бремени сопутствующих заболеваний [13]. Следует отметить, что увеличение коморбидности может быть обусловлено рядом причин, в том числе ростом продолжительности жизни и старением населения, кроме того, повышение осведомленности медицинских работников о важности сопутствующих заболеваний может способствовать улучшению их регистрации.

В 2022 г. А.В. Максименков и соавт. опубликовали обзор, в котором обобщены данные 14 473 пациентов с КРР и продемонстрирована частота обнаружения коморбидных состояний у 28,0% (n=4053) пациентов, из них 42,0% случаев — сердечно-сосудистые заболевания [6]. В числе факторов, достоверно влияющих на прогноз жизни больных КРР, в частности увеличивающих частоту развития послеоперационных осложнений и риск смерти в течение года, помимо старческого возраста, класса ASA ≥III, IV стадии рака, химиотерапии отмечают индекс комобидности Чарльсон более 4 баллов, изолированное наличие ишемической болезни сердца, тяжелых нарушений ритма сердца, сахарного диабета или хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) [14, 15].

Другой частой особенностью пациентов с КРР является сниженный уровень гемоглобина. Анемия связана с повышенным риском развития умеренных и тяжелых послеоперационных осложнений и поэтому должна быть модифицируемой целью для предоперационной подготовки [16].

Вместе с тем обнадеживающие данные опубликованы S.H.J. Ketelaers и соавт. Так, несмотря на выявленную старческую астению по результатам опросника G-8 при тщательном отборе для операции, пациенты старше 70 лет могут безопасно подвергнуться хирургическому лечению КРР. Не было различий в 30-дневной летальности (1,1% и 1,5%, p>0,99) или в показателях годичной и двухлетней выживаемости [17].

Можно заключить, что основные факторы, на которые требуется обращать внимание у больных КРР, — это возраст-ассоциированные изменения организма, анамнез сердечно-сосудистых заболеваний, анемия и частая необходимость в хирургическом этапе лечения.

Важно учитывать, что ЗНО и сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) имеют определенную взаимосвязь (рис. 1) благодаря наличию нескольких общих модифицируемых факторов риска и патогенетических механизмов [18—20].

Рис. 1. Перекрестные факторы риска между колоректальным раком и сердечно-сосудистыми заболеваниями [19].

КРР — колоректальный рак; ССЗ — сердечно-сосудистые заболевания; СОАГС — синдром апноэ и гипопноэ сна; ХПН — хроническая почечная недостаточность.

Во-первых, это синдром хронического системного воспаления, который играет основополагающую роль для таких общих факторов риска, как ожирение, гипергликемия, гиперлипидемия и артериальная гипертензия, а также возникает вследствие курения и употребления алкоголя [18, 20]. Кроме того, воспаление не только стимулирует процессы канцерогенеза, но и опосредует все стадии атеросклероза [18].

Во-вторых, это окислительный стресс и свободные радикалы кислорода, роль которых активно изучена при многочисленных патологических состояниях, включая атеросклероз, рак и воспаление [18, 20].

Прослеживается тесная взаимосвязь с ССЗ при раке легких, молочной железы, предстательной железы, она особенно актуальна при КРР у лиц в возрасте старше 65 лет [18, 19, 21]. С одной стороны, у пациентов с установленным коронарным анамнезом выше распространенность колоректальных новообразований по сравнению с пациентами без ССЗ [22]. С другой стороны, несколько исследований подтвердили 2—4-кратное повышение риска развития ССЗ у пациентов с аденокарциномами колоректальной области [23, 24]. По данным обширного популяционного исследования в США, распространенность сопутствующей патологии среди пожилых больных КРР и раком легкого была выше, чем в популяции неонкологических пациентов (31,8%) и составляла 40,7% и 52,9% соответственно [25]. По данным отечественных авторов, из сопутствующих хронических заболеваний у пациентов со ЗНО кишечника наиболее распространенными являются гипертоническая болезнь (75%) и ишемическая болезнь сердца (30—32%) [26, 27]. Кроме того, сахарный диабет, алкоголь, курение и ожирение повышают долгосрочный риск развития ССЗ у пациентов, ранее подвергавшихся системной терапии рака [21]. У больных КРР большая часть послеоперационных нехирургических осложнений (до 42%) относится к кардиальным осложнениям [6].

Таким образом, следует говорить не только об отдельно существующих ССЗ и ЗНО, но и о едином кардио-онкологическом континууме.

Для обеспечения наибольшей безопасности и эффективности радикального хирургического лечения первостепенное значение имеют отбор пациентов и оптимальная предоперационная подготовка пациентов повышенного риска. Возраст сам по себе не должен являться фактором, лимитирующим применение хирургического лечения [28]. Благодаря простоте и доступности в использовании широкое распространение получили прогностические шкалы и индексы (шкала POSSUM и ее модификации, ASA, индексы Lee, Goldman), основанные на данных об имеющихся у пациента заболеваниях, возрасте и отдельных лабораторных показателях. У пациентов со ЗНО для оценки риска сердечно-сосудистых осложнений несердечной операции также может быть применена шкала ACS NSQIP [29]. При обширных абдоминальных операциях разработана модель прогнозирования критических инцидентов на основе четырех параметров: произвольное пороговое апноэ, возраст, класс по ASA и симптомы застойной сердечной недостаточности [27].

На базе МНИОИ им. П.А. Герцена в 2009 г. разработан собственный индекс оценки риска развития периоперационных сердечно-сосудистых осложнений при некардиальных хирургических вмешательствах: индекс индивидуального риска (ИИР) [30]. Данный индекс включает в себя следующие параметры: возраст старше 70 лет, наличие признаков хронической сердечной недостаточности, стенокардии напряжения II или III функционального класса, несинусовый ритм сердца, а также наличие частой наджелудочковой экстрасистолии при синусовом ритме (более 5 экстрасистол в 1 мин). Исходя из уровня ИИР возможно планирование дальнейшего объема предоперационного обследования пациента, включая инвазивные методы, а также коррекцию кардиальной терапии. Для проанализированной категории пациентов (онкологические больные старшей возрастной группы, которым выполняют некардиальное хирургическое вмешательство) ИИР обладает лучшей предсказательной способностью, нежели индекс Lee. Согласно недавно опубликованным данным, наилучшую предсказательную способность достигают благодаря совместному использованию ИИР и оценки послеоперационной креатинемии [31].

Стандартом предоперационного обследования являлось проведение функциональных исследований, таких как электрокардиография (ЭКГ), реже эхокардиография (ЭхоКГ), лабораторные анализы [32—34]. Более 10 лет назад в клиническую практику предоперационного обследования стали входить методы оценки функционального статуса пациента. Например, согласно данным E.J. Bakker и соавт. (2011), на третьем шаге после оптимизации терапии сердечно-сосудистой патологии и определения степени риска самой операции рекомендуют оценивать функциональную способность пациента по отношению к выполняемым физическим нагрузкам в метаболических единицах (МЕТ) [35]. Простой и повсеместно применяемый способ оценки основан на опросе пациента о его физических возможностях (например, дистанция ходьбы без остановки, подъема по лестнице), другой дешевый и более объективный метод — тест шестиминутной ходьбы. Однако остается существенная вероятность ошибочной интерпретации функционального статуса: в первом случае — из-за неверной субъективной оценки пациентом, во втором случае — из-за недостаточной мотивации, недопонимания инструкций врача. Из наиболее крупных работ, уточняющих прогностическую значимость различных методов функциональной оценки перед большими внесердечными операциями, следует выделить недавнее многоцентровое проспективное когортное исследование Measurement of Exercise Tolerance Before Surgery (METS) [36]. По результатам данного исследования D.N. Wijeysundera и соавт. (2018) отметили, что субъективная оценка функциональных возможностей имеет низкую чувствительность — 19,2% (95% ДИ 14,2—25,0%) и не имеет корреляции с четырьмя основными конечными точками исследования (30-дневная летальность или инфаркт миокарда/повреждение миокарда, годичная летальность, внутригоспитальные умеренные или тяжелые (в том числе фатальные) осложнения). Поэтому от ее рутинного использования следует отказаться в пользу более объективных методов — индекса активности (Duke Activity Status Index — DASI), уровня NT-proBNP и кардиопульмонального тестирования [36]. По данным некоторых ранее опубликованных работ, показатели эргоспирометрии (анаэробный порог и пиковое потребление кислорода) являлись значимыми предикторами послеоперационной летальности [37].

В методических рекомендациях Общероссийской общественной организации «Федерация анестезиологов и реаниматологов» есть указание на целесообразность выполнения нагрузочных тестов с целью выявления ишемии и/или нарушений сократимости миокарда у пациентов высокого риска, а также со сниженными функциональными резервами перед внесердечными операциями высокого и промежуточного риска. Нагрузочные тесты рекомендованы также пациентам с предшествующей реваскуляризацией миокарда при подготовке к операциям высокого риска [4].

Согласно рекомендациям Российского кардиологического общества (2023), перед плановым хирургическим вмешательством промежуточного или высокого риска развития кардиальных осложнений (>1%) пациентам определенных категорий (возраст 65 лет и старше, возраст 45—64 года с наличием сердечно-сосудистого заболевания или с показателем RCRI ≥1) наряду с расширением стандартного пула обследований помимо ЭКГ и ЭхоКГ рекомендовано определять уровень NT-proBNP/BNP (класс IIa) и тропонина (класс I), а также показана оценка функционального состояния (класс I). Наиболее оптимальным методом признано нагрузочное тестирование, в первую очередь кардиопульмональное исследование, а в случае невозможности его выполнения рекомендовано использовать индекс DASI (класс IIa) [29]. Немаловажно, что в рекомендациях закреплено сохранение тех же подходов и принципов для оценки хирургического и сердечно-сосудистого периоперационного риска, функционального состояния у пациентов со ЗНО, что и у пациентов общей популяции.

Учитывая, что ЗНО, как правило, является жизнеограничивающим состоянием, важным требованием к алгоритму предоперационного обследования и подготовки является соблюдение минимальной отсрочки перед запланированным лечением. T.P. Hanna и соавт. подчеркивают необходимость минимизации задержки перед хирургическим лечением онкологического пациента, однако, по данным других авторов, отсрочка от 1,5 до 4 мес не оказывает отрицательного влияния на периоперационную летальность и общую выживаемость больных, в частности больных колоректальным раком [38—40].

К основным показателям кардиопульмонального теста, которые обладают прогностической ценностью (таблица), относятся максимальное потребление кислорода (VO₂ max) или (при невозможности его достижения) пиковое потребление кислорода (VO₂ peak), стандартизированные относительно массы тела, а также анаэробный порог (АП) и вентиляционный эквивалент по углекислому газу (VE/VCO₂).

Основные показатели кардиопульмонального исследования

Примечание. ЭКГ — электрокардиография.

В совокупности пиковое потребление кислорода VO₂ и анаэробный порог отражают способность сердечно-сосудистой системы обеспечивать периферические ткани достаточным количеством кислорода и соответствующую способность тканей использовать этот кислород. С физиологической точки зрения АП представляет собой верхний предел физических нагрузок, который можно поддерживать в течение длительного периода времени без прогрессивного увеличения уровня лактата крови и последующей легочной гипервентиляции. Нормальные средние значения анаэробного порога для взрослых составляют от 40% до 65% от пикового потребление кислорода, у хорошо физически подготовленных пациентов этот показатель будет приближаться к VO₂ peak. На графиках во время исследования дыхательный анаэробный порог представляет собой значение VO₂ в точке пересечения дыхательных эквивалентов кислорода (VE/VO₂) и углекислого газа (VE/VCO₂). При использовании метода V-slope на графике взаимосвязи потребления кислорода и выработки углекислого газа изменение угла кривой указывает на начало анаэробного метаболизма и наступление анаэробного порога на фоне гипервентиляции, избытка CO₂(рис. 2).

Рис. 2. Исследование взаимосвязи потребления кислорода и выработки углекислого газа.

а — непропорциональное увеличение выработки CO₂ по сравнению с потреблением O₂ создает резкое изменение угла наклона кривой и соответствует анаэробному порогу; б — анаэробный порог является точкой пересечения, в которой вентиляционный эквивалент кислорода EqO₂ (серая линия) начинает увеличиваться, тогда как вентиляционный эквивалент углекислого газа EqСO₂ (черная линия) остается относительно постоянным.

Значение АП менее 11 мл/мин/кг признано предиктором неблагоприятных послеоперационных исходов. Так, в когортном исследовании R.J.T. Wilson и соавт. у 847 пациентов, перенесших абдоминальные операции, АП <11 мл/кг/мин связан с увеличением относительного риска внутрибольничной летальности в 6,8 (95% ДИ 1,6—29,5) раза [41]. При ROC-анализе чувствительность этого показателя составила 88%, специфичность — 79% [42].

Еще одним показателем, предсказывающим категорию периоперационного риска пациента и длительность пребывания в стационаре, является VO₂ peak [36, 37]. Следует отметить, что пиковым принято назвать такой уровень индивидуального потребления кислорода, которого пациент может достичь при максимальном усилии. А термин «максимальное потребление кислорода» более широкий и отражает пределы сердечно-легочной системы в зависимости от пола, возраста, массы тела, роста, этнической принадлежности. Таким образом, в отличие от АП показатель VO₂ peak в том числе зависит от усилий и мотивации пациента.

Пиковое значение VO₂ считается нормальным, если оно выше 85% от максимального прогнозируемого значения. Снижение VO₂ max или VO₂ peak чаще всего означает нарушение транспорта кислорода и/или утилизации кислорода тканями и характерно для сердечной недостаточности. Это касается не только систолической сердечной недостаточности, но и хронической сердечной недостаточности с нормальной фракцией выброса. Причиной этого является недостаточный прирост сердечного выброса и ударного объема во время физической активности.

В рекомендациях Американской коллегии торакальных хирургов уровень VO₂ peak <10 мл/мин/кг классифицирует пациента как относящегося к группе высокого риска [3]. Таким пациентам показан минимальный объем резекции или нехирургический вариант лечения [3]. Повышение риска летального исхода в случае низкого АП (менее 11 мл/мин/кг) или VO₂ peak (<15 мл/мин/кг) подтверждается и в хирургии верхних отделов желудочно-кишечного тракта [43].

Отмечена высокая прогностическая значимость отношения минутной вентиляции к выделению углекислого газа (вентиляционный эквивалент углекислого газа, VE/VCO₂), которое отражает эффективность вентиляции и потенциал сердечной и дыхательной систем в увеличении элиминации углекислого газа за счет более высокой минутной вентиляции во время нагрузки. Аномальное повышение VE/VCO₂ может быть связано как с легочными, так и с сердечными заболеваниями, такими как ХОБЛ, легочная гипертензия, тромбоэмболия или сердечная недостаточность. В литературе уровни порогового значения вентиляционного эквивалента СО₂ разнятся в зависимости от исследуемых конечных точек и когорты пациентов. В частности, по данным J. Mann и соавт. (2020), соотношение VE/VCO₂ >34 у больных КРР независимо связано с краткосрочной (30-дневной) и долгосрочной (двухлетней) летальностью от всех причин (ОШ=3,43; 95% ДИ 1,47—8,01) [44], а в работе R.J.T. Wilson и соавт. (2019) независимая связь с 90-дневной летальностью, двухлетней и пятилетней выживаемостью наблюдалась при VE/VCO₂ >39 [45]. Обобщая имеющиеся на сегодняшний день данные, можно утверждать, что большинством экспертов и рядом клинических рекомендаций для прогнозирования неблагоприятного исхода хирургического вмешательства используются следующие показатели: PO₂ при достижении АП <11 мл/мин/кг, PO₂ peak <10 мл/мин/кг, VE/VCO₂ >34. Эргоспирометрия не только позволяет провести стратификацию риска, но и перспективна для программ преабилитации, направленных на повышение функциональных возможностей пациента, снижение риска периоперационных осложнений и ускоренное восстановление организма после завершения вмешательства [46].

Кардиопульмональное нагрузочное тестирование расширяет возможности оценки и улучшения функциональных резервов пациентов с отягощенным кардиальным анамнезом, готовящихся к хирургическому вмешательству умеренного и высокого риска по поводу онкологических заболеваний. Параметры сердечно-легочной реакции на нагрузку дополняют друг друга, и в клинической практике их целесообразно рассматривать в комплексе. Однако имеет место существенный разброс в критических значениях анаэробного порога, показателях пикового потребления кислорода, вентиляционного эквивалента кислорода и других данных, который наглядно продемонстрирован результатами многоцентрового исследования, опубликованного J.C. Simpson и соавт. [47]. Несмотря на то что многие исследователи подтверждают полезность включения показателей эргоспирометрии в оценку периоперационного риска, для стандартизации и прогнозирования осложнений в абдоминальной хирургии требуется получить больше данных, что означает необходимость проведения дальнейших исследований [37, 47, 48].

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.