Введение

Несмотря на доказанную эффективность и безопасность применения различных протоколов ранней экстубации (РЭ) трахеи больных после кардиохирургических вмешательств (в течение 6 ч после завершения операции), некоторых пациентов не удается провести по этому пути. Такие пациенты нуждаются в дополнительных ресурсах. Безусловно, внедрение протоколов РЭ после операций на открытом сердце значительно сократило длительность пребывания пациентов в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ). Однако их повторное возвращение в ОРИТ считается отрицательным критерием качества оказываемой медицинской помощи. Поэтому умение прогнозировать риск неудачи при РЭ является главной составляющей грамотного периоперационного ведения пациентов, а потому и важным навыком для медицинского персонала [1—3].

Цель исследования — изучить дооперационные факторы риска, влияющие на возможность РЭ трахеи.

Материал и методы

Исследование носило ретроспективный когортный характер. Работа основана на анализе хирургического лечения 2254 больных, оперированных на открытом сердце во всех отделениях института кардиохирургии им. В.И. Бураковского ФГБУ «НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева» Минздрава России в 2019 г. (табл. 1).

Таблица 1. Антропометрические данные пациентов

Примечание. Данные представлены в виде абсолютных и относительных частот n (%), медианы, 1-го и 3-го квартилей Me [Q₁; Q₃], минимального и максимального значений min—max.

Полный спектр выполненных операций, структура длительности послеоперационной искусственной вентиляции легких (ИВЛ), а также их зависимость представлены в табл. 2.

Таблица 2. Длительность искусственной вентиляции легких в зависимости от вида операции

Примечание. ПАК — протезирование аортального клапана; ПМК — протезирование митрального клапана; ПлТК — пластика трикуспидального клапана; ПлМК — пластика митрального клапана; ПТК — протезирование трикуспидального клапана; АКШ — аортокоронарное шунтирование; ТМЛР — трансмиокардиальная лазерная реваскуляризация; КЭАЭ — каротидная эндартерэктомия; ЛЖ — левый желудочек; ДМПП — дефект межпредсердной перегородки; ДМЖП — дефект межжелудочковой перегородки; ПлАК — пластика аортального клапана.

Для определения дооперационных факторов риска, ассоциированных с РЭ пациентов, из базы данных взяты анамнестические данные и дооперационные результаты лабораторно-инструментальных исследований (всего 38 переменных). Размер выборки рассчитан с учетом формулы, предложенной S. Green:

N=50+8m,

где m — количество независимых переменных; N — число иследуемых лиц [4].

После сортировки фамилий по алфавиту всех 2254 взрослых пациентов (оперированных в центре в 2019 г.) отобрано первые 900 человек. Фамилия 1-го пациента начиналась на букву «А», 900-го — на букву «Е».

Критери включения: возраст больных (от 18 лет); проведение операции на открытом сердце. Критери невключения: повторные операции; экстренные операции; дооперационная анемия II степени тяжести и выше (для мужчин концентрация гемоглобина в крови <100 г/л; для женщин — <90 г/л); объем интраоперационной кровопотери >1000 мл; интраоперационное переливание эритроцитарной массы >350 мл; перешивание шунтов (необходимость, подтвержденная интраоперационной шунтографией); постановка внутриаортальной баллонной контрпульсации; повторное поступление в операционную из ОРИТ. С учетом перечисленных критериев не включено 80 человек. Таким образом, в исследование включено 820 пациентов (321 женщина и 499 мужчин) в возрасте от 18 до 84 лет (средний — 58,1±12,1 года, медиана возраста 60 [53; 67] лет). Частота РЭ в исследуемой когорте составила 17,2% [95% ДИ 14,8; 19,9]. Дооперационная характеристика пациентов представлена в табл. 3.

Таблица 3. Характеристика пациентов до проведения операции

Примечание. Данные представлены в виде абсолютных и относительных частот — n (%), среднего и среднеквадратичного отклонения — M±SD, медианы и межквартильного интервала — Me (Q₁—Q₃). В таблице приведены только те параметры, по которым группы различались статистически значимо, или p≤0,09. ЛП — левое предсердие; ПЖ — правый желудочек; КДР — конечный диастолический размер; КСР — конечный систолический размер; КДО — конечный диастолический объем; ПМЖВ — передняя межжелудочковая ветвь; АГ — артериальная гипертензия; ФК — функциональный класс; ПИКС — постинфарктный кардиосклероз; ХОБЛ — хроническая обструктивная болезнь легких; ХБП — хроническая болезнь почек; СКФ — скорость клубочковой фильтрации; ОНМК — острое нарушение мозгового кровообращения.

Анестезиологическое обеспечение осуществляли по протоколу, принятому в ФГБУ «НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева» Минздрава России: тотальная внутривенная анестезия на основе пропофола 4—5 мг на 1 кг массы тела в час и фентанила 5 мкг на 1 кг массы тела в час или 0,7—1,2 МАК (минимальной альвеолярной концентрации) галогенсодержащих ингаляционных анестетиков (севофлурана, изофлурана), за исключением этапа искусственного кровообращения, проводили инфузию пропофола 4—5 мг на 1 кг массы тела в час и фентанила 3—5 мкг на 1 кг массы тела в час. Для миоплегии применяли рокурония бромид в дозе 0,5 мг на 1 кг массы тела в час. Искусственное кровообращение проводили с применением аппарата Stockert S5 («LivaNova Deutschland GmbH», Германия) по принятому в клинике протоколу: объемная скорость перфузии 2,6 л/мин/м² в условиях нормотермии или умеренной гипотермии (34 °C).

Статистическая обработка данных

Статистический анализ и визуализацию данных проводили с использованием среды для статистических вычислений R 4.3.3 (R Foundation for Statistical Computing, Австрия).

Описательные статистики представлены в виде абсолютной и относительной частот для качественных переменных, среднего и стандартного отклонения и медианы (1-й и 3-й квартили) — для количественных переменных с симметричным распределением и медианы (1-й и 3-й квартили) — для количественных переменных с асимметричным распределением.

Для оценки границ 95% ДИ для биномиальных пропорций использовали метод Уилсона. Для сравнения групп в отношении категориальных показателей применяли тест χ² Пирсона и точный тест Фишера. Для сравнения групп в отношении категориальных показателей использовали t-тест Уэлча и тест Манна—Уитни. В качестве меры силы ассоциации предикторов с бинарными исходами оценивали ОШ с 95% ДИ с использованием однофакторных логистических регрессионных моделей. Для количественных показателей проводили ROC-анализ, в котором на основе J-статистики Юдена оценивали оптимальные пороговые значения.

Для построения многофакторной прогностической модели проводили разделение исходного набора данных на тренировочный (70% наблюдений) и тестовый (30% наблюдений) для проведения внутренней валидации. В анализ включали переменные при доле пропущенных значений <10%. Восполнение пропущенных значений проводили с использованием метода k ближайших соседей (k=5) отдельно для тренировочного и тестового наборов данных.

Пошаговый двусторонний отбор предикторов в прогностические модели осуществляли с использованием информационного критерия Акаике (AIC). Отобранные предикторы включали в многофакторную логистическую регрессионную модель без взаимодействий. В качестве метрик модели оценивали псевдо-R² Найджелкерка, в том числе скорректированный на потенциальное переобучение с использованием непараметрического бутстрепа (B=1000), и C-индекс (AUC для тренировочного и тестового наборов данных), кроме того, оценивали калибровку предсказанных вероятностей и наблюдаемых частот с использованием теста Хосмера—Лемешева (df=5) калибровочных кривых. На тестовом наборе данных производили определение оптимального порогового значения для предсказанной вероятности с использованием J-статистики Юдена и последующую оценку точности, чувствительности и специфичности с соответствующими 95% ДИ для тренировочного и тестового наборов данных.

Результаты

При проведении сравнительного анализа установлено, что пациенты, которым выполнена РЭ, чаще были мужского пола (p=0,001), моложе пациентов, которым экстубация проведена через 6 ч и более (p<0,001), а также характеризовались меньшими размерами левого предсердия (ЛП) (p=0,003), меньшими значениями конечного диастолического размера (КДР) (p=0,008), конечного систолического размера (КСР) (p=0,014), конечного диастолического объема (КДО) (p=0,026) и конечного систолического объема (КСО) (p=0,027). У пациентов, которым проведена РЭ, чаще наблюдались гемодинамически значимые изменения передней межжелудочковой ветви (p=0,016) и реже отмечались в анамнезе артериальная гипертензия (АГ) (p<0,001), хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) (p=0,036), хроническая болезнь почек (ХБП) (p=0,031) и острое нарушение мозгового кровообращения (ОНМК) (p=0,001) (см. табл. 3).

Больные, экстубированные в течение 6 ч, до проведения оперативного вмешательства отличались более низким уровнем креатинина в крови (p=0,013) и более высокой скоростью клубочковой фильтрации (СКФ) (p=0,007), более высокими уровнями гемоглобина (p<0,001), гематокрита (p<0,001), общего белка (p<0,001). Кроме того, эта группа участников характеризовалась более высокой частотой оценки по ASA III или менее (p=0,028).

В результате однофакторного анализа, направленного на выявление дооперационных характеристик в качестве факторов, препятствующих РЭ, установлено, что статистически значимыми факторами, ассоциированными со снижением шансов поздней экстубации, были гемодинамически значимые стенозы ПМЖВ (ОШ=0,59 [95% ДИ 0,38; 0,9], p=0,017), более высокие уровни гемоглобина (ОШ для увеличения концентрации на 10 г/л=0,8 [95% ДИ 0,71; 0,89], p<0,001), гематокрита (ОШ=0,93 [95% ДИ 0,9; 0,97], p<0,001) и общего белка (ОШ=0,94 [95% ДИ 0,91; 0,97], p<0,001) до операции и более высокая СКФ (ОШ для увеличения СКФ на 10 мл/мин=0,9 [95% ДИ 0,82; 0,98], p=0,013). Женский пол (ОШ=1,94 [95% ДИ 1,31; 2,93], p=0,001), больший возраст пациента (ОШ=1,03 [95% ДИ 1,01; 1,04], p<0,001), увеличение размера ЛП (ОШ=1,03 [95% ДИ 1,01; 1,05], p=0,014), более высокие значения КДР (ОШ=1,37 [95% ДИ 1,08; 1,77, p=0,013) и давления в правом желудочке (ОШ для увеличения давления на 10 мм рт.ст.=1,19 [95% ДИ 1,03; 1,4], p=0,026), а также наличие у пациента АГ (ОШ=2,66 [95% ДИ 1,73; 4,05], p<0,001), ХОБЛ (ОШ=1,65 [95% ДИ 1,05; 2,7], p=0,038), ХБП (ОШ=1,93 [95% ДИ 1,09; 3,7], p=0,033) и ОНМК в анамнезе (ОШ=3,65 [95% ДИ 1,7; 9,5], p=0,003) ассоциированы с увеличением шансов поздней экстубации.

В результате ROC-анализа количественных дооперационных характеристик в качестве факторов, препятствующих РЭ трахеи, установлено, что возраст >59,5 года (ОШ=0,47 [95% ДИ 0,32; 0,67], p<0,001), КДР >5 см (ОШ=0,52 [95% ДИ 0,36; 0,77], p=0,001), КСР >3,8 см (ОШ=0,53 [95% ДИ 0,33; 0,84], p=0,008), КДО >117,5 мл (ОШ=0,54 [95% ДИ 0,37; 0,78], p=0,001), КСО >61,5 мл (ОШ=0,54 [95% ДИ 0,37; 0,79], p=0,006), размер ЛП >42,5 мм (ОШ=0,52 [95% ДИ 0,35; 0,75], p<0,001), давление в правом желудочке >23,5 мм рт.ст. (ОШ=0,35 [95% ДИ 0,21; 0,58], p<0,001), фракция выброса левого желудочка (ЛЖ) <60% (ОШ=0,69 [95% ДИ 0,47; 0,99], p=0,046), СКФ <80,7 мл/мин (ОШ=0,53 [95% ДИ 0,36; 0,8], p=0,002), концентрация общего белка <76,5 г/л (ОШ=0,79 [95% ДИ 0,52; 1,19], p<0,001), гемоглобина <139,2 г/л (ОШ=0,42 [95% ДИ 0,28; 0,63], p<0,001), дооперационный уровень гематокрита <42,1% (ОШ=0,42 [95% ДИ 0,28; 0,62], p<0,001), содержание тромбоцитов <258×10⁹/л (ОШ=0,63 [95% ДИ 0,41; 0,97], p=0,033) и оценка EuroSCORE II >2,6 балла (ОШ=0,65 [95% ДИ 0,45; 0,94], p=0,023) были статистически значимо ассоциированы со снижением шансов ранней экстубации (рис. 1).

Рис. 1. ROC-кривые для предсказанных вероятностей ранней экстубации трахеи, полученных с использованием модели.

В табл. 4 представлены регрессионные коэффициенты в многофакторной бинарной логистической регрессионной модели для прогнозирования вероятности РЭ трахеи. Предсказания модели хорошо откалиброваны по наблюдаемым частотам на как тренировочном наборе данных (χ²=7,64, df=5, p=0,177), так и наборе данных для внутренней валидации (χ²=5,45, df=5, p=0,363). Полученная модель характеризовалась псевдо-R² Найджелкерка 0,15 (скорректированный псевдо-R² Найджелкерка — 0,11) и AUC 0,73 [95% ДИ 0,65;0,81] на обучающем наборе данных и 0,72 [95% ДИ 0,67;0,78] на тестовом наборе.

Таблица 4. Коэффициенты в многофакторной модели для прогнозирования вероятности ранней экстубации трахеи (дооперационный период)

Примечание. ОНМК — острое нарушение мозгового кровообращения.

При использовании в качестве порогового значения предсказанной вероятности события 20% полученная модель характеризовалась прогностической точностью 70,6% [95% ДИ 66,7; 74,3], чувствительностью 67,7% [95% ДИ 57,5; 76,7] и специфичностью 71,2% [95% ДИ 66,9; 75,2] на тестовом наборе данных, а также точностью 69% [95% ДИ 62,8; 74,7], чувствительностью 66,7% [95% ДИ 50,5; 80,4] и специфичностью 69,5% [95% ДИ 62,6; 75,7] на наборе данных для внутренней валидации (рис. 2).

Рис. 2. Калибровочные кривые для предсказанных вероятностей ранней экстубации трахеи, полученных с использованием модели.

Независимыми статистически значимыми предикторами, ассоциированными со снижением шансов РЭ, были женский пол, наличие АГ, ОНМК в анамнезе, при этом наличие стенокардии напряжения было ассоциировано с увеличением шансов РЭ. При проведении отбора предикторов в модель включены возраст пациента, наличие повреждения почек, концентрация гемоглобина и оценка по ASA ≤3, поскольку обеспечивали наименьшие значения информационного критерия Акаике [5]. От их включения зависят статистическая значимость других переменных и общие свойства модели (AUC, псевдо-R² Найджелкерка и т.д.).

z=ln[шанс ранней экстубации]=−3,27–0,61,

если пациент женского пола, −0,02·возраст в годах, −1,12, если у пациента есть АГ, −0,66, если у пациента есть повреждение почек, −1,21, если у пациента есть ОНМК в анамнезе, +0,85, если у пациента есть стенокардия напряжения, +0,013·концентрация гемоглобина в г/л, +1,82, если оценка по шкале ASA III или меньше.

Номограмма для прогнозирования вероятности РЭ трахеи представлена на рис. 3. Для оценки вероятности необходимо определить значение линейного предиктора в баллах, опустив нормаль на соответствующую шкалу, затем найти сумму баллов и, опустив нормаль на соответствующую шкалу, найти оценку значения линейного предиктора (логарифма шансов события) и вероятности события.

Рис. 3. Номограмма для прогнозирования вероятности ранней экстубации трахеи.

Пример: мужчина (28 баллов) в возрасте 60 лет (23 балла) с АГ (0 баллов) и стенокардией напряжения (40 баллов) без ХБП (31 балл) и ОНМК в анамнезе (57 баллов), оценкой по ASA >III (0 баллов) и уровнем гемоглобина 110 г/л (19 баллов). Сумма баллов равна 198, что соответствует значению линейного предиктора (ln [шанса ранней экстубации]) –3,27 и вероятности ранней экстубации:

Обсуждение

Ранняя экстубация трахеи больных кардиохирургического профиля направлена на минимизацию расходов на лечение при сохранении заболеваемости и смертности на приемлемо низком уровне [1, 6].

Помимо изменений в методах анестезиологического обеспечения, позволяющих РЭ, применяемых в нашем центре, изменилась характеристика пациентов, поступающих на операцию. Сегодня пациенты намного старше, а их общее состояние сложнее, чем даже 10 лет назад. Большинство из них имеют лишний вес или ожирение, более высокий функциональный класс (ФК) по NYHA, чаще идут на операцию повторно. Достижения в области интервенционных методов лечения и широкое применение чрескожных коронарных вмешательств сократили число «легких» больных, поступающих на операцию в условиях ИК. У оставшихся «нелегких» больных имеются тяжелые многососудистые поражения и более сложная анатомия коронарных артерий [7, 8].

Проведен ряд исследований, изучающих факторы риска, связанные как с РЭ [6] и/или продленной экстубацией [3, 9], так и с повторным поступлением [10, 11], длительным пребыванием [11] и смертностью в ОРИТ [12] после разных операций на сердце (в основном после аортокоронарного шунтирования — АКШ). Несмотря на это, в настоящее время мало работ, сообщающих об унифицированной оценке факторов риска, учитывающих все эти результаты под эгидой неудачи РЭ [13, 14].

В результате анализа параметров дооперационного периода многофакторная бинарная логистичекая регрессия выявила восемь независимых факторов риска, ассоциированных с РЭ. Первый из них — женский пол. Этот фактор увеличивал шансы поздней экстубации в 1,94 раза, поэтому наши пациентки редко подлежали ранней экстубации. L. Dixon и соавт. подтвердили роль женского пола как фактора, продляющего ИВЛ [15].

С одной стороны, известна роль большего возраста как фактора, удлиняющего время ИВЛ [16]. С другой — выявлено, что более молодой возраст ассоциирован с высокой вероятностью экстубации на операционном столе [11, 17]. Нами установлено, что возраст более 59,5 года ассоциирован со снижением шансов РЭ.

Следующим независимым фактором риска, препятствующим РЭ, является АГ. Отношение к ней неоднозначное. Одни авторы считают, что важнее сначала нормализовать уровень артериального давления (АД), потом экстубировать больного, по мнению других, сам факт экстубации «успокоит пациента», тем самым снизит высокий уровень АД.

Отмечено, что ХБП является независимым фактором риска развития многих послеоперационных осложнений [3, 16, 18]. Помимо снижения затрат на лечение, реализация превентивных мер является залогом успеха лечения пациентов с нарушением функции почек. Мы стараемся не допускать эпизодов гипотонии во время операции, а также не применяем нефротоксичные препараты.

Данные об «ОНМК в анамнезе» и «стенокардии напряжения» как факторах, ассоциированных с РЭ, не найдены. В работе R. Tiganila и соавт. исследован инсульт, но не доказана его связь с отсроченной экстубацией [3]. Объяснением наличия первого в нашей модели может быть психологический фактор — сложнее решиться на раннюю экстубацию пациента «с проблемой в анамнезе» в отличие от «беспроблемного» пациента.

Наличие стенокардии напряжения в модели трактуем относительно низким и/или умеренным анестезиологическим риском у этих пациентов. Они раньше обращаются в клинику за помошью, их клинический статус более благоприятен. Другой причиной этой «статистической интриги» может быть тот факт, что более 50% наших больных, переведенных на самостоятельное дыхание в течение 6 ч, перенесли изолированное АКШ. Данная операция менее агрессивная, при ней время длительности искусственного кровообращения и пережатия аорты относительно недолгое, чаще характеризуется нетяжелым дооперационным клиническим статусом больных. У подавляющего большинства больных, подвергшихся АКШ, имелась клиника стенокардии перед операцией.

По результатам проведенного нами ROC-анализа, дооперационный уровень гемоглобина выше 139 г/л и гематокрита выше 42% способствует РЭ. Этот результат полностью совпадает с результатами M. Williams и соавт., по мнению которых при уровне гематокрита выше 42% отмечается наименьшее количество осложнений и случаев смерти у наблюдаемых больных [19]. По мнению других авторов, предоперационная анемия связана с почечной недостаточностью, раневой инфекцией, длительным пребыванием больного в клинике и смертностью [11, 20].

«Анестезиологический риск по ASA» обсуждается во многих работах. Однако имеются труды, в которых изучаются «EuroSCORE II» или ФК по NYHA [13, 14, 21]. Можно найти работы, в которых отдельно обсуждаются факторы, существенно влияющие на оценку риска по ASA, и/или EuroSCORE II, и/или ФК по NYHA (операции по экстренным показаниям, повторная операция на сердце; дисфункция ЛЖ, применение внутриаортальной баллонной контрпульсации до операции) — мы изучили все три. Однофакторная логистическая регрессия подтвердила их значимость, хотя в модель вошел только риск по ASA ≤3.

Заключение

Изучение факторов риска дооперационного периода, влияющих на длительность искусственной вентиляции легких, позволило нам обеспечить персонализированный подход к каждому пациенту, определяя его индивидуальный риск и возможность ранней экстубации.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.