Топографоанатомические особенности расположения сердца, его близкое взаиморасположение с легкими определяют высокую частоту развития легочных осложнений после операций на сердце. Вскрытие плевральной полости, изменение перфузии легочной ткани во время искусственного кровообращения (ИК), нарушение целостности каркаса грудной клетки лежат в основе патогенеза послеоперационных легочно-плевральных осложнений. Частота таких осложнений после вмешательств на открытом сердце составляет 6—76% [4, 7]. При развитии выраженной дыхательной недостаточности (ДН) требуется продленная вентиляция легких, что увеличивает сроки нахождения пациента в отделении реанимации и, соответственно, в стационаре [10]. Выпот в плевральную полость является наиболее частым осложнением этой категории, которое не вызывает трудностей в диагностике, но требует выполнения торакоцентеза.

Цель исследования — рассмотреть два зависимых от операции осложнения: дыхательную недостаточность, требующую продленной вентиляции легких, и выпот в плевральную полость.

В исследование включили 152 больных, которым в период с 2007 по 2012 г. в отделении кардиохирургии УКБ № 1 Первого МГМУ им. И.М. Сеченова была выполнена коррекция порока клапанов сердца.

Операции на сердце осуществляли через срединную стернотомию. Подключение И.К. проводили по общепринятому методу. Спонтанную гипотермию использовали у 118 (77,6%) больных, охлаждение до 32 °C — у 34 (22,4%). Во время операции, по возможности, корригировали всю сердечную патологию. Таким образом, коррекцию митрального клапана выполнили у 90 (59,2%), аортального  — у 80 (52,6%), в том числе одномоментную коррекцию обоих клапанов — у 18 (11,8%), шунтирование коронарных артерий — у 33 (21,7%) больных.

Статистическую обработку проводили с использованием программ MS Office 2007 и Statistica 8.0. Для сравнения непараметрических переменных использовали тест χ^​2​᠎ и точный критерий Фишера, для сравнения параметрических переменных тест Манна—Уитни. Для выявления зависимостей проводили корреляционный анализ. Различия считали статистически значимыми при р≤0,05.

В результате исследования ДН, требующую продленной вентиляции легких, выявили у 19 (12,5%) больных, которых включили в основную группу. Пациенты без ДН составили контрольную группу. Характеристика пациентов обеих групп представлена в табл. 1. Больные с ДН принадлежали к более старшей возрастной группе (p=0,03), перед операцией имели больший объем правого предсердия (р=0,001) и более высокое давление в легочной артерии (р=0,003). Последний фактор свидетельствует о повышенной нагрузке на малый круг кровообращения у больных данной категории. По состоянию легких наблюдали более низкие показатели жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и объема форсированного выдоха (ОФВ1) (р=0,006). Значения воздушной проходимости по трахеобронхиальному дереву имели тенденцию к уменьшению на уровне средних и мелких бронхов.

В основной группе отмечена (табл. 2) большая длительность ИК (р=0,009) и ишемии миокарда (р=0,007), объем кровопотери (р=0,02) и соответственно перелитой эритроцитарной массы (р=0,008).

Искусственная вентиляция легких в связи с развитием дыхательной недостаточности требовалась всем пациентам с летальным исходом (p<0,001). Энцефалопатия после ИК требует продленной вентиляции легких, на фоне которой у большинства пациентов развивается зависимость от механической поддержки с повреждением легочного интерстиция, что объясняет большее число больных с энцефалопатией в основной группе (р<0,001). Из табл. 3 видно, что длительность нахождения в отделении реанимации больше у пациентов с ДН (р<0,001), причем нижняя граница этого показателя обусловлена минимальным сроком пребывания в отделении умерших больных (2 сут).

Как показано в табл. 1, одним из значимых факторов развития ДН является жизненный объем легких до операции. В связи с этим на примере анализа данных 113 больных, которым до операции было выполнено вышеуказанное исследование, была оценена частота развития осложнений при изменении ЖЕЛ на каждые 10% относительно нормы. Выявили, что при снижении ЖЕЛ на 10% от нормы возрастает частота летальных исходов (табл. 4). При снижении ЖЕЛ до 80% (что является признаком дыхательной недостаточности) увеличивается частота всех осложнений (р<0,05).

Еще одним зависимым от вмешательства осложнением после операций на сердце является выпотной плеврит, требующий пункции плевральной полости для эвакуации жидкости. В результате его развития происходит компрессионное ателектазирование легкого. Для оценки причин развития выпотного плеврита использовали корреляционный анализ (табл. 5). Среди причин развития выделили: уровень альбумина и общего белка после операции, ударный объем до операции, интраоперационную кровопотерю, а также объем перелитых компонентов крови (p<0,05). Ударный объем до операции имеет обратную корреляционную связь, что отражает зависимость между емкостью сосудистой системы легких и развитием выпота. После коррекции внутрисердечной гемодинамики происходит увеличение нагрузки на малый круг кровообращения, что при его низкой емкости приводит к появлению выпота. Все остальные причины, по-видимому, связаны с осмолярностью крови. Низкие ее значения после операции приводят к «вытеканию» жидкости по градиенту из внутрисосудистого пространства.

С учетом зависимости между уровнем белка и альбумина в крови после операции выявили нижние границы концентрации этих веществ в крови, способствующие развитию значимого выпота. На рис. 1 видно, что снижение уровня белка менее 60 г/л и альбумина менее 34 г/л в среднем в 3 раза увеличивает частоту пункций плевральной полости по причине гидроторакса.

Исходя из полученных данных, посчитали необходимым оценить степень снижения уровня белковых компонентов после операции (рис. 2). Было отмечено, что падение уровня белка в среднем составляет 13,2±11,6 г/л, а альбумина — 8,7±6,3 г/л, т. е. 15—20% от исходных значений.

Во время ИК происходит остановка циркуляции крови через легочную артерию, снижение или полное отсутствие альвеолярного газообмена, при этом поступление крови в легкие осуществляется только через бронхиальные артерии [19]. Также за счет местного охлаждения и непосредственно использования ИК происходит выброс цитокинов, повреждающих легочную ткань [14]. После окончания операции и согревания пациента активируются накопленные за операцию свободные радикалы кислорода, что ведет к перекисному окислению липидов и повреждает эндотелий легочных сосудов [9]. По такому механизму развивается ишемически-реперфузионное повреждение легочной ткани. В клинической практике оно приводит к необходимости проведения продленной вентиляции легких, что наблюдалось у 19 (12,5%) больных.

В показателях до операции удалось обнаружить следующие клинические закономерности: больные с ДН принадлежали к более старшей возрастной группе (р=0,03), имели больший объем правого предсердия (р=0,001), более высокое давление в легочной артерии (р=0,003). Последние два показателя, вероятно, указывают на повышенную нагрузку на малый круг кровообращения у указанной когорты больных. Интересным остается факт отсутствия значимых различий по частоте установленного диагноза хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Некоторые авторы [8, 15] демонстрируют результаты, показывающие, что ХОБЛ является независимым предиктором развития ДН, требующей продленной искусственной вентиляции легких. В одной работе [21] приводится уточнение: клинически выставленный диагноз ХОБЛ может не являться предиктором развития ДН, более точный критерий — снижение показателя ОФВ1 менее 70%. По нашим данным, снижение ЖЕЛ и ОФВ1 чаще встречалось с группе с ДН (р=0,006).

Во время ИК и основного этапа операции для удобства хирурга осуществляют выключение легких из дыхания. В результате этого в легочной ткани происходит накопление различных ферментов, которые ее разрушают [18]. Вероятно, от длительности этого периода зависит степень повреждения легкого. В нашем исследовании была показана прямая зависимость между длительностью ИК, ишемии миокарда и частотой развития ДН (см. табл. 3). Другими исследователями [20, 22, 26] было установлено, что использование специальных лейкоцитарных фильтров способно уменьшить количество циркулирующих в крови цитокинов после длительного ИК, тем самым уменьшая частоту возникновения данного осложнения. Известны наблюдения, демонстрирующие увеличение риска развития ДН после операции при длительности ИК более 77 мин [24]. В нашем исследовании длительность ИК в группе с ДН составила 149,6±76,6 мин против 119,4±47,3 мин в контрольной группе (р=0,009).

Обращает на себя внимание прямая зависимость объема кровопотери и соответственно объема переливаемой эритроцитарной массы с выявлением Д.Н. Считается, что острое повреждение легочной ткани при переливании крови происходит за счет острой гипоксии с последующей клеточной инфильтрацией обоих легких во время гемотрансфузии [11, 23]. Описаны два механизма этого процесса: 1) при наличии хронического воспаления в легочной ткани при гемотрансфузии происходит активация нейтрофилов и увеличение их тропности к эндотелию, в результате чего поражается легкое, имеющее большое число мелких сосудов [5]; 2) в переливаемой крови содержатся различные антитела и цитокины, которые накапливаются в процессе хранения, при взаимодействии их с нейтрофилами крови реципиента происходит активация последних, что клинически проявляется отеком легких [13, 25]. Таким образом, второй механизм развивается по типу аллергической реакции с поражением клеток-мишеней, в данном случае легкого.

При анализе результатов хирургического лечения определяют значимое увеличение летальности и частоты энцефалопатий в группе с ДН (р<0,001). Это частично соответствует данным авторов, которые указывают на зависимости между развитием ДН и увеличением рисков почечной и неврологической дисфункции, частоты инфекционных осложнений и летальности [1, 2, 16]. По нашим данным, длительность нахождения пациентов на искусственной вентиляции легких и в отделении реанимации явно выше при развитии ДН (см. табл. 3).

Учитывая тот факт, что ДН приводит к тяжелым последствиям для пациента и увеличивает стоимость лечения, провели анализ, направленный на изучение функции внешнего дыхания, а именно ЖЕЛ, и ее взаимоотношения с частотой осложнений (см. табл. 4). Этот показатель легко определяется в процессе спирометрии и имеет статистическую значимость как предиктор развития Д.Н. При анализе табл. 4 видно, что летальность увеличивается уже при снижении ЖЕЛ менее 90%. При этом у пациентов с уровнем ЖЕЛ менее 80% увеличивается риск сопутствующих осложнений, а уровень летальности возрастает до 10,3%. Таким образом, по нашему мнению [3], применение методов дооперационной физиотерапии и адекватного пульмонологического лечения способно восстановить функцию легких и улучшить результаты хирургического лечения.

У пациентов после перенесенной кардиохирургической операции гидроторакс, требующий пункции плевральной полости, развивается в 27—95% случаев [27, 28]. Высокая частота встречаемости данного осложнения отражает актуальность его изучения. Гидроторакс способствует усугублению гипоксии организма за счет уменьшения полезной площади легочной ткани. В исследовании, направленном на выявление причин развития гидроторакса после протезирования аортального клапана, был найден только один явный предиктор этого осложнения — послеоперационное кровотечение [17]. Наше исследование демонстрирует схожую корреляцию вероятности возникновения плеврального выпота с объемом кровопотери и с объемом переливаемых компонентов крови (р<0,05).

Обращают внимание дооперационные показатели ударного объема и послеоперационные значения альбумина и общего белка (см. табл. 5). Ударный объем до операции имеет обратную корелляционную связь с риском развития ДН, что отражает зависимость между емкостью сосудистой системы легких и развитием выпота. После коррекции внутрисердечной гемодинамики происходит увеличение нагрузки на малый круг кровообращения. При его низкой емкости это приводит к развитию выпота.

Белковые причины, по-видимому, связаны с осмолярностью крови. Низкие ее значения после операции приводят к «вытеканию» жидкости по градиенту из межклеточного пространства [12]. Также считается, что технические моменты операции, такие как забор внутренней грудной артерии и вскрытие плевральной полости, могут способствовать развитию плеврального выпота [6], однако в нашем исследовании такой закономерности не прослежено.

Полученные данные позволяют утверждать, что наиболее частым механизмом развития гидроторакса является падение онкотического давления крови за счет снижения уровня белка в крови. Мы оценили уровень белков в сыворотке крови, которые приводят к гидротораксу. Интересными являются количественные показатели: для альбумина они — нижняя граница нормы, а для общего белка — чуть ниже нижней границы (рис. 1). При снижении этой концентрации частота развития гидроторакса увеличивается в три раза (р<0,05). Так как количество белка до операции зависит от исходного его состояния и количества, получаемого из пищи, необходимо оценить и эти закономерности. В клинической практике мы сталкиваемся с полным голодом с вечера дня до операции и в день операции. Также из личного опыта нами отмечено, что у больных в течение 2—3 сут после операции отсутствует аппетит, и объемы съедаемой пищи в этот период незначительны. Мы проводим контрольный биохимический анализ крови на следующие сутки после перевода из отделения реанимации. Отсюда можем считать, что до контрольного анализа пациент практически не получал белок из пищи. Исходя из этого постулата, нами оценены уровни белка до операции и сразу после операции. Снижение уровня общего белка в среднем составило 13,2±11,6 г/л, а альбумина — 8,7±6,3 г/л, т. е. 15—20% от исходных значений (см. рис. 2). Принимая во внимание эти данные, мы можем утверждать, что биохимический анализ крови пациентов при поступлении необходимо оценивать с точки зрения количества белков в крови. При анализе полученных данных следует оценить примерный уровень белков после операции с учетом его падения и, в соответствии с этими данными, принимать решение о необходимости коррекции питания для увеличения уровня исходных показателей.