Актуальность
В настоящее время у взрослых кардиохирургических пациентов послеоперационные дыхательные осложнения остаются самыми распространенными. Во многом именно они продлевают пребывание в стационаре, повышают стоимость лечения и смертность больных с ишемической болезнью сердца (ИБС) [1, 2]. M. Mathis и соавт. [3] проанализировали данные 4 694 пациентов, подвергшихся кардиохирургическим операциям, и выявили, что у 10,9% были легочные осложнения. Более того, смертность, обусловленная нарушениями функции легких, колеблется от 5 до 8% [4]. По данным Е.Д. Баздырева и соавт. [5], у 44,7% пациентов с ИБС оценка клинических проявлений, анамнеза и показателей спирометрии, бодиплетизмографии и диффузионной способности легких позволила выявить сопутствующую патологию бронхолегочной системы, у 37,5% отмечался бронхообструктивный синдром.
В связи с высокой частотой сопутствующих заболеваний органов дыхания, повышенной массой тела, наличием сахарного диабета и общей тенденцией к увеличению возраста больных увеличивается актуальность малотравматичных методов в коронарной хирургии. Прямая реваскуляризация миокарда с применением миниинвазивного доступа (MIDCAB/MICS) позволяет уменьшить травматичность операции и избежать искусственного кровообращения (ИК). Подобные вмешательства проводятся с применением анестезиологических методов, обеспечивающих принципы концепции ускоренной реабилитации («fast-track»), во главе которых лежит ранняя экстубация в отделении реанимации и интенсивной терапии.
Коронарное шунтирование по методике MIDCAB/MICS вызывает ряд дополнительных сложностей для анестезиолога. Особенности хирургического доступа и позиционирования сердца могут вызывать гемодинамическую нестабильность, что может потребовать кардиотонической поддержки. Для обеспечения адекватной экспозиции операционного поля при выделении внутренней грудной артерии и на основном этапе требуется коллабировать левое легкое. Длительная однолегочная вентиляция легких (ОВЛ) создает риски циркуляторной гипоксии и увеличивает частоту послеоперационных легочных осложнений, особенно у пациентов с исходной патологией бронхолегочной системы. Кроме того, гипоксия во время ОВЛ может приводить к послеоперационной когнитивной дисфункции (ПОКД) [9, 10].
Одним из путей решения проблемы гипоксии во время ОВЛ при операциях MIDCAB/MICS может быть применение высокочастотной искусственной вентиляции легких (ВЧВ). На сегодняшний день под ВЧВ принято понимать ряд режимов искусственной и вспомогательной вентиляции, общей чертой которых является применение частоты дыхательных циклов, значительно превышающей физиологический диапазон (более 60), с одновременным уменьшением дыхательного объема (ДО) до сопоставимого с объемом мертвого пространства [12, 13]. ВЧВ давно и успешно применяется в торакальной хирургии и при реконструктивных операциях на трахее [11, 14, 15], однако публикации о применении ВЧВ в сердечно-сосудистой хирургии стали появляться значительно позже, а встречаются они реже [17—19].
Цель исследования — оценить эффективность и безопасность струйной инжекционной ВЧВ во время ОВЛ при операциях MIDCAB/MICS.
Материал и методы
В ФБГНУ «Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского» прооперированы 48 пациентов с ИБС с использованием левостороннего бокового миниторакотомического доступа по методике MIDCAB/MICS. Выполнено нерандомизированное ретро- и проспективное исследование.
Критерии включения в исследование: пациенты старше 18 лет, которым показана прямая реваскуляризация миокарда из левостороннего миниторакотомного доступа на работающем сердце.
Критерии исключения: эмфизема легких, фракция выброса левого желудочка <50%, операция в условиях искусственного кровообращения.
Три пациента исключены из исследования в связи с необходимостью искусственного кровообращения. Таким образом, в сравнительный анализ были включены 44 пациента. Средний возраст составил 61 год (от 39 до 80). Из 44 пациентов было 13 женщин.
В зависимости от подхода к респираторной поддержке независимого от вентиляции вышележащего левого легкого после начала правосторонней ОВЛ было сформировано две группы пациентов: группа А (n=21, ретроспективная), в которой левое легкое коллабировалось; группа Б (n=23, группа исследования), в которой легкое частично раздували посредством струйной инжекционной ВЧВ. Отличий в антропометрических и демографических показателях между группами не обнаружено (табл. 1).
Таблица 1. Антропометрические и демографические характеристики пациентов
| Показатель | Группа А | Группа Б | p-критерий |
| Возраст, годы | 63,5 [59; 68] | 63 [57; 64] | >0,05 |
| Женщины, n (%) | 6 [28,5] | 7 [30,4] | >0,05 |
| Вес, кг | 74 [70; 88] | 81 [70; 90] | >0,05 |
| Рост, см | 170 [165; 174] | 167 [159; 176] | >0,05 |
| ИМТ, кг/м2 | 26 [25; 30] | 28 [25; 30] | >0,05 |
Примечание. Данные указаны в виде медианы и межквартильного интервала, ИМТ — индекс массы тела.
Отличий в частоте и спектре сопутствующих заболеваний не получено. Пациентов с выраженным ожирением не было. Группы были сопоставимы по ряду характеристик, которые могут влиять на выраженность и частоту периоперационных легочных и внелегочных осложнений.
Анестезиологическое обеспечение. Для вводной анестезии применяли комбинацию следующих препаратов: мидазолам (0,02—0,03 мг/кг), пропофол (1—2 мг/кг), фентанил (2—3 мкг/кг), пипекурония бромид (0,1 мг/кг). Для поддержания анестезии использовали комбинацию ингаляции севофлурана (1—2 об%, газопоток 2,5 л/мин) и инфузии фентанила в дозе от 2—3 мкг/кг/ч. Для ИВЛ и ингаляционной анестезии использовали наркозно-дыхательный аппарат Primus (Draeger, Германия). Мониторинг витальных функций во время операции включал в себя частоту сердечных сокращений, ЭКГ, инвазивное измерение артериального (АД) и центрального венозного давления (ЦВД), пульсоксиметрию, температуру в мочевом пузыре, EtCO2, показатели газового состава и кислотно-щелочного состояния артериальной и венозной крови, концентрацию ингаляционного анестетика на вдохе и на выдохе, дыхательный объем, минутный объем дыхания.
Для обеспечения ОВЛ устанавливали двухканальные правосторонние трубки без фиксационного крючка. До и после периода ОВЛ всем пациентам проводили ИВЛ с управлением по давлению, ДО 6—8 мл/кг, положительным давлением в конце выдоха (ПДКВ) 5—10 мм рт.ст., соотношением вдоха к выдоху 1:1—1:2 и ограничением вентиляционного давления ≤15 мм рт.ст.
Во время ОВЛ в группе А правое нижележащее легкое вентилировали в режиме управления по объему с ДО 7—10 мл/кг, а уровень ПДКВ, частоту и длительность дыхательных циклов подбирали по показателям EtCO2. Пациентам группы А чаще устанавливали ДО, ПДКВ и FiO2 в соответствии с общепринятой традиционной концепцией проведения однолегочной вентиляции (повышение FiO2 до 100% с постепенным снижением, увеличение или поддержание прежде установленного ПДКВ и/или ДО).
Во время ОВЛ в группе Б начальные параметры ВЧВ соответствовали рекомендуемым производителем респиратора «Тритон» (ZisLine): частота циклов — 100, соотношение вдоха к выдоху — 1:3 (не регулируется, заводская установка), объем минутной вентиляции — 10 л/мин. Фракция вдыхаемого кислорода (FiO2) на данном аппарате не регулируется и составляет около 50%. Максимальное (Pmax) давление в дыхательных путях устанавливали на уровне 20 см вод. ст. Среднее давление в дыхательных путях поддерживали в рабочем диапазоне от 8 до 15 см вод. ст. Манжета канала двупросветной трубки, через который подается высокочастотный поток, полностью сдувается, чтобы контур оставался негерметичным. В дальнейшем частота дыхательных циклов и минутный объем вентиляции настраивали таким образом, чтобы наряду с контролируемым визуальным раздуванием независимого легкого появились признаки улучшения легочного газообмена, в том числе восстановление SpO2, повышение PaO2, повышение соотношения PaO2/FiO2, снижение расчетной фракции внутрилегочного шунтирования и/или улучшение элиминации CO2. С целью уменьшения статического перераздувания легких (бароотравмы), улучшения элиминации углекислого газа и имитации спонтанных выдохов независимого легкого применяли функцию экспираторной паузы с интервалом в 5 мин и продолжительностью по 10—15 с.
В течение интраоперационного периода оценивали следующие показатели: насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом по пульсоксиметру (SpO2), парциальное напряжение кислорода в артериальной крови (PaO2), парциальное напряжение углекислого газа в артериальной крови (PaCO2), конечно-экспираторное давление углекислого газа (EtCO2), pH артериальной крови, давление плато, ПДКВ, вентиляционное давление («driving pressure», Рплато минус ПДКВ), а также динамическая торакопульмональная податливость. Изучение этих показателей проводилось на следующих этапах:
1. После вводной анестезии (20 мин после эндотрахеальной интубации).
2. 30 мин после начала ОВЛ.
3. 60 мин после начала ОВЛ.
4. 120 мин после начала ОВЛ.
5. Перед окончанием ОВЛ.
6. После восстановления двулегочной вентиляции (конец операции).
Оценивали частоту назначения и дозировки вазопрессорных и/или инотропных препаратов (допамин, добутамин, норадреналин).
При анализе раннего послеоперационного периода использовали следующие клинические характеристики: длительность ИВЛ и время нахождения в отделении интенсивной терапии, частота послеоперационных бронхолегочных осложнений (ателектазы, гидроторакс, пневмония, трахеобронхит, необходимость в неинвазивной вентиляции легких).
Статистический анализ включал определение типа распределения с помощью тестов Колмогорова—Смирнова, Шапиро—Уилка, Лилиефорса и сравнительный межгрупповой анализ с использованием критерия χ2 Пирсона (метод четырехпольных таблиц), теста Манна—Уитни и ANOVA.
Результаты
В обеих группах максимальное количество шунтированных коронарных артерий составило 4; среднее количество в обеих группах — 2. Временные характеристики операции не отличались. Данные представлены в табл. 2.
Таблица 2. Интраоперационные характеристики
| Показатель | Группа А | Группа Б | p-критерий |
| Длительность операции, мин | 269 [204; 360] | 258 [168; 301] | >0,05 |
| Длительность ИВЛ, мин | 399 [287; 423] | 327 [256; 361] | >0,05 |
| Длительность ОВЛ, мин | 204 [141; 255] | 243 [147; 264] | >0,05 |
Примечание. Данные указаны в виде медианы и межквартильного интервала.
На этапах исследования не обнаружено различий в показателях систолического и среднего артериального давления, частоте пульса, экспираторной концентрации севофлурана, температуры в мочевом пузыре, EtCO2, pH артериальной крови, PaCO2.
ДО после начала ИВЛ, на всех этапах ОВЛ и после перехода к двулегочной вентиляции был ниже в группе Б (рис. 1). ПДКВ на 30, 60 и 120-й минутах ОВЛ не различалось, однако к концу ОВЛ и при переходе на двулегочную вентиляцию был выше в группе А (рис. 2). Средние значения давления плато в обеих группах на всех этапах до 120-й минуты ОВЛ колебались в пределах 20 см вод. ст. и не отличались, а концу ОВЛ были выше в группе А (p=0,03). После перехода на двулегочную ИВЛ отличий не было (рис. 3). Показатели вентиляционного давления не отличались.
Рис. 1. Дыхательный объем во время операции.
Данные представлены в виде средних значений и стандартных отклонений; * — p<0,05.
Рис. 2. Уровень ПДКВ во время операции.
Данные представлены в виде средних значений и стандартных отклонений; * — p<0,05.
Рис. 3. Давление плато во время операции.
Данные представлены в виде средних значений и стандартных отклонений; * — p<0,05.
Динамическая торакопульмональная податливость сопоставимо снижалась к 30-й минуте ОВЛ и была выше в группе А, что также наблюдалось на 120-й минуте ОВЛ и к концу операции. Данные представлены в табл. 3.
Таблица 3. Динамическая торакопульмональная податливость (мл/см вод. ст.)
| Этапы | Начало | 30 мин ОВЛ | 60 мин ОВЛ | 120 мин ОВЛ | Конец ОВЛ | Конец операции |
| Группа А | 58,1±17,9 | 38±10,5 | 36±8,9 | 38,8±10 | 38,25±7,5 | 56±11,8 |
| Группа Б | 51,6±13,2 | 31,4±7,1 | 31,2±8 | 32,2±6,6 | 34,8±7,1 | 52,6±7,3 |
| p-критерий | 0,18 | 0,01 | 0,07 | 0,01 | 0,13 | 0,03 |
Примечание. Данные указаны в виде среднего значения и стандартного отклонения.
Фракция кислорода на вдохе была выше в группе А на 60-й минуте и в конце ОВЛ. на 120-й минуте была обнаружена тенденция к увлечению FiO2 в группе А по отношению к группе Б. Данные представлены в табл. 4.
Таблица 4. Фракция вдыхаемого кислорода (%)
| Этапы | Начало | 30 мин ОВЛ | 60 мин ОВЛ | 120 мин ОВЛ | Конец ОВЛ | Конец операции |
| Группа А | 53 ±11,8 | 65,6±13 | 76,2±12 | 73,5 ±15,7 | 71,5±14,3 | 57,3±13,7 |
| Группа Б | 53,7±11,1 | 64,5±12,9 | 63,5±12,4 | 64,9±11,1 | 62,4±8,6 | 59,8±11,8 |
| p-критерий | 0,84 | 0,84 | 0,03 | 0,07 | 0,054 | 0,53 |
Примечание. Данные указаны в виде среднего значения и стандартного отклонения.
На 30-й, 60-й минуте и к концу ОВЛ в группе Б наблюдали более высокие значения парциального напряжения кислорода в артериальной крови (рис. 4).
Рис. 4. Парциальное напряжение кислорода в артериальной крови.
Данные представлены в виде средних значений, * — p<0,05.
Доля пациентов с SpO2<94% на 120-й минуте ОВЛ была выше в группе А (рис. 5).
Рис. 5. Частота значительной десатурации по пульсоксиметру.
* — p<0,05.
Во время ВЧВ не выявлено нарушений визуализации операционного поля. В группе Б у 8 пациентов потребовалось применение норадреналина в дозе до 200 нг/кг/мин или допамина в дозе до 3—4 мкг/кг/мин, в группе А — у 7 пациентов в сопоставимых дозах.
При анализе ближайшего послеоперационного периода различий в длительности ИВЛ, частоте отдельных осложнений, времени нахождения пациентов в отделении интенсивной терапии не выявлено, однако общее число легочных осложнений было больше в группе А (табл. 5).
Таблица 5. Ранний послеоперационный период
| Параметр | Группа А | Группа Б | p-критерий |
| Длительность ИВЛ в отделении интенсивной терапии, мин | 354±158 | 354±118 | >0,05 |
| Длительность нахождения в отделении интенсивной терапии, сут | 1,1±0,3 | 1,1±0,5 | >0,05 |
| Продленная ИВЛ (>24 ч), n (%) | 0 | 0 | >0,05 |
| Ателектазы, n (%) | 1 (4,7) | 0 | >0,05 |
| Гидроторакс, n (%) | 1 (4,7) | 0 | >0,05 |
| Пневмоторакс, n (%) | 0 | 1 (4,3) | >0,05 |
| Пневмония, n (%) | 1 (4,7) | 0 | >0,05 |
| Трахеобронхит, n (%) | 0 | 0 | >0,05 |
| НИВЛ после экстубации, n (%) | 3(14,2) | 0 | >0,05 |
| Общее число легочных осложнений, n (%) | 7 (33,3) | 1 (4,3) | 0,036 |
| Назначение инотропных препаратов, n (%) | 1 (4,7) | 2 (8,7) | >0,05 |
| Энцефалопатия, n (%) | 0 | 0 | >0,05 |
Примечание. НИВЛ — неинвазивная ИВЛ.
Обсуждение
Негативное влияние ОВЛ является общепризнанным фактом и проявляется, прежде всего, легочными осложнениями. Однако не меньшей проблемой является гипоксемия, сопровождающая ОВЛ. При коллабировании одного легкого возникают шунтирование крови справа налево и транзиторная гипоксемия, фактическая доля шунта обычно составляет 20—30% невентилируемого легкого [6]. Одновременно с этим в невентилируемом легком запускаются адаптационные механизмы, ведущим из которых считается гипоксическая легочная вазоконстрикция (ГЛВ), которая снижает кровоток в невентилируемых зонах для снижения степени гипоксемии [7, 8]. При восстановлении вентиляции ослабление ГЛВ происходит постепенно, и кровоток может вернуться в нормальное состояние в течение нескольких часов [6]. Гипоксемия приводит к снижению церебральной оксигенации во время ОВЛ и связывается рядом авторов с послеоперационной когнитивной дисфункцией и делирием [9]. Особенно негативно гипоксемия может влиять на пациентов с ИБС, многие из которых имеют сопутствующий мультифокальный атеросклероз с поражением сосудов головного мозга.
Проведенное исследование выявило положительные влияние ВЧВ на этапе ОВЛ на показатели артериальной оксигенации в процессе MIDCAB/MICS. При переходе на ОВЛ парциальное давление кислорода в артериальной крови снижалось в обеих группах, но в группе исследования показатели PaO2 находились в пределах нормальных значений и были выше, чем у пациентов без ВЧВ. Применение ВЧВ на этапах ОВЛ помогало поддержать значения сатурации в нормальных пределах и избежать длительных периодов десатурации.
Улучшение легочного газообмена происходило за счет частичного включения в вентиляцию коллабированного легкого. В группе сравнения поддержание должной артериальной оксигенации достигалось увеличением дыхательного объема и фракции кислорода, что соответствует традиционным представлениям о респираторной оптимизации, однако уступает по эффективности и количеству послеоперационных осложнений более современным концепциям, основанным на увеличении ПДКВ и уменьшении дыхательного объема [20]. Однако это не всегда дает положительный эффект. J. Benumof и соавт. [19] продемонстрировали, что увеличение ПДКВ нижележащего легкого при ОВЛ может снизить артериальную оксигенацию. В связи с этим в данном исследовании применяли сочетание умеренного дыхательного объема (7—8 мл/кг ДМТ) и ПДКВ ≥5 мм рт.ст.
Отсутствие разницы в частоте применения и дозах назначаемых вазопрессорных или инотропных препаратов подтверждает отсутствие значительного влияния ВЧВ на производительность сердца в процессе ОВЛ. A. Kazuo и соавт. [16] также показали, что ВЧВ не оказывает негативного влияния на гемодинамику больных во время реконструкции аорты.
Таким образом, высокочастотная вентиляция обладает рядом преимуществ, которые выявлены не только нами, но и другими исследователями, что дает право для широкого применения ВЧВ в кардиохирургической практике.
Ограничением нашего исследования был ретроспективно-проспективный характер исследования, что было обусловлено этическими соображениями. ВЧВ имела, на наш взгляд, настолько очевидное преимущество, что после появления в нашем отделении аппарата для ВЧВ мы не сочли возможным проводить рандомизацию. Для увеличения значимости полученных результатов требуются увеличение размеров групп, измерение биохимических маркеров повреждения легочной ткани, оценка отдаленного послеоперационного периода.
Вывод
Применение струйной инжекционной высокочастотной вентиляции коллабированного легкого во время кардиохирургических операций MIDCAB/MICS способствует улучшению артериальной оксигенации, снижению частоты значимой десатурации (SpO2 <94%) и уменьшению общего числа послеоперационных легочных осложнений.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.