способ защиты миокарда при операциях на сердце

Формула изобретения

Способ защиты миокарда при операциях на сердце путем введения в коронарные сосуды охлажденного кардиоплегического раствора на основе аутокрови, отличающийся тем, что раствор вводят в коронарные сосуды при соотношении аутокрови и кристаллоидного компонента 4:1, охлаждают раствор до 10-12°С, причем раствор водят поэтапно: 1 этап 200 мл, 2 этап - 100 мл, 3 и далее этапы по 75 мл, каждый последующий этап начинают после наложения дистального коронарного анастомоза, и/или при подъеме температуры миокарда выше 15°С, и/или возобновлении электромеханической активности миокарда, и перед снятием зажима с аорты проводят тепловую кровяную реперфузию миокарда с препаратами фосфокреатина, кардиоплегию проводят в условиях нормотермической перфузии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области хирургии, в частности к кардиохирургии и может быть использовано при операциях на сердце.

Известен способ защиты миокарда при операциях на сердце - холодовая кардиоплегия на основе крови (ХККП) путем перфузии коронарного русла охлажденной гепаринизированной кровью, дополненная локальным охлаждением сердца мелкоколотым льдом и общей гипотермической перфузией (Buckberg G.D. Update on current techniques of myocardial protection. // Ann. Thorac. Surg. - 1995. - Vol.60, №3. - P.805-814).

Недостатками указанного способа являются: опасность образования микротромбов коронарного русла, повреждение интимы коронарных артерий, вследствие низкой температуры вводимого кардиоплегического раствора (4°С). Также при локальном охлаждении сердца и общей гипотермии увеличивается вязкость крови, ухудшается микроциркуляция, снижается активность ферментов, что в целом повышает длительность восстановительного периода.

Цель изобретения - исключение негативного влияния гипотермии и сокращение восстановительного периода пациентов после выполнения операций на сердце.

Цель достигается тем, что при проведении кардиоплегии (КП) соотношение крови и кристаллоидного компонента составляет 4:1, охлаждение раствора не ниже 10°С, поэтапное введение раствора: 1 этап 200 мл, 2 этап 100 мл, 3 и далее этапы по 75 мл, началом каждого последующего этапа является завершение наложения дистального коронарного анастомоза, подъем температуры миокарда выше 15°С или возобновление электромеханической активности миокарда (но не более чем через 15-20 мин), проводят тепловую кровяную реперфузию миокарда перед снятием зажима с аорты с препаратами фосфокреатина, кардиоплегию проводят в условиях нормотермической перфузии.

Способ реализуется следующим образом:

1. Кровь забирается насосом из кардиотомного резервуара, далее при помощи коннектора-тройника смешивается с кристаллоидным раствором (подача регулируется насосным сегментом), полученная смесь крови и кристаллоида подается в теплообменное устройство, а затем в кардиоплегические канюли. Соотношение производительности насосных сегментов для подачи крови и кристаллоида устанавливается как 4:1.

2. Введение кардиоплегического раствора осуществляется в корень аорты, сразу же после наложения зажима на аорту в количестве под давлением 100-130 мм рт.ст., для преодоления сопротивления сокращающегося сердца. Объем кристаллоидного раствора по сеансам кардиоплегии: 1 сеанс 200 мл, 2 сеанс 100 мл, 3 и далее - по 75 мл. Объем последней порции кардиоплегического раствора (КПР) и содержание в нем К ⁺ определяется с учетом содержания калия в перфузате, наличия активности на ЭКГ, а также предполагаемого времени окончания хирургом основного этапа операции.

3. Необходимо комбинированное введение кардиоплегического раствора, при этом для индукции остановки сердца обязательным является введение раствора только антеградно, ретроградный путь введения КПР используется при повторных сеансах кардиоплегии. Повторные инфузии кардиоплегической смеси осуществляются после каждого сформированного дистального коронарного анастомоза, при подъеме температуры миокарда выше 15°С или при возобновлении электромеханической активности (но не более чем через 15-20 мин).

4. Для предотвращения возникновения «кислородного и теплового ударов» на холодный аноксированый миокард и реперфузионных повреждений, необходимо непосредственно перед снятием зажима с аорты вводить теплый кардиоплегический раствор на основе крови с добавлением препаратов фосфокреатина.

5. Продолжительность введения КПР зависит от способа ведения (антеретроградно), сеанса кардиоплегии и сопротивления в кардиоплегической магистрали и составляла в среднем 1,8 мин.

6. ХККП проводилась в условиях нормотермической перфузии (t°C в пищеводе 34-35°С).

Нами проанализированы результаты клинических наблюдений у 110 больных ИБС, оперированных на открытом сердце при использовании различных методов защиты миокарда, за период с января 2000 года по май 2004 года в клинике сердечно-сосудистой хирургии им. П.А.Куприянова Военно-медицинской академии имени С.М.Кирова.

Все пациенты в зависимости от варианта интраоперационной защиты миокарда разделены на 3 группы (таблица 1).

1 группа - 40 больных, которым была выполнена операция на открытом сердце в условиях фармакохолодовой кристаллоидной кардиоплегии (по методу ВНЦХ - Константинов Б.А., 1981) и гипотермической перфузии.

2 группа - 40 больных, которым была выполнена операция на открытом сердце в условиях интермиттирующей тепловой кровяной калиевой кардиоплегии (по методу Calafiore A.M. et al., 1995) и нормотермической перфузии.

3 группа - 30 больных, которым была выполнена операция на открытом сердце в условиях холодовой кровяной калиевой кардиоплегии (по методу Buckberg G.D. et al., 1995) и нормотермической перфузии («теплое тело-холодное сердце»).

Отличия между группами по возрасту, полу и массе тела были не значимы (р>0,05) (табл.1).

Таблица 1
Краткая характеристика больных
Признак	1 группа (п=40)		2 группа (п=40)		3 группа (n=30)
	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
Пол:
мужчины	40	100	39	97,5	28	93,3
женщины	0	0	1	2,5	2	6,7
Возраст	54,8±1,2		53,4±1,4		57,3±1,7
Масса тела	82,2±1,5		84,8±1,4		83,4±2,1

Тяжесть исходного состояния пациентов оценивали по следующим признакам:

1) функциональный класс (ФК) стенокардии по классификации Канадской ассоциации сердца и сосудов (CCS);

2) исходная тяжесть оперированных пациентов по Нью-Йоркской ассоциации кардиологов (NYHA);

3) недостаточность кровообращения (НК) по классификации М.Д.Стражеско и В.Х.Василенко, 1935;

4) наличие и количество инфарктов миокарда в анамнезе;

5) наличие постинфарктной аневризмы левого желудочка;

6) фракция выброса левого желудочка (ФВ);

7) степень поражения коронарного русла по данным коронарографии;

8) наличие гипертрофии миокарда;

9) наличие сопутствующей патологии.

Результаты дооперационного обследования по этим признакам представлены в табл.2 и на фиг.1.

Таблица 2
Клиническая характеристика больных
Признак	1 группа (n=40) ФХКП		2 группа (n=40) ИТККП		3 группа (n=30) ХККП
	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
Стенокардия II ФК	2	5	2	5	1	3,3
III ФК	22	55	22	55	15	50
IV ФК	14	32,5	12	30	13	43,3
нестабильная	2	5	4	10	1	3,3
Инфаркт миокарда	29	72,5	28	70	21	70
Повторный ИМ	10	25	6	15	9	30
Нарушения ритма	8	20	8	20	7	23,3
НК 0 степени	4	10	5	12,5	2	6,7
НК I степени	16	40	18	45	14	46,6
НК IIa степени	20	50	17	42,5	14	46,6

Из данных, представленных в табл.2, видно, что по всем признакам, характеризующим тяжесть исходного состояния, больные всех групп имели статистически незначимые различия.

Тяжесть исходного состояния оперированных пациентов оценивалась также по общепринятой классификации Нью-Йоркской ассоциации кардиологов (NYHA). Подавляющее число пациентов относилось к III и IV функциональным классам (фиг.1): 1 группа - 30 человек (75%), 2 группа - 30 человек (75%), 3 группа - 21 человек (70%). Различия между группами статистически не значимы (р>0,05).

Как показывают данные на фиг.2, имеются достоверные различия в группах по наличию фибрилляции на этапе индукции КП: в III группе фибрилляция зарегистрирована в 3 (10%) случаях, во II группе - в 9 (22,5%) случаях, тогда как в I группе в 18 (45%) случаях. Меньшая частота развития фибрилляции на этапе индукции КП позволяет в значительной степени сохранить энергетические запасы миокарда и предотвратить его повреждение.

В табл.3 представлена сравнительная характеристика течения постокклюзионного периода в сроки от 0 до 60 мин.

Таблица 3
Течение восстановительного периода у пациентов
Течение восстановительного периода	ФХКП (п=40)		ИТК КП (n=40)		ХККП (n=30)
	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
Восстановление сердечной деятельности самостоятельное	18*	45	29	72,5	20	66,7
через дефибрилляцию	22*	55	11	27,5	10	33,3
Пароксизмальная желудочковая тахикардия	14*	35	5	12,5	4	13,3
Применение временной ЭКС	8*	20	4	10	3	10
Использование кардиотоников (дофамин и др.) для отхода от ИК	30	100	29	97,5	12*	40
Применение адреналина для отхода отИК	18*	45	13	32,5	1	3,3
* - отличия между группами статистически достоверны (р<0,05)

Как видно из представленных данных, по большинству признаков, характеризующих течение восстановительного периода в миокарде, имеется значимое различие показателей в I группе по сравнению со II и III группами, причем в сторону ухудшения.

После снятия зажима с аорты основным признаком эффективной защиты миокарда является спонтанное восстановление сердечных сокращений. В I группе наблюдений, где защита миокарда проводилась холодным кристаллоидным раствором, самостоятельное восстановление сердечной деятельности наблюдалось только у 45% больных. В то же время у больных, которым защита миокарда проводилась кардиоплегическим раствором на основе крови, самостоятельное восстановление сердечной деятельности имело место более чем у половины оперированных больных: во II группе - в 72,5% случаев; в III группе - в 66,7% случаев (фиг.3). Это говорит о более полном восстановлении кардиомиоцита на момент снятия зажима с аорты.

** - отличия между 1 и 2, 1 и 3 группами статистически достоверны (p<0,01).

С целью изучения интраоперационной противоишемической защиты миокарда проведено сравнение величин инотропной поддержки у групп с различными методиками кардиопротекции в течение первых трех суток после операции (табл.4).

Таблица 4
Дозы кардиотоников (по дофамину) в течение первых трех суток после операции, (мкг/кг·мин)
Сутки после операции	ФХКП (n=40)	ИТК КП (n=40)	ХККП (n=30)
	Абс.	Абс.	Абс.
Первые	5,56±0,37*	4,92±0,22*	1,2±0,28*
Вторые	4,99±0,49*	4,0±0,25*	0,73±0,33*
Третьи	4,36±0,55*	2,17±0,34*	0,63±0,3*
Всего дней	4,4±0,3*	3,3±0,3*	0,8±0,2*
* - отличия между группами статистически достоверны (р<0,05)

Как показывают данные из табл.4, имеются достоверные различия между всеми тремя группами, как по дозировке инотропных препаратов, так и по длительности их применения в раннем послеоперационном периоде. При этом при использовании в качестве интраоперационной защиты миокарда кровяной фармакохолодовой кардиоплегии уровень инотропной стимуляции и ее длительность уменьшается в среднем в 4 раза.

Для оценки эффективности защиты миокарда и частоты развития миокардиального повреждения мы также использовали биохимические маркеры гибели кардиомиоцитов (фиг.4-5).

Изменения активности общей креатинфосфокиназы (КФК) и ее миокардиального изофермента МБ с большой достоверностью указывают на повреждение клеток миокарда (Коровкин Б.В., 1965). Изучение активности этих ферментов в динамике заболевания позволяет судить о тяжести инфаркта миокарда и площади некроза (Савчук В.И. и соавт., 1980; Цветковская Г.А. и соавт., 2001).

Активность общей креатинфосфокиназы в сыворотке крови в первые 5 суток после выполненного коронарного шунтирования во всех исследуемых группах достоверно различалась, что отражает степень общего повреждения мышечной ткани, которое неизбежно возникает во время основного этапа операции, хотя и не является специфическим показателем повреждения сердечной мышцы. Наименьшей она была в III группе, наибольшей - в I группе (фиг.4).

При оценке показателей изофермента КФК-МБ (фиг.5) выявлен достоверно меньший прирост его (в 2 раза) у пациентов III и II групп (р<0,05).

Послеоперационные осложнения возникли у 13 (32,5%) больных первой группы, у 9 (22,5%) больных второй группы и у 3 (10%) пациентов третьей группы, различия между группами достоверны (p<0,05). Данные по видам осложнений и частота их развития представлены в табл.5. Отмечено достоверно меньшее развитие кровотечения и гнойно-септических осложнений в послеоперационном периоде в группах с использованием кардиоплегии на основе крови и нормотермической перфузии (II и III), по сравнению с первой группой, где для защиты миокарда использована кристаллоидная кардиоплегия и гипотермическая перфузия.

Таблица 5
Виды и частота возникновения послеоперационных осложнений
Признак	ФХКП (n=40)		ИТК КП (n=40)		ХККП (n=30)
	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
Интраоперационный инфаркт миокарда	7*	17,5	4*	10	1*	3,3
Кровотечение	5*	12,5	2	5	2	6,7
Гнойно-септические	3*	7,5	1	2,5	-	0
Пневмоторакс	2	5	3	7,5	1	3,3
Гипертермия	1	2,5	-	0	-	0
* - различия между группами достоверны (p<0,05)

Как видно из представленных данных, имеются значимые различия между группами по развитию инфаркта миокарда во время операции.

Более благоприятное течение интраоперационного периода в группах пациентов, которым применялся кардиоплегический раствор на основе крови, способствовало и более гладкому течению ближайшего послеоперационного периода. Об этом свидетельствуют:

1. Сокращение сроков искусственной вентиляции легких (ИВЛ) в 1,83 раза во II группе и в 3,6 раза в III группе, которая составила 5,4±0,9 и 10,8±0,5 часа в третьей и второй группах соответственно, в сравнении с первой группой - 19,8±1,3 часа (p<0,0001);

2. Длительность пребывания больных в отделении реанимации и интенсивной терапии, которая равнялась 2,5±0,2 и 2,9±0,2 дня соответственно в III и II группах, а в I группе - 4,1±0,3 дня (p<0,001);

3. Длительность послеоперационного периода, которая составила: 16,5±0,7 дня в третьей группе, 20,1±0,7 дня во второй группе, по сравнению с первой группой - 23,9±1,3 дня (p<0,05).

Число неблагоприятных исходов после коронарного шунтирования было значительно меньше в группах с использованием кардиоплегии на основе крови: во второй группе умерло 3 пациента (7,5%), в третьей группе умер один пациент (3,3%), тогда как в первой группе летальность составила 12,5% (5 пациентов). Различия между всеми группами достоверны (p<0,05).

Таким образом, предлагаемый нами способ защиты миокарда, использованный при операциях на сердце в 3 группе пациентов, приводит к следующему.

- Уменьшению частоты развития фибрилляции на этапе индукции кардиоплегии в 1,2 раза.

- Увеличению частоты спонтанного восстановления ритма после отпущения аорты.

- Снижению потребности в инотропной стимуляции для коррекции синдрома малого сердечного выброса после операции в 3,2 раза.

- Менее выраженным метаболическим сдвигам в миокарде и крови.

- Сокращению послеоперационного периода, который составил: 16,5±0,7 дня в группе, где использован предлагаемый способ защиты миокарда, против 20,1±0,7 дня в контрольной группе (p<0,05).

- Снижению частоты развития послеоперационных осложнений и летальности (в 1,7 раз).