СПОСОБ ИНТРАОПЕРАЦИОННОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ КАРДИОХИРУРГИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ Российский патент 2005 года по МПК A61B17/00 A61B5/02 A61B5/145 

Изобретение относится к области медицины, а именно к способам диагностики функционального состояния оперированного миокарда.

Во время выполнения кардиохирургической операции осуществляется многосторонний контроль сердечно-сосудистой системы, который, однако, не может прямо по ходу выполняемого вмешательства ответить, насколько оно эффективно. И, прежде всего, в какой степени изменилась метаболическая нагрузка на рабочий миокард. Эта проблема актуальна для большинства выполняемых вмешательств по поводу сердечно-сосудистых заболеваний - замена патологически измененных клапанов протезами, закрытие дефектов перегородок сердца, устранение сужений выходных отделов желудочков сердца, создание анастомозов между магистральными сосудами, реконструкция русла коронарных артерий и других вмешательств.

Известны следующие способы оценки эффективности кардиохирургических операций:

1. По изменению минутного объема кровообращения, ударного объема, давления в правом предсердии, правом желудочке, легочной артерии, левом предсердии, левом желудочке и аорте до, во время операции и через интервалы длительностью до 48 часов делается заключение об эффективности выполненного вмешательства (1).

2. По результатам пробы с дозированной физической нагрузкой у больных после перенесенной кардиохирургической операции в зависимости от изменившейся работоспособности оперированного больного делается заключение об эффективности выполненной операции (2). Физические нагрузки используются для интегральной оценки реабилитации сердечно-сосудистой системы в послеоперационном периоде. При этом степень физической реабилитации в послеоперационном периоде ставится в прямую зависимость от эффективности выполненного кардиохирургического вмешательства.

Однако все эти способы оценки эффективности выполненной операции обладают одним существенным недостатком - их невозможно применить непосредственно в процессе осуществления кардиохирургического вмешательства (3).

Известно, что между потреблением энергии, а значит и потреблением кислорода миокардом, существует связь с механикой сокращения (4, 5, 6). Величина потребления кислорода миокардом пропорциональна функциональной активности сердца, развиваемой им механической работе.

Из этих данных следует, что в том случае, когда выполненная хирургическая коррекция порока сердца уменьшает механическую нагрузку на миокард, происходит снижение величины потребляемого кислорода сердцем. В противном случае, когда выполненное вмешательство увеличивает механическую нагрузку на миокард либо возникают осложнения, также увеличивающие нагрузку на миокард, потребление кислорода сердцем увеличивается. В тех случаях, когда осуществляются реконструктивные операции на магистральных артериальных сосудах, увеличивающих поток крови в сердце, происходит увеличение потребления кислорода сердцем и тем самым восстанавливается нормальная величина его рабочей нагрузки.

Известно определение величины потребления кислорода сердцем с помощью измерения миокардиального кровотока и артериовенозной разности (7). Однако потребление кислорода интраоперационно невозможно определить известным способом.

Целью предлагаемого изобретения является интраоперационное, объективное и точное определение эффективности выполняемой кардиохирургической операции.

Способ осуществляется следующим образом.

1. Перед выполнением основного этапа кардиохирургической операции, когда открыта грудная клетка и сердце выделено, регистрируют миокардиальный кровоток лазер-допплеровским флоуметром в разных точках эпикардиальной поверхности желудочков (правого и левого) и предсердий (правого и левого). Чем больше точек, в которых был измерен миокардиальный кровоток, тем точнее полученная оценка эффективности.

2. Одновременно отбирают пробы крови на газовый анализ из артерии (артериальную кровь) и из коронарного синуса (венозная кровь, оттекающая от сердца). В пробах измеряют содержание кислорода или насыщение крови кислородом (сатурацию). Измеряют концентрацию гемоглобина.

По измерению содержания кислорода в артериальной крови и оттекающей от сердца венозной крови (из коронарного синуса) находят артериовенозную разность содержания кислорода по миокарду. Если измерена сатурация кислорода в пробах крови, то артериовенозная разность кислорода находится следующим образом:

где

- артериовенозная разность содержания О₂ в миокарде, мл О₂/л крови; НвО_2а - сатурация артериальной крови O₂, в долях 1; НвО_2кс - сатурация венозной крови в коронарном синусе, в долях 1; Нв - концентрация гемоглобина в артериальной крови, г/л; 1,355 - константа Гюффнера, млО₂/г_Нв (количество кислорода в миллитрах, связываемого одним граммом Нв).

3. Согласно правилу А.Фика потребление кислорода (ПО₂) сердцем получают, умножая артериовенозную разность содержания O₂ на величину измеренного миокардиального кровотока -

где

МК - эпикардиальный миокардиальный кровоток, мл/(100 г мин); ПО_2миок - потребление кислорода миокардом, мл/(100 г мин). Таким образом получают исходное значение ПО_2миок.

4. После выполнения основного этапа кардиохирургической операции на работающем сердце повторяют измерения субэпикардиального кровотока в тех же точках и повторяют измерения газового состава и концентрации Нв в пробах крови, взятых из артерии и коронарного синуса сердца. Затем повторяют вычисления ПО_2миок по формулам приведенным в пунктах 2 и 3, которое отражает изменение состояния метаболизма сердца, обусловленное выполненным хирургическим вмешательством.

5. Полученную величину потребления кислорода сердцем после основного этапа операции сравнивают с исходной величиной, применяя статистический t-критерий Стьюдента.

Результаты сравнения при выполнении операций устранения клапанных стенозов, сужения выходных отделов желудочков:

а) если потребление кислорода миокардом после основного этапа операции достоверно снизилось, то делается вывод, что цель коррекции достигнута, а выполненная операция эффективна;

б) если потребление кислорода миокардом после основного этапа операции не изменилось, то делается вывод, что цель коррекции достигнута, но эффективность выполненной операции сомнительна;

в) если потребление кислорода миокардом после основного этапа операции достоверно увеличилось, то делается вывод, что цель коррекции не достигнута и выполненная операция не эффективна.

Результаты сравнения при выполнении реконструктивных операций на крупных магистральных сосудах и магистральных артериях:

г) если потребление кислорода миокардом после основного этапа операции достоверно увеличилось, то делается вывод об устранении ишемии в миокарде или ее существенном уменьшении, чем достигается цель коррекции, а выполненная операция эффективна;

д) если потребление кислорода миокардом после основного этапа операции не изменилось или уменьшилось, то делается вывод, что цель коррекции не достигнута, так как ишемия не устранена, а операция не эффективна.

В случае, когда необходимо оценить эффективность трансплантированного искусственного клапана сердца в трикуспидальную или митральную позицию, производят измерения субэпикардиального кровотока в камерах сердца выше и ниже оперируемого клапана и производят измерения и вычисления, указанные в пунктах 2), 3), 4) до и после основного этапа операции.

Результат сравнения величины потребления кислорода до и после основного этапа следующий:

е) если потребление кислорода в вышележащей камере снизилось, то делают вывод о снижении рабочей нагрузки на эту камеру и тем самым достигается положительный эффект операции;

ж) если потребление кислорода в вышележащей камере не уменьшилось и осталось прежним, то делают вывод о неопределенном исходе операции (цель не достигнута, так как рабочая нагрузка на эту камеру осталась прежней), а выполненная операция не эффективна;

з) если потребление кислорода в вышележащей камере увеличилось, то делают вывод, что цель не достигнута, а выполненная операция не эффективна.

Примеры

1) Больной Пр-ов В.П. 33 лет, масса тела - 85,5 кг, рост - 185 см, диагноз - дисфункция протеза аортального клапана; выполнялась операция репротезирования аортального клапана. Измерены до основного этапа операции Нв - 140 г/л, сатурация кислородом артериальной крови - 99% (0,99) и крови из венозного синуса сердца - 45,578% (0,45578), средний по 95 измерениям субэпикардиальный кровоток - 46,58±1,87 мл/(100 г мин), по ним вычислено потребление кислорода на 100 г ткани сердца - 4,799±0,193; после основного этапа операции также измерены Нв - 100,685 г/л, артериальная сатурация - 99% (0,99) в коронарном синусе сердца - 31,75091% (0,317509), средний по 164 измерениям субэпимиокардиальный кровоток - 34,29±1,89 мл/(100г мин), по ним вычислено потребление кислорода - 3,188±0,176 мл/(100 г мин). Сравнение результатов по t-критерию Стьюдента Р<3,186-10^-9, то есть достоверно с высокой степенью значимости. Делается вывод: репротезирование аортального клапана уменьшило нагрузку на сердце, а выполненная операция - эффективна.

2) Б-ной П-ов 37 лет, масса тела - 75,5 кг, рост - 177 см, диагноз - аортальный порок сердца с преобладанием недостаточности, выполнялась операция протезирования аортального клапана. Измерены до основного этапа операции Нв - 107 г/л, сатурация кислородом артериальной крови - 99% (0,99) и крови из коронарного синуса сердца - 48,5% (0,485), средний по 98 измерениям субэпикардиальный кровоток - 53,81+1,05 мл/(100 г мин), по ним вычислено потребление кислорода - 4,009±0,078 мл/(100 г мин); после основного этапа операции измерены - Нв - 117 г/л, сатурация артериальной крови - 99% (0,99), сатурация крови из коронарного синуса - 31,9% (0,319), средний по 84 измерениям субэпикардиальный кровоток - 39,65±0,65 мл/(100 г мин), по ним вычислено потребление кислорода - 4,275±0,056 мл/(100 г мин). Сравнение результатов по t-критерию Стьюдента с высокой степенью значимости Р<0,00325 позволяет сделать вывод, что выполненная операция по замене аортального клапана протезом - не эффективны, а нагрузка на миокард увеличилась.

3) Б-ной П-шов С.В. 52 лет, масса тела - 60 кг, рост - 174 см, диагноз - дисфункция протеза митрального клапана, выполнялась операция репротезирования митрального клапана. Измерены до основного этапа операции Нв - 140 г/л, сатурация артериальной крови - 99,8% (0,998) и крови из коронарного синуса - 66,8% (0,668), средний по 33 измерениям субэпикардиальный кровоток левого предсердия - 31,188±0,743 мл/(100 г мин), по ним вычислено потребление кислорода левым предсердием - 1,839±0,044 мл/(100 г мин); после основного этапа операции измерены Нв - 104 г/л, сатурация артериальной крови - 99,6% (0,996) и крови коронарного синуса сердца - 64,1% (0,641), средний по 35 измерениям субэпикардиальный кровоток левого предсердия - 15,06±0,082 мл/(100 г мин), по ним вычислено потребление кислорода левым предсердием - 0,675±0,003 мл/(100 г мин). Сравнение результатов по t-критерию Стьюдента с высокой степенью значимости Р<5,715-10^-23 позволяет сделать вывод, что при повторной операции устранены погрешности первой, а сама операция репротезирования эффективна.

4) Б-ной М-ин А.Д. 53 лет, масса тела - 78 кг, рост - 170, диагноз - ишемическая болезнь сердца, стенокардия напряжения, выполнялась операция аортокоронарного шунтирования. Измерены до основного этапа операции: Нв - 149,6 г/л, сатурация артериальной крови кислородом -95,0931% (0,950931) и крови из коронарного синуса сердца - 41,73% (0,4173), средний по 10 измерениям субэпикардиальный кровоток сердца - 73,58±1,8164 мл/(100 г мин), по ним вычислено потребление кислорода сердцем - 7,9614±0,1965 мл/(100 г мин); после выполнения основного этапа операции измерены Нв - 125 г/л, сатурация артериальной крови кислородом - 96% (0,96) и крови из коронарного синуса сердца - 34,09% (0,3409), средний по 15 измерениям субэпикардиальный кровоток сердца - 82,659±1,0065 мл/(100 г мин), по ним вычислено потребление кислорода сердцем - 8,6677±0,1055 мл/(100 г мин). Сравнение результатов по критерию t-Стьюдента с уровнем значимости Р<0,006775 позволяет сделать вывод, что выполненное шунтирование оказалось эффективным, а ишемия миокарда уменьшилась.

5) Б-ной Ш-нов И.И. 44 лет, масса тела 72 кг, диагноз - ишемическая болезнь сердца, осложненная постинфарктным кардиосклерозом, выполнялась операция аортокоронарного шунтирования. Измерены до основного этапа операции: Нв - 150,7068 г/л, сатурация артериальной крови - 95,0195% (0,950193) и крови из коронарного синуса сердца - 40,7655% (0,407655), средний по четырем измерениям субъэпикардиальный кровоток сердца - 93,589±1,887 мл/(100 г мин), по ним вычислено потребление кислорода сердцем - 10,368±0,209 мл/(100 г мин); после выполнения основного этапа операции измерены Нв - 140,55 г/л, сатурация артериальной крови кислородом - 95,02% (0,9502) и крови из коронарного синуса сердца - 40,232% (0,40232), средний по четырем измерениям субэпикардиальный кровоток сердца - 85,088±1,29 мл/(100 г мин), по ним вычислено потребление кислорода сердцем - 8,878±0,134 мл/(100 г мин). Сравнение результатов по t-критерию Стьюдента с уровнем значимости Р<0,000509 позволяет сделать вывод, что выполненное шунтирование оказалось неэффективным и существующая ишемия миокарда увеличилась.

ЛИТЕРАТУРА

1. Маршалл Р.Д., Шеферд Дж.Т. Функция сердца у здоровых и больных. Пер. с анг. М.: Медицина, 1972. - 391 с. (с.297-306).

2. Кассирский Г.И., Куликова А.Т. О применении пробы с дозированной физической нагрузкой у больных после закрытой митральной комиссуротомии //Кардиология. - 1972. - Т.12. - №5. - с.50-52.

3. Амосов Н.М., Бендет Я.А. Физическая активность и сердце. - Киев: Здоровья, 1989. - 214 с. (с.172-185).

4. Браунвальд Е., Росс Дж., Зонненблик Е.Х. Механизмы сокращения сердца в норме и при недостаточности. Пер. с англ. М.: Медицина, 1974. - 174 с. (стр. 82-86).

5. Орлов Л.Л., Шилов А.М., Ройтберг Г.Е. Сократительная функция и ишемия миокарда. М.: Наука, 1987. - 247 с. (стр. 26).

6. Опи Л.Х. Обмен веществ и энергии в миокарде. /Физиология и патофизиология сердца (Ред. Н.Сперелакис). Пер. с англ. Том 2. - М.: Медицина, 1988 г. - С.7-63 (стр.49).

7. Патофизиология легких. Москва. Бином, 1997 г., с.158.

Изобретение относится к медицине, кардиохирургии. Во время кардиохирургической операции проводят измерение миокардиального кровотока в различных точках поверхности миокарда, содержания кислорода и гемоглобина артериальной крови и венозной крови из коронарного синуса сердца до и после основного этапа операции. Вычисляют потребление кислорода для всего сердца или на 100 г его массы либо для отдельных камер сердца. По изменению величины потребления кислорода оценивают эффективность коррекции при устранении клапанного стеноза или сужения выходного отдела, при реконструктивных мероприятий на магистральных сосудах, при протезировании клапанов сердца. Способ позволяет оценить эффективность операциии уже во время ее выполнения. 3 з.п. ф-лы.

1. Способ интраоперационной оценки эффективности кардиохирургической коррекции, включающий измерение миокардиального кровотока, содержания кислорода и гемоглобина артериальной крови и венозной крови из коронарного синуса сердца, отличающийся тем, что интраоперационно до и после основного этапа операции миокардиальный кровоток регистрируют в различных точках поверхности миокарда лазер-допплеровским флоуметром, определяют общее потребление кислорода для всего сердца или на 100 г его массы, либо для отдельных камер сердца, и по изменению величины потребления кислорода оценивают эффективность коррекции.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что устранение клапанного стеноза или сужения выходного отдела эффективно, если потребление кислорода уменьшилось, неэффективно при увеличении потребления кислорода и малоэффективно, если потребление кислорода не изменилось.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выполнение реконструктивных мероприятий на магистральных сосудах эффективно при увеличении потребления кислорода и неэффективно, если потребление кислорода уменьшилось или не изменилось.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при протезировании клапанов сердца миокардиальный кровоток регистрируют в камерах сердца выше и ниже оперируемого клапана, и при снижении потребления кислорода в вышележащей камере операция эффективна, при увеличении потребления кислорода неэффективна и малоэффективна, если потребление кислорода не изменилось.