Возможные направления дальнейших исследований

В рамках темы настоящего исследования изложенные выше результаты образуют логически завершенную систему. С клинической и технической точек зрения охарактеризованы инвазивный и неинвазивный методы мониторинга производительности сердца, проведена оценка со­впадения и воспроизводимости их результатов, предложен метод верификации последних по эталону потока. В то же время из полученных данных вытекает ряд следствий и возможностей, которые мы хотели бы обсудить в данном разделе. Прежде всего, заслуживает внимания методика расчета ударного объема крови по данным реографии. Лежащие в основе формулы М.И. Тищенко допущения о равномерном притоке крови в сосуды в фазу систолы и равномерном оттоке ее на протяжении всего кардиоцикла выглядят с точки зрения биомеханики не вполне правдоподобными. С учетом кинетики сердечного сокращения и механического ответа сосудов на прирост объема крови значительно более вероятными представляются S-образная или экспоненциальная зависи­мости прироста объема от времени на протяжении систолы. Зависимость скорости оттока от колеблющегося венозного давления также ставит вопрос о совершенствовании расчет­ного алгоритма.

В то же время высокая информативность современной реографии заставляет задуматься о принципиально новых возможностях в анализе кардиоцикла. Уникальным свойством реографического исследования является способность не только определять дискретные вели­чины ударных объемов крови (что недоступно при термодилюции!), на и — в силу непрерыв­ного характера и неинвазивности метода — накапливать вариационные ряды этих величин. Показана также способность реографии достаточно точно идентифицировать разделитель­ные моменты фаз кардиоцикла [1014]. Все это создает возможность неинвазивной оценки сократимости и растяжимости миокарда. Например, в простейшем варианте такая оценка может быть проведена по характеристикам зависимостей ударного объема от времени соответственно систолы и диастолы при фиксированных (за время накопления вариацион­ного ряда УОК) величинах соответственно пост- и преднагрузки левого желудочка (см. соотношение (3)).

В частности, исследование зависимости УОК от длительности предшествующей диастолы Т на фоне задержки дыхания (т.е. фиксированного уровня преднагрузки), возможно, позволит коли­чественно охарактеризовать диастолическую растяжимость миокарда. Для этой цели может быть испытан простейший показатель вида dVOK_n/dT_D(n-1) исключающий необходимость измерений преднагрузки и абсолютных величин конечно-диастолического объема. С другой сторо­ны, почти аналогичный объемно-временной (или потоково-временной) анализ систолы может дать количественное представление о состоянии сократимости. Важно отметить, что "тестовый режим", создающий необходимые предпосылки для возникнове­ния и анализа описанных зависимостей, создается естественными флюктуациями ритма серд­ца, а неинвазивный характер методик не ограничивает длительности и широты их применения у самых различных категорий пациентов.

С другой стороны, анализ кардиоцикла в реальном времени предоставляет новые возможнос­ти и в оценке биомеханики сосудистой системы, в частности, артериальной части русла боль­шого круга. При расчете общепринятого сегодня показателя ОПСС, как известно, пульсирую­щие потоки и, соответственно, пульсирующие величины давления в артериях аппроксимируют­ся постоянными ("демпфированными") значениями. Ясно, что такая процедура непременно при­водит к утрате части важной информации о реальном состоянии сосудов. Учитывая, что поток крови в артериальной системе и величины давления в ней являются функци­ями времени, а гидравлическое сопротивление действительно равно отношению разности дав­лений на границах участка к величине потока, запишем обобщенную формулу вида:

Сегодня в клинике имеется техническая возможность исследовать в реальном времени как динамику АД, так и величины потока. В результате вместо условной цифры ОПСС оказы­вается принципиально возможным получать кривую зависимости мгновенных значений со­судистого сопротивления от времени со всеми вытекающими отсюда преимуществами. В частности, становится возможной оценка динамики гидравлического сопротивления сосу­дистых систем под влиянием изменений потока — например, по показателю dR/dt (количе­ственная оценка феномена раскрытия, доказанного ранее лишь для сосудов малого круга). Учитывая несжимаемость крови, такая оценка предоставит клиницисту информацию о состоянии тонуса сосудов, менее зависимую от влияния реологических факторов, чем тра­диционные показатели сопротивления. С другой стороны, динамический анализ новых по­казателей на фоне терапии потенциально способен объективизировать оценку вазотропных эффектов.

В военном деле, кораблестроении, авиации, энергетике и других сферах высокого риска давно и плодотворно используется принцип натурного эксперимента — имитация рабочего режима в условиях, когда потеря управления не влечет за собой тяжких последствий. В доступной литературе мы встречали лишь разрозненные попытки спрогнозировать те или иные стороны гемодинамических ответов (примером может служить работа [1378]), на не систематичные программы дооперационной "обкатки" физиологических систем больного. В то же время наши результаты наглядно демонстрируют возможность с помощью дооперационного тестирования прогнозировать предстоящие особенности гемодинамики боль­ного на операционном столе. В результате стереотип гемодинамических реакций оказы­вает, по нашему мнению, более значимое влияние на режим гемодинамики во время опе­рации и анестезии, чем выбор препарата или даже метода. Возможности, создаваемые предложенной нами моделью эталонного потока для исследова­ния методов измерения сердечного выброса, представляются не исчерпанными. Так, влияние степени топической равномерности распределения МОК относительно электродов (т.е соот­ношения регионарных сосудистых сопротивлений) на результаты реографии должно быть изу­чено в специальной серии измерений, когда на фоне постоянной объемной скорости перфузии сосудистый тонус будет значимо и целенаправленно меняться высокоселективными препара­тами ультракороткого действия. Только такой клинический эксперимент позволит либо подойти к реографической формуле УОК, где одним из аргументов должно быть ОПСС, либо полнос­тью исключить присутствие данной зависимости. Наконец, исследования реографического метода на модели эталонного потока наводят на мысль о возможности исключить другой потенциальный источник ошибок метода — отличие формы проводника (тела человека между электродами) от идеального цилиндра. В частно­сти, такое исследование метода на эталонном биологическом проводнике позволило бы в более чистом эксперименте проверить основные постулаты реографии — идею о равно­мерном распределении кровенаполнения тканей, отмеченные выше сомнения относитель­но формы зависимостей притока и оттока от времени и т.д. В роли эталонного цилиндри­ческого проводника при этом может быть использован участок тела крупной змеи, а в ка­честве референтного метода измерения МОК — допплерография потока крови в устье аорты, отходящей от единственного желудочка сердца (что существенно упрощает анато­мическую ориентировку).

Заключение

Настоящее исследование посвящено центральной гемодинамике, понимаемой как один из объектов контроля и управления в рамках современной анестезии. Именно из такой трактовки исходят не только выводы, на и исходные позиции работы. Ключевым параметром, подлежащим контролю и управлению во время анестезии, является сердечный выброс. Эта ведущая роль обусловлена не только физиологической значимостью данного показателя, на и возможностями его измерения и влияния на него, создаваемыми со­временными технологиями.

Соблюдение достаточно простых технических условий делает реомониторинг центральной ге­модинамики мощным и практичным инструментом клинико-физиологического исследования. В обозримом будущем метод, не имеющий ограничений по риску и длительности использования, может стать ключевым элементом стандарта мониторинга кровообращения в периоперационном периоде.

Одним из вариантов клинического использования реомониторинга является его применение во время и после операций с искусственным кровообращением, позволяющее калибровать неинвазивный метод по эталонному потоку АИК с тем, чтобы впоследствие корректировать его результаты у конкретного больного.

Метод катетеризации легочной артерии баллонным кататером Swan-Ganz, обладает своим специфическим спектром показаний, к которым относится прежде всего необходимость изби­рательной оценки преднагрузки левого желудочка. В то же время ввиду безопасности и хоро­ших метрологических параметров реомониторинга измерение сердечного выброса нельзя от­нести к числу показаний к катетеризации.

Гемодинамический профиль анестезии в большей степени определяется выбором между об­щей или регионарной ее методиками, нежели выбором конкретной схемы или препарата. В случае общей анестезии главным эффектом является снижение производительности сердца, отчасти компенсируемое увеличением системного сосудистого сопротивления. При регионар­ной анестезии, напротив, первичным результатом симпатического блока становится падение сопротивления сосудов, возможности компенсации которого зависят от способности сердеч­но-сосудистой системы увеличить сердечный выброс. Эволюция подходов к интраоперационной гемодинамике принципиально вполне соответствует смене исторических эпох в развитии анестезиологии. Первая эпоха, начавшаяся с момента внедрения наркоза (1846), характеризовалась господ­ством моноанестезии — вначале только ингаляционной, а затем и неингаляционной. Основной памятник этой эпохи — детальная разработка стадий наркоза. В центре внимания исследова­ний гемодинамики (которых, кстати, немного!) — проблема внезапной остановки кровообра­щения на операционном столе.

С 1942 года, когда благодаря H.R. Griffith и Е. Johnson миорелаксация впервые была фар­макологически отделена и осознана как независимый компонент анестезии, начинается отсчет следующей эпохи — многокомпонентной анестезии. Ее основные вехи и памятники — различные схемы анестезии (НЛА, атар-, транкв-, альфалепт- и т.п.). Исследования инт­раоперационной гемодинамики в эту эпоху концентрируются на проблеме артериальной гипертензии как проявления неадекватной антиноцицептивной защиты. Соответственно такому пониманию главным путем коррекции видится такое видоизменениесхемы анесте­зии, которое позволило бы исключить гипертензивные реакции. Центральной задачей гемодинамического контроля надолго становится оптимизация уровня АД. В сознании не толь­ко многих практических анестезиологов, на и исследователей эта эпоха продолжается и по сей день.

И все же на очереди третий этап развития, который пока можно условно назвать эпохойселек­тивной анестезии. Осознается возможностьраздельно контролировать все компоненты анес­тезиологического пособия — гипноз, аналгезию, релаксацию, управление легочным газообме­ном, кровообращением, водно-ионным балансом и т.д. Толчком опять послужило развитие фар­макологии: общая тенденция сегодня — внедрение все более селективных препаратов (уже не появляются новыеанестетики в полном смысле слова!) со все более коротким действием и — что еще важнее! —избирательных же антагонистов (налоксон, амантадин, флумазенил и т.п.). Кроме того, технологии контроля в реальном времени (мониторинга) основных физиологичес­ких процессов также способствовали осознанию селективности управления по принципу соот­ветствия "отдельный параметр — отдельный прибор — отдельный рычаг". Из этого разделения вы­текает и функциональная самостоятельность управления гемодинамикой. Оно рассматривает­ся как одна из важных задач, целенаправленно решаемых комплексом средств, предназначен­ных специально для этой цели. Таким образом, анестезиолог из созерцателя побочных гемодинамических эффектов анестетиков, выбранных им в меру своих возможностей и эрудиции, превращается в оператора, располагающего отдельными органами для контроля и управления каждой функцией.

Анализ данных литературы и результатов наших исследований позволяет, таким образом, сфор­мулировать следующие главные выводы.

• Минутный объем кровообращения — важнейший объект гемодинамического мониторинга во время анестезии, поскольку падение МОК лежит в основе всех вариантов острой циркуляторной недостаточности, определяя ее динамику и прогноз. Параметрами второго уров­ня следует считать величины пред- и постнагрузки сердца, раскрывающие механизм рас­стройства гемодинамики в конкретной ситуации.

• Результаты реографического мониторинга МОК демонстрируют хорошее совпадение, бо­лее высокую воспроизводимость и менее выраженную зависимость ошибки от уровня изме­ряемой величины в сопоставлении с результатами термодилюционного метода.

• Реографическое определение МОК характеризуется высокой точностью, что подтвержда­ется хорошим совпадением его результатов с величинами заданной объемной скорости перфузии в условиях искусственного кровообращения на фоне кардиоплегии.

• В качестве калибровочной процедуры для повышения точности результатов реографичес­кого определения МОК в постперфузионном периоде может использоваться реография искусственного кровообращения.

• Реографический метод мониторинга МОК представляется оптимальным по соотношениям клинической эффективности с риском и финансовыми затратами. Показанием к катетери­зации легочной артерии остается лишь необходимость измерения давления заклинивания легочной артерии в ситуациях, когда центральное венозное давление не отражает истин­ной величины преднагрузки левого желудочка.

• Для большинства типов современной общей анестезии характерно снижение сердеч­ного выброса, компенсируемое ростом общего периферического сосудистого сопро­тивления, причем наибольшую стабильность сердечного выброса обеспечивает комби­нация этомидата и опиоидов. В противоположность этому, регионарная и комбиниро­ванная регионарная анестезия первично снижают общее периферическое сопротив­ление, а стабильность гемодинамики обеспечивается компенсаторным увеличением сердечного выброса.

• Непременным условием выбора центрального регионарного блока или комбинированной регионарной анестезии является наличие у пациента функционального резерва увеличения сердечного выброса.

• Целенаправленная коррекция гипертензивных эпизодов во время анестезии возможна лишь на основании данных о величине МОК и постнагрузки левого желудочка, обосновывающих выбор между адренолитиками, нитратами и антагонистами кальция.

• Прогностическим критерием разграничения критического инцидента и гемодинамичес­кого осложнения анестезии может служить величина дефицита перфузии, определяемого интегрированием по времени дефицита сердечного индекса по отношению к его исход­ному уровню.

• Лабильность и хорошая управляемость показателей центральной гемодинамики в усло­виях современной анестезии позволяет считать их скорее самостоятельным объектом це­ленаправленного управления, чем независимым критерием качества анестезиологичес­кой защиты.

• В качестве цели управления функцией сердечно-сосудистой системы во время анестезии при непременном условии метаболической достаточности МОК может рассматриваться минимизация энергетической цены гемодинамики, которая, в свою очередь, может быть оха­рактеризована расходом механической работы левого желудочка на 1 л потребленного тканями кислорода.

Из результатов работы вытекают несколько практических рекомендаций, в сжатом виде изло­женных ниже.

• В качестве рутинного метода мониторинга минутного объема кровообращения в практи­ке общей анестезиологии следует использовать реографический, в частности, тетраполярную интегральную реографию тела по методике М.И. Тищенко с компьютерной обра­боткой сигнала в реальном времени. При этом следует обращать особое внимание на минимизацию возможных артефактов записи, тщательно соблюдая правила наложения электродов, обеспечивая надежное заземление всех элементов аппаратуры и операци­онного стола, а также задавая время осреднения мониторируемых показателей чуть мень­шим по сравнению с минимальной периодичностью появления малых артефактов (обычно для условий операционной это 7-15 с).

• Показанием для катетеризации легочной артерии с помощью баллонного катетера Swan-Ganz является не потребность в мониторинге МОК, а лишь небходимость изме­рения давления заклинивания легочной артерии в тех ситуациях, когда ЦВД не отра­жает или может не отражать истинную величину преднагрузки левого желудочка. Ис­пользование у взрослых пациентов катетера калибра 5F снижает инвазивность вме­шательства и позволяет непрерывно мониторировать кривые давления не только в легочной артерии, на и в правом желудочке, своевременно корректируя осевые сме­щения катетера.

• У больных, оперируемых в условиях полного искусственного кровообращения, задан­ные величины объемной скорости перфузии могут быть использованы как эталон МОК для калибровки прибора, который предполагается применять для мониторинга сердеч­ного выброса в постперфузионном периоде. Для этого по двум или более парным зна­чениям строится калибровочный график или аналитическим путем (например, методом наименьших квадратов) выводится уравнение регрессии, связывающее истинные и из­меренные значения МОК, а затем измеренные значения корректируются по графику или уравнению.

• Стабильность центральной гемодинамики во время анестезии, определяемая прежде всего устойчивостью уровня МОК, может быть повышена за счет мониторирования это­го показателя, снижающего время реакции врача на его отклонения, обеспечения бо­лее гладкого фармакокинетического профиля вводимых препаратов, что может быть достигнуто максимально широким использованием непрерывных дозированных инфузий и минимизацией лекарственных взаимодействий, достигаемой поочередным введе­нием препаратов с выдерживанием между ними временных интервалов, соразмерных времени реакции основных показателей центральной гемодинамики. Среди изученных нами схем анестезии наибольшая стабильность МОК характерна для сочетания этомидата и фентанила.

• Непременным условием выбора регионарной или комбинированной регионарной анесте­зии является наличие у пациента функционального резерва увеличения МОК, что может быть оценено в дооперационном периоде, например, с помощью известных фармакологи­ческих проб с вазодилататорами.

• Эпизоды артериальной гипертензии во время анестезии, некупируемые усилением ее аналгетического или гипнотического компонентов, требуют дифференцированно­го подхода в зависимости от механизма их развития. В случае, если ведущей причи­ной гипертензии является гипердинамия, препаратами выбора являются бета-адреноблокаторы, в случае преобладания вазоконстрикторного механизма следует исполь­зовать нитраты, а относительно равная вовлеченность обоих механизмов является показанием к применению антагонистов Са⁺⁺. Мониторирование МОК и ОПСС по­зволяет парировать эти отклонения по описанной схеме еще до развития выраженной артериальной гипертензии.

• Опасность развития в периоперационном периоде острой циркуляторной недостаточ­ности, требующей катехоламиновой поддержки гемодинамики, может быть спрогнозирована по показателю дефицита перфузии, представляющего собой временной интег­рал дефицита сердечного индекса по отношению к его исходному значению. Величины дефицита перфузии более 84,5 л•м^-2 с высокой вероятностью говорят о переходе кри­тического инцидента в осложнение анестезии, а его текущая величина может рассмат­риваться как показатель наличного резерва времени в процессе коррекции критичес­кого инцидента.

• Оценка энергетической эффективности режима кровообращения может быть осуществле­на по величине отношения механической роботы левого желудочка к потреблению орга­низмом кислорода за тот же временной интервал, названного нами приведенной работой левого желудочка (ПРЛЖ):

ПРЛЖ (Дж•л^-1) =РЛЖ/VО₂

В условиях стабильного течения анестезии значения ПРЛЖ колеблются в пределах 300 ± 70 Дж•л^-1.

Автор надеется, что основная идея этой работы — необходимость и своевременность монито­ринга сердечного выброса в повседневную практику общей анестезиологии — будет встрече­на с пониманием научной и врачебной общественностью нашей страны.