Прогнозирование гипотермии и сопутствующих изменений гемодинамики и газообмена во время общей анестезии
На правах рукописи
Григорьев Сергей Валентинович
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ГИПОТЕРМИИ И СОПУТСТВУЮЩИХ ИЗМЕНЕНИЙ ГЕМОДИНАМИКИ И ГАЗООБМЕНА ВО ВРЕМЯ ОБЩЕЙ АНЕСТЕЗИИ
14.00.37 – анестезиология и реаниматология,
03.00.13 – физиология
Автореферат диссертации
на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Ростов-на-Дону 2006
Работа выполнена в ГОУ ВПО Кубанском государственном медицинском университете, ФГУ Российском центре функциональной хирургической гастроэнтерологии МЗиСР РФ.
Научные руководители: доктор медицинских наук профессор
Заболотских Игорь Борисович;
доктор медицинских наук
Шифман Ефим Муневич.
Официальные оппоненты: доктор медицинских наук профессор
Женило Владимир Михайлович;
доктор медицинских наук
Курзанов Анатолий Николаевич.
Ведущая организация: Московская медицинская академия
им. И.М. Сеченова.
Защита состоится «_20_» ___апреля_____ 2006 г. в «12» час «00» мин.
на заседании диссертационного совета Д 208.082.05
при ГОУ ВПО Ростовском государственном медицинском университете
(344022, г. Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке
ГОУ ВПО Ростовского государственного медицинского университета.
Автореферат разослан «_17_» ____марта________ 2006 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
доцент В.А. Шовкун
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования.
Обеспечение безопасной и комфортной для пациента анестезиологической защиты во время длительных оперативных вмешательств на органах брюшной полости является одной из важных проблем клинической анестезиологии. В последние годы отмечается тенденция к переходу от рутинного мониторинга жизненно важных функций организма к активному прогнозированию их изменений.
Оперативное вмешательство представляет собой выраженную форму агрессии, на которую организм реагирует комплексом сложных реакций. На первом месте как по значению, так и по уделяемому анестезиологами вниманию стоят гемодинамические реакции: колебания артериального давления и частоты сердечных сокращений, увеличение или снижение сердечного выброса и общего периферического сопротивления (Дамир Е.А. и соавт., 1974; Антофьев В.Ф. и соавт., 1984; Дынько Ю.В. и соавт., 2005; Flynn C., 1996; Stiletto R. et al., 2001; Morgan T.J., 2004; Sun L.S., Schwarzenberger J., 2004). В связи с этим активно обсуждаются методы мало- и неинвазивного определения показателей гемодинамики (Лебединский К.М., 2000; Станченко И.А. и соавт., 2001). Важной проблемой является поддержание адекватного газообмена, обеспечивающего постоянство газового гомеостаза (Морган Д.Э., Михаил М.С., 2003; Wilson W.C., Benumof J.L., 2004). Влияние факторов окружающей среды, манипуляции хирургов и анестезиологов приводят к снижению температуры тела различной выраженности, часто к значительной гипотермии (Бердикян А.С., Марченко А.В., 2002; Sessler D.I., 2004). Развившаяся гипотермия разнообразно действует на сердечно-сосудистую систему и газообмен (Сесслер Д.И., 1997; Мицуков Д.Г., Назаров И.П., 2004; Scherer R., 1997; Frank S.M. et al., 1997; Motamed S. et al., 1998; Backlund M. et al., 1999; Hansen et al., 1999; Tanaka M. et al., 2001).
Фундаментальные исследования (Аладжалова Н.А., 1962, 1979, 1982; Бехтерева Н.П., 1988; Илюхина В.А. 1983, 1986, 1987, 1989, 2004; Илюхина В.А., Заболотских И.Б., 1993, 1997; Заболотских И.Б., 1988, 1993, 1997) аргументировали представления о роли сверхмедленных биопотенциалов, определяемых методом омегаметрии, в нейрогуморальной регуляции приспособительных механизмов организма и в формировании физиолого-биохимических основ индивидуально-типологических реакций на стрессорное воздействие. Было установлено, что течение анестезии у больных зависит от предоперационного функционального состояния: величины омега-потенциала (Заболотских И.Б., Малышев Ю.П., 1996; Шевырев А.Б., 1998; Станченко И.А., 1999; Заболотских И.Б., Магомедов М.А., 2005) и частоты сверхмедленных колебаний биопотенциалов (Иващук Ю.В. и соавт., 2002, 2003; Заболотских И.Б. и соавт., 2003).
Учитывая вышеизложенное, целью исследования явилась разработка алгоритма прогнозирования гипотермии и сопутствующих изменений гемодинамики и газообмена в условиях общей анестезии при длительных абдоминальных операциях.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучение состояния терморегуляции во время общей анестезии при длительных абдоминальных операциях.
2. Определение связи интранаркозной динамики температуры тела и омега-потенциала.
3. Сравнительный анализ показателей ударного индекса, полученных инвазивными и расчетными методами.
4. Изучение изменений гемодинамики и газообмена во время анестезии и определение связей с изменениями температуры при различном предоперационном функциональном состоянии.
5. Определение групп риска развития сопутствующих интраоперационной гипотермии расстройств гемодинамики и газообмена по данным предоперационной омегаметрии.
Научная новизна исследования.
В настоящей работе впервые:
- обнаружена взаимосвязь между исходным функциональным состоянием и изменениями гемодинамики и газообмена при гипотермии разной степени;
- с помощью кластерного анализа определена взаимосвязь между инвазивным и неинвазивным определением ударного индекса;
- показано наличие зависимостей между динамикой омега-потенциала и температурой на этапах анестезии.
Теоретическая значимость исследования.
Полученные данные углубляют представления об изменении температуры тела и сопутствующих изменениях гемодинамики и газообмена во время общей анестезии. Расширены представления о прогностической значимости сверхмедленных биопотенциалов. Обоснован способ определения ударного объема сердца.
Практическая значимость исследования.
Установлен высокий риск развития непреднамеренной интраоперационной гипотермии во время общей анестезии при длительных операциях на органах брюшной полости. Предложен способ точного неинвазивного определения ударного объема сердца. Установлены группы риска развития неблагоприятных изменений гемодинамики и газообмена во время общей анестезии.
Реализация работы.
Результаты исследований внедрены в отделениях анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии Российского центра функциональной хирургической гастроэнтерологии, в анестезиолого-реанимационном отделении №1 МЛПУЗ «Городская больница №1 им. Н.А. Семашко» (Ростов-на-Дону) и на кафедре анестезиологии, реаниматологии и трансфузиологии ФПК и ППС Кубанского государственного медицинского университета.
Апробация работы.
По материалам работы опубликовано 22 научные работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на I и II съездах анестезиологов-реаниматологов Юга России (2001, 2003), Съезде анестезиологов-реаниматологов Краснодарского края (2004), научном симпозиуме, посвященном 85-летию КГМУ (2005).
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 160 страницах и состоит из введения, обзора литературы, главы материала и методов исследования, 5 глав результатов исследования и обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографии (173 отечественных и 104 иностранных источников). Работа содержит 34 рисунка и 13 таблиц.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В работе обобщены и представлены результаты исследований, проведенных за 12-24 часа до начала анестезии (исходный фон) и в процессе проведения общей анестезии у 98 больных в возрасте от 36 до 66 лет без выраженной сопутствующей патологии. Мужчины составили 57,2%, женщины – 42,8%. Операционно-анестезиологический риск был оценен III-IV ст. по МНОАР, физический статус II-III ст. по ASA. Возрастных и половых различий между группами выявлено не было.
Всем больным в плановом порядке были выполнены оперативные вмешательства на органах брюшной полости. Длительность анестезии составила 395 (262-720) минут. Достоверных различий по виду и длительности оперативного вмешательства между группами не выявлено.
При анализе динамики температуры ядра было обнаружено четыре паттерна, что позволило сформировать 4 группы. В зависимости от исходной активности механизмов компенсации метаболических расстройств, определенной по числу сверхмедленных колебаний биопотенциалов (СМКБ) за 10 мин, больные каждой из групп были разделены на подгруппы (Табл. 1).
Из исследования исключались больные с острой массивной кровопотерей, для коррекции которой требовались вазопрессоры и инотропная поддержка, с остро развившимися нарушениями ритма, сопровождающимися нестабильностью гемодинамики.
Обследованные больные оперированы в условиях тотальной внутривенной анестезии (ТВА) по схеме, применяемой в РЦФХГ (Заболотских И.Б., Малышев Ю.П., 1996). Меры профилактики гипотермии включали только укрывание больного стерильным бельем в два слоя.
Таблица 1.
Выделенные группы больных
| Группы | Подгруппы в зависимости от активности механизмов компенсации метаболических расстройств (число больных) | |||
| А | Б | В | Г | |
| 1 (n=52) | 14 | 12 | 12 | 14 |
| 2 (n=26) | 6 | 8 | 4 | 8 |
| 3 (n=12) | - | 6 | 4 | 2 |
| 4 (n=8) | - | - | 2 | 6 |
| Примечание: А – отсутствие СМКБ (0 Гц), Б – единичные СМКБ (0,0016-0,005 Гц), В – умеренная волновая активность (СМКБ 0,006-0,020 Гц), Г – высокая волновая активность (СМПК >0,021 Гц) | ||||
Стандартная премедикация включала двукратный прием (на ночь и утром за 1,5-2 часа до операции) таблетированных бензодиазепинов (0,14-0,2 мг/кг диазепама) и сублингвально 75-150 мкг клофелина (Малышев Ю.П. и соавт., 1991; Садчиков Д.В. и соавт., 1998). Второй этап премедикации включал внутримышечное введение за 40-60 минут до поступления в операционную бензодиазепинов (0,14 мг/кг диазепама) и холинолитиков (0,01 мг/кг атропина).
Обязательными компонентами ТВА являлись бензодиазепины, кетамин и фентанил. Индукция анестезии осуществлялась по схеме: прекураризация пипекурония бромидом (15-20 мкг/кг), диазепам (0,12-0,15 мг/кг), кетамин (1,3-2,0 мг/кг), фентанил (2,5-3,5 мкг/кг), деполяризующий релаксант (листенон 1,5-2 мг/кг). После выполнения оротрахеальной интубации начинали ИВЛ. Поддержание общей анестезии проводили внутривенной инфузией шприц-насосом кетамина 1,0-1,7 мг/(кгч), фентанила 5-8 мкг/(кгч); вводили диазепам 0,05-0,2 мг/(кгч). На травматичных этапах операции для купирования артериальной гипертензии и/или тахикардии дополнительно вводились болюсы фентанила 100-200 мкг и дроперидола 2,5-5 мг. Миоплегия поддерживалась болюсным введением пипекурония бромида 30±3 мкг/(кгч). Объем инфузии варьировал от 7 до 18 мл/(кгч), соотношение коллоиды/кристаллоиды составляло 1:3-1:4. ИВЛ проводили респираторами РО-9Н (Россия) или Julian (Draeger, Германия) воздушно-кислородной смесью (FiO2=0,3-0,4) в режиме легкой гипервентиляции и нормовентиляции, начальный минутный объем вентиляции рассчитывали по формуле Т.М. Дарбиняна, величину дыхательного объема определяли из расчета ДО=7-8 мл/кг массы тела пациента (Гологорский В.А., 1994), при этом пиковое давление в дыхательных путях во время вдоха не превышало 18 см вод. ст.
Стандарт мониторинга был основан на «Минимальном мониторном стандарте», принятом в Гарвардской медицинской школе (Cooper J.B., 1984; Eichorn J.H., 1988; Winter A., Spens A.A., 1990), с учетом реального наличия мониторного оборудования при абдоминальных хирургических операциях в нашей стране на сегодняшний день.
У всех больных проводили исследование показателей температуры тела, центральной гемодинамики и газообмена на следующих этапах: исходный уровень (накануне операции), перед индукцией анестезии, 1-3-й и 4-8-й часы анестезии.
За 12-24 часа до операции осуществлялась регистрация СМБП методом омегаметрии (Заболотских И.Б., 1988) с последующим анализом динамической составляющей спонтанной динамики – СМКБ. Регистрация СМБП осуществлялась аппаратно-компьютерным комплексом «Омега-4» по стандартной методике в отведении «центральная точка лба – тенар», в течение 10 минут в состоянии спокойного бодрствования больных. Для регистрации СМБП использовали неполяризующиеся жидкостные хлорсеребряные (Ag/AgCl) электрофизиологические электроды. Активный электрод устанавливали в лобной области по средней линии на расстоянии 2 см от надбровных дуг. Референтный электрод располагали в области тенара доминирующей руки (Заболотских И.Б., 1993).
В число исследуемых гемодинамических параметров вошли: частота сердечных сокращений (ЧСС, мин-1), систолическое (АДс, мм рт.ст.) и диастолическое (АДд, мм рт.ст.) артериальное давление, среднее динамическое давление (СДД, мм рт.ст.); ударный индекс (УИ, мл/м2); сердечный индекс (СИ, л/(минм2)); общее периферическое сосудистое сопротивление (ОПСС, динс-1см-5); вегетативный индекс Кердо (ВИК, усл. ед.); двойное потребление миокардом кислорода (ДП, усл. ед). (И.Б. Заболотских, И.А. Станченко, 1999; И.Б. Заболотских, С.В. Григорьев, 2002, патент РФ № 2186520, 2002). В число исследуемых параметров газового гомеостаза вошли: индекс минутного объема дыхания (ИМОД, л/минкг), фракция выдыхаемого СО2 (FetCO2, мм рт. ст.), насыщение гемоглобина кислородом (сатурация) – SpO2 (%).
Для обеспечения точного неинвазивного определения показателей центральной гемодинамики дополнительно были обследованы 263 реанимационных больных, которым проводился инвазивный мониторинг центральной гемодинамики (дискретная термодилюция). С использованием кластерного анализа (последовательное применение агломеративного метода и метода k-средних) были выделены кластеры параллельно полученных величин (инвазивных и неинвазивных – по формуле Старра) ударного индекса. В полученных кластерах был проведен сравнительный анализ величин УИ с определением согласующего коэффициента k для каждого кластера.
Статистические расчеты проводились с помощью программ Primer of Biostatistics 4.03 (McGraw Hill, США) и Statistica 5.0 (StatSoft Inc., США) на ПЭВМ. Учитывая характер распределения, использовались непараметрические методы статистического анализа. Величины показателей приведены в виде медианы (Ме), 25-го и 75-го процентилей (25% и 75%, соответственно), либо в виде диапазонов. Для сравнения показателей в группах использовали критерий Дана, Даннета и Ньюмена-Кейлса. Для оценки корреляционных зависимостей между показателями использовали критерий ранговой корреляции Спирмена (=0,05).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Состояние терморегуляции во время длительной общей анестезии при длительных абдоминальных операциях
Анализ исходных показателей температуры ядра и периферии не обнаружил межгрупповых различий, у всех пациентов отмечалось состояние нормотермии. При анализе паттернов температуры мы обнаружили четыре их типа. Первый соответствовал классическому описанию снижения температуры в условиях общей анестезии и включал три фазы – фазу резкого снижения Т, плавного линейного снижения Т и фазу «плато». Второй паттерн характеризовался тем, что после резкого начального снижения температуры темп снижения замедлялся, но температура продолжала прогрессивно снижаться на всех этапах. Паттерн 3 отличался V-образной динамикой температуры. То есть после начального снижения температуры после 2-3 часа анестезии отмечалось устойчивое значительное ее повышение, тем не менее она не достигала исходного уровня на этапе анестезии. При паттерне 4 не отмечалось даже начальной гипотермии перераспределения, от индукции анестезии и до ее окончания температура оставалась постоянной, с колебаниями в пределах 0,5 С. Соответственно описанным паттернам температуры ядра больных разделили на 4 группы (Рис. 1).
С учетом найденных различный паттернов динамики температуры ядра обнаружено, что во всех подгруппах, кроме 1Г и 3Б, на этапах анестезии развивается по меньшей мере легкая гипотермия. В подгруппе 1А и всей группе 2 после 3-го часа анестезии развивается умеренная гипотермия (снижение достоверно по сравнению с исходными значениями). Что касается фазы гипотермии перераспределения (1-й час), то температура ядра в подгруппе 3Б достоверно выше, чем в подгруппах 1Б и 2Б, что может объяснять развитие V-образного паттерна температуры за счет меньших потерь тепла на данном этапе (рис. 2).
Следует отметить, что при паттерне 3Г у пациентов все же развивается умеренная гипотермия, но после этого температура повышается в среднем на 1,5 С.
паттерн 1 паттерн 2
паттерн 3 паттерн 4
Рисунок 1. Типология паттернов динамики температуры ядра на этапах общей анестезии.
2. Связь интранаркозной динамики температуры тела и омега-потенциала
Соответственно обнаруженным паттернам динамики температуры и предоперационным показателям сверхмедленных электрофизиологических процессов пациенты были разделены на группы и подгруппы. По результатам дисперсионного анализа исходное функциональное состояние между группами по величине СМКБ достоверно различается.
В группах 1 и 2 наблюдаются различные варианты функционального состояния организма по данным омегаметрии.
Интересно отметить, что у пациентов с V-образной динамикой температуры ядра до операции не отмечено больных с ареактивностью МКМР, зато больше доля пациентов с исходной субкомпенсацией функционального состояния. Видимо, у пациентов с ареактивностью механизмов компенсации метаболических расстройств отсутствуют резервы адаптационно-приспособительных систем, способные обеспечить увеличение термогенеза во время анестезии. У пациентов 4-й группы с постоянной Т1 на этапах анестезии преобладает высокая активность механизмов компенсации метаболических расстройств.
С
