возможности импедансометрических методов оценки

ВОЗМОЖНОСТИ ИМПЕДАНСОМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ
ПАРАМЕТРОВ ЦГД В АНЕСТЕЗИОЛОГИИ, РЕАНИМАТОЛОГИИ И
ИНТЕНСИВНОЙ ТЕРАПИИ
( Итоги 7-летнего опыта )
С.В. Свиридов, В.А.Бочаров, С.В.Федоров, Н.А.Алемани, А.С.Пурясев, А.В. Ластухин,
Е.А.Гвоздикова, С.Л.Мигачев
Кафедра анестезиологии и реаниматологии РГМУ, отделения анестезиологии и
реаниматологии 4 ГКБ, г. Москва
Стр. 31-39
Проблема мониторинга жизненноважных органов и систем является одной из ключевых в
современной анестезиологии и реаниматологии. Пять лет тому назад, в 1998 г,
разработан и
был
утвержден перечень минимального мониторинга, обязательного для
выполнения при любом виде общей анестезии, включающий:
 электрокардиогафический контроль с регистрацией ЧСС
 пульсоксиметрию
 измерение АД неинвазивным методом
 термометрию
 капнографию с определением содержания СО2 в конце выдоха ( ЕtCO2 ).
 определение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе (FiO2 )
 контроль частоты дыхания
Перечень минимального неинвазивного мониторинга может быть
расширен и далее с
привлечением новых высокоинформативных разработок, дающих непрерывную картину
физиологических данных в режиме реального времени. Такими возможностями без сомнения
обладают биоимпедансные методы оценки ЦГД.
Биоимпедансный способ оценки параметров ЦГД хорошо известен в практической
медицине. Первые исследования по контактной реографии с целью определений пульсового
объема были опубликованы в 1940-1941гг. А.А.Кедровым и J. NуЬоег. В 50 - 60-х годах
J.NуЬоег, Ю.Т.Пушкарем, W. Кubicek и др. были разработаны технологии фазового анализа
реографического сигнала, модифицированные в дальнейшем М.И.Тищенко, В.В.Sramek, J.S.
Bernstein. В 80-е годы появились первые системы с автоматической разметкой реограмм,
демонстрирующие не только нативные кривые, но и тренды основных гемодинамических
параметров. Такая аппаратура, как элемент оснащения отделений интенсивной терапии для
мониторирования сердечного индекса, общего периферического сосудистого сопротивления
и др. параметров ЦГД выпускается в настоящее время фирмами США, Германии, Японии,
России и Венгрии.
На протяжении нескольких десятелетий грудная тетраполярная реография по W. Кubicek
являлась одним из самых доступных для широкого применения неинвазивным (invasio – лат.
вторжение) методом оценки сердечного выброса ( СВ ). В тоже время биоимпедансные
методы оценки и контроля за гемодинамикой не рассматривались, как конкурирующие
“золотому” стандарту - инвазивному методу оценки и контроля за гемодинамикой. Более
того, они считались не приемлемыми для исследования у пациентов во время операции и
наркоза, на этапах интенсивной терапии, в реанимационной практике. Главными их
недостатками были: несовершенство оборудования,
длительная калибровка перед
исследованием, ручная обработка полученной информации, что полностью исключало
возможность мониторинга ЦГД в режиме on line и допускало большую погрешность в
абсолютных
значениях
гемодинамической
искомых
оценки
позволила
величин.
внести
Разработка
особый
вклад
компьютерных
в
систем
совершенствование
неинвазивных методов исследования ЦГ, снизить до минимума предел отставания в
измерении величины СВ от инвазивных методик.
Современные реографические анализаторы - это компьютеризированные комплексы,
одновременно регистрирующие, размечающие и обрабатывающие сигналы ЭКГ, измерения
артериального давления, и одного или нескольких реографических каналов, соответственно
мониторирующие параметры ЦГД, а также
показатели кровенаполнения одного или
нескольких
Перечень
периферических
бассейнов.
параметров,
одновременно
обрабатываемых реографическими анализаторами весьма широк: ЧСС и до 50 производных
по методикам вариабельности сердечного ритма, ударный объем и его производные
(минутный объем, сердечный индекс, ударный индекс, минутная работа сердца), параметры
кровенаполнения региональных бассейнов (базовый
кровообращения,
удельный
центральный
объем
импеданс, центральный
кровообращения,
общее
объем
удельное
периферическое сопротивление и др), показатели состояния сократительной функции сердца
(так называемые постнагрузочные характеристики левого желудочка сердца, показатели
фазовой структуры систолы РЕР, LVЕТ и др.), различные варианты наборов параметров
периферического кровотока общим числом до 80-100.
На
сегодняшний
день
неинвазивный
биоимпедансометрический
метод
оценки
кровообращения в практике интенсивной терапии получил новое “гражданство” и может
рассматриваться, как необходимый и достаточный компонент мониторирования сердечнососудистой системы (ССС).
На протяжении последних 7 лет нами в клинической практике используется аппаратнокомпьютерный комплекс «РПЦ-01 Медасс» (Россия). На сегодняшний день выполнено более
5000 исследований: у хирургических больных общего профиля (в предоперационном
периоде, на этапах операции и
кардиохирурических
больных
с
наркоза, в послеоперационном периоде); у
различными
нарушениями
сердечного
ритма
и
внутрисердечной проводимости до- и после постановки исскусственного водителя ритма; у
реанимационных больных терапевтического, хирургического и неврологического профилей.
Мы полностью разделяем мнение многочисленных исследователей, указывающих,
что
методика тетраполярной реоплетизмографии является надежным методом динамического
контроля за параметрами ЦГД. Фактор точности измерения СВ не следует рассматривать
в качестве доминирующего. В большей степени важна именно динамика исследуемых
показателей. Тем не менее следует отметить, что основные составляющие ошибок данного
метода, как правило, связаны с методическими нарушениями проводимых исследований, т.е.
в своей основе несут человеческий фактор.
Позвольте кратко остановиться на некоторых клинических аспектах и результатах
собственного опыта применения неинвазивного гемодинамического мониторинга.
I. Гемодинамический мониторинг на этапах проведения инфузионной терапии.
Проведение
любой
инфузионной
терапии
(ИТ)
сопряжено
с
определенной
гидродинамической (водной) нагрузкой на ССС, оценить которую при отсутствии
специального оснащения не всегда просто. В общеклинических ситуациях данный контроль
осуществляется, как правило, по клиническим признакам, а также по динамике АД, ЧСС и
ЦВД. Ипедансометрические аппаратно-компьютерные комплексы в мониторном режиме на
этапах ИТ позволяют своевременно получать качественную информацию о таких параметрах
ЦГД, как СВ, СИ, ОПСС, ДНЛЖ, ЦОК и др. Это особенно
важно по отношению к
пациентам с осложненным кардиологическим анамнезом, у больных пожилого и старческого
возраста, имеющих возрастные изменения ССС, а также у хирургических больных,
получающих массивную ИТ ( 40-50 мл/кг/сут и более). К сожалению, при проведении ИТ
нередки случаи методических нарушений, когда не соблюдаются рекомендации по скорости
и объему введения отдельных инфузионных сред, не учитываются вышеуказанные
индивидуальные особенности пациентов,
не контролируется ЦВД и т.д, что создает
реальную угрозу ятрогенным сердечно-сосудистым и дыхательным осложнениям. В этих
условиях
мониторирование ЦГД позволяет своевременно обнаружить угрозу развития
сердечной недостаточности. В этой связи хотелось бы отметить, что метод тетраполярной
реографии по Кубичеку, наряду с СВ, СИ, ОПСС, ИМРЛЖ и т.д. предоставляет
пользователю данные о таких показателях, как давление наполнения левого желудочка
(ДНЛЖ) и базовый импеданс грудной клетки (БИ).
Считают, что изменение величины БИ
в основном зависит от кровенаполнения сосудистой системы легких, т.е. от количества
крови, поступающей в систему малого круга кровообращения. Величина ДНЛЖ зависит от
итенсивности оттока крови из левого сердца и ее возврата к нему с периферии.
В
современных реографах показатель ДНЛЖ автоматически рассчитывается компьютером по
дифференцированной реограмме. Нормальные значения ДНЛЖ находятся в диапазоне 12 18 мм.рт.ст. Полагают, что повышение ДНЛЖ свыше 18 мм.рт.ст. на фоне снижения СИ
является неблагоприятным
прогностическим фактором и указывает на несоответствие
волемической нагрузки и сократительной способности миокарда. При одномоментном
исследовании ДНЛЖ и ЦВД в целом отмечаются однонаправленные изменения. Наиболее
наглядно это иллюстрируют клинические ситуации, связанные с восполнением дефицита
объема циркулирующей крови объемозамещающими растворами, главным образом
декстранами. В отдельных наблюдениях рост ЦВД на 5 см.водн.ст. после инфузии 400 мл
полиглюкина сопровождалось увеличением ДНЛЖ
на 8 мм.рт.ст.
При такой реакции
кровообращения на ИТ, как правило, отмечается снижение СИ, СВ, ИМР ЛЖ и
компенсаторный рост ОПСС. Данная направленность изменений параметров ЦГД в ответ на
ИТ является настораживающей, а ее темп требует коррекции.
Величина БИ у взрослого человека находится в пределах 20-30 Ом. Для клинициста важно
знать не столько абсолютные значения БИ, сколько его динамика. Выраженное снижение БИ
на фоне ИТ свидетельствует о задержке жидкости в легких, что следует учитывать. В
качестве примера можно привести динамику БИ, СИ и ИМРЛЖ у больного К., 34 лет в
послеоперационном периоде на фоне плановой ИТ в объеме 2000 мл.
Динамика БИ у больного К,34 лет в послеоперационном периоде на фоне ИТ.
Параметры
ЦГД
СИ
(л/мин/м2)
ИМРЛЖ
кгм/мин/м2
БИ (Ом)
Исход- 400,0 мл
декстные
рана-40
400,0 мл
глюкозо-новокаиновой смеси
4,6
4,4
3,2
Гл. 20% 400,0+
40ммоль
КСl
3,5
800,0 мл
кристаллоидов
После
инфузии
2000 мл
4,1
2,9
5,2
5,0
3,9
4,0
5,3
3,6
28,6
28,4
28,4
25,7
23,8
26,5
Большие перспективы в интенсивной терапии тяжелых и критических состояний связаны
с
разработкой
и
клиническим
внедрением
метода
интегральной
биоимпедансной
спектроскопии (двухчастотной биоимпедансометрии), позволяющей неинвазивно определять
объемы жидкостных секторов всего организма. Принцип метода основан на положении, что
живые
ткани
являются
проводниками
второго
рода
с
неоднородной
ионной
электропроводимостью. Их электрический импеданс обратно пропорционален содержанию
жидкости в тканях организма. Высоко гидратированная и свободная от жира ткань обладает
меньшим электрическим сопротивлением, чем жировая, костная и эпителиальная. Токи
высоких частот проходят через внеклеточную и внутриклеточную среду, делая возможной
оценку свободной от жира массы, а более низкочастотные токи распространяются во
внеклеточном пространстве. Переменный ток частотой ниже 40 кГц распространяется
преимущественно по сосудам и межтканевым щелям, огибая при этом клетки, удельное
сопротивление которых (за счет высокого омического сопротивления мембран) намного
выше удельного сопротивления жидких сред, составляющих внутриклеточную жидкость
(ВКЖ). Ниже 20 кГц увеличивается влияние сопротивления кожи, а с повышением частоты
увеличивается часть тока, проходящего непосредственно через клетки. На частотах порядка
сотен и тысяч кГц емкостное сопротивление мембран уже незначительно мешает
проникновению тока в клетки и его плотность вне-и внутри клеток становится сравнимой.
В настоящее время на таком принципе работает анализатор водных секторов организма
“АВС-01 Медасс” (Россия), позволяющий в трендовом режиме осуществлять контроль за
состоянием внутриклеточного, внутрисосудистого и интерстициального распределения
жидкостного балланса. В совокупности с исследованием параметров ЦГД клиницисты
получают неоспоримо большую информацию о состоянии водного баланса и гемодинамики
в целом. В этой связи следует говорить не только о гемодинамическом мониторировании ИТ,
сколько о качественно новом подходе – гемогидродинамическом мониторинге.
II. Мониторирование инотропной поддержки.
Интенсивная
терапия
ряда
клинических
ситуаций
требует
применения
сильнодействующих инотропных препаратов, таких как добутамин, допмин, адреналин и др.
В рутинных условиях их эффективность, как правило, оценивается только по результатам
динамики АД. При этом не возможно проследить тонкие механизмы изменения регуляции
кровообращения. «РПЦ-01 Медасс» позволяет нам визуализировать данный процесс. В
таблице приведен клинический пример, который иллюстрирует изменение параметров ЦГД
на фоне капельного введения допамина со скоростью 3 мкг/кг/мин у больного С.,73 лет во
время
экстренного
оперативного
вмешательства
по
поводу
острой
кишечной
непроходимости.
Мониторирование ЦГД на фоне капельной инфузии допмина у больного С.,73 лет.
Параметры
ЦГД
До инфузии
допмина
Инфузия допмина
со скоростью 3
мкг/кг/мин
III.
Клинические
АДсист.
(мм.рт.ст.)
90
ЧСС
100
аспекты
77
СИ
(л/мин/м2)
1,3
ОПСС
( дин/с/см-5 )
2625
ДНЛЖ
(мм.рт.ст.)
13,9
88
2,3
1390
17,2
применения
неинвазивного
мониторинга
ЦГД
в
анестезиологии.
На
протяжении
последних
лет
раздел
клинического
применения
неинвазивного
мониторинга ЦГД в общей анестезиологии изучался нами наиболее интенсивно. Ключевыми
направлениями были аспекты предоперационной подготовки больных к операции и наркозу,
мониторирование ЦГД во время лапаротомических и лапароскопических операций, изучение
особенностей фармакологического действия анестетиков, анальгетиков и др. средств общей
и регионарной анестезии.
Позвольте кратко представить наиболее интересные и значимые, на наш взгляд,
результаты.
Подготовка хирургических больных к операции и наркозу предусматривает комплексную
оценку исходного функционального состояния сердечно-сосудистой системы. Особенно это
важно по отношению к хирургическим больным с сопутствующими сердечно-сосудистыми
заболеваниями, в частности, с ИБС и ГБ. На
предоперационном этапе могут быть
применены несколько методических подходов по исследованию ЦГД:
 исследование гемодинамики в состоянии физиологического покоя
(например, в
положении лежа на спине).
 исследование гемодинамики при проведении активных ортостатических проб.
Исследование ЦГД в состоянии физиологического покоя позволяет оценить у пациентов
исходные
константы
гемодинамики,
а
также
тип
регуляции
(нормокинетический, гиперкинетический, гипо-, эукинетический
обследования
формируется
обоснованная
кровообращения
и др.). По результатам
кардиотоническая,
гипотензивная,
коронаролитическая и др. терапия на весь предоперационный период. В качестве примера в
таблице № 2 приведены результаты такой подготовки у хирургических больных с
сопутствующей ГБ. Наши наблюдения показали, что только 52% хирургических больных с
сопутствующими ГБ и ИБС поступают в клинику для плановых абдоминальных операций на
фоне
нормокинетического
типа
регуляции
кровообращения.
Планомерная
кардиотоническая, гипотензивная и психоэмоциональная подготовка при ежедневном
плановом исследовании ЦГД позволяет существенно улучшить ( нормализовать) общий
гемодинамический профиль хирургических больных.
Таблица № 2.
Исходный тип ЦГД и результаты предоперационной подготовки у хирургических
больных перед плановыми операционными вмешательствами
ТИП ГЕМОДИНАМИКИ
Исходный тип ЦГД
(кол-во больных в % )
Нормокинетический
52%
ЦГД после
предоперационной подготовки
(кол-во больных в %)
74,4%
Гиперкинетический
11,4%
3,3%
Гипокинетический
31,7%
22,3%
Гипозастойный
(с угрозой развития СН )
4,9%
-
Особую настороженность вызывают больные с исходным гипокинетическим типом
кровообращения (сниженные показатели СВ, МОС, СИ на фоне повышенных значений
ОПСС и нормальных значений ДНЛЖ) и гипозастойным типом регуляции гемодинамики
(выраженное
снижение
сократимости
миокарда,
ДНЛЖ
превышает
20
мм.рт.ст.).
Предоперационная кардиогенная терапия у таких пациентов должна проводиться только с
учетом результатов динамического исследования ЦГД.
Наибольшую информационную ценность методика модифицированной тетраполярной
реографии по Кубичеку приобретает, как гемодинамический мониторинг у хирургических
больных на этапах общего обезболивания, когда ССС подвергается воздействию
многочисленных
кардиодепрессорных
факторов.
Гемодинамические
эффекты
подавляющего большинства средств для наркоза можно оценить, как кардиодепрессорное.
Наиболее выраженные гемодинамические изменения проявляются при эндоскопических
операциях, в частности, при лапароскопических с наложением пневмоперитонеума. В
качестве примера можно привести результаты мониторирования при лапароскопических
холецистэктомиях ( ЛХЭ ), которые с точки зрения анестезиологов, относятся к разряду
проблемных операций и могут сопровождаються значительными гемодинамическими
изменениями.
Анестезиолог
должен
предвидеть
изменения
ЦГД
на
фоне
карбоксиперитонеума, а также учесть роль и значение ортостатических реакций
кровообращения, особенно при быстром переводе пациента из горизонтального положения в
положение Фовлера с углом наклона до 45 - 50.
параметров
ЦГД
показал,
что
на
этапах
Клинический анализ мониторирования
ЛХЭ
возможны
высокоамплитудные
гемодинамические перепады, наиболее опасные у больных с сопутствующими ИБС и ГБ
Выраженные
кардиодепрессорные
реакции
могут
проявляться в
виде
устойчивой
гипотензии, обусловленной снижением СВ, МОС, ИМРЛЖ, СИ и др. на фоне повышения
общего периферического сосудистого сопротивления (ОПСС).
Карбоксиперитонеум не является столь безопасной процедурой. В этой связи
целесообразно остановиться
гемодинамически
механику дыхания
на некоторых его физиологических, в том числе и
неблагоприятных
последствиях.
Пневмоперитонеум
изменяет
всю
вследствие поджатия диафрагмы, абсорбция введеного газа через
брюшину может усиливать развитие гиперкапнии. Повышенное внутрибрюшное давление
приводит к сдавлению легких, развитию рестриктивного легочного синдрома, что также
значительно ухудшает газообмен в легких. При ЛХЭ происходит значительное повышение
внутригрудного давления, что снижает венозный возврат к сердцу и СВ. При этом
изменяется геометрия сокращения миокарда, повышается давление в полостях сердца,
снижается диастолическая функция его желудочков, объем наполнения предсердий в
систолу желудочков, увеличивается сопротивление сосудов малого круга кровообращения,
ОПСС, работа левого желудочка сердца. Резкая ликвидация пневмоперитонеума в конце
операции может привести к падению внутрибрюшного давления, сосудистой дилятации с
депонированием крови в системе чревных сосудов. Указанные изменения нередко
сопровождаются развитием гипотензии.
Оптимальное внутрибрюшное давление в ходе операции должно
поддерживаться с
помощью лапарофлатора на уровне 8 – 10 мм рт.ст. с периодами пневмотического массажа
диафрагмы
в ходе операции естественным путем (активная аспирация газа при работе
отсоса, стравливание газа при смене инструментария в портах). Но, несмотря на
осторожность с карбоксиперитонеумом и плавной переменой положения больного на
операционном столе, даже у вполне сохранных больных, могут отмечаться серьезные
интраоперационные нарушения ЦГД, которые могут быть объединены в следующие выводы:
 после наложения пневмоперитонеума снижение СВ может находиться в пределах 21,8%
-56,7% от исходных значений. Также при этом на 10,0% – 68,3% снижается величина
МОС и на 41,4% - 68,6% величина ИМРЛЖ. Показатели ОПСС могут изменяться, как в
сторону повышения, так и в сторону понижения. Систолическое АД понижается на 20-30
мм.рт.ст.
 фиксированное в течении 40 мин и более положение Фовлера приводит к дальнейшему
снижению СВ, МОС и ИМРЛЖ на фоне увеличения ОПСС (на 40-60% от исходных
величин).
 у соматически здоровых хирургических больных, а также у пациентов молодого возраста
через 15-20 мин после перевода в положение Фовлера отмечается тенденция к
повышению СВ, МОС, ИМРЛЖ на фоне высокого ОПСС. Напротив, у пациентов с
сопутствующими сердечно-сосудистыми заболеваниями, в том числе с артериальной
гипертензией прогрессирует тенденция к гипотензии на фоне сниженных параметров СВ,
МОС и ИМРЛЖ.
В последнее время на базе нашей клиники увеличилось проведение лапароскопических
операций у больных
с искусственным водителем сердечного ритма. Это отдельная
анестезиологическая проблема, т.к. навязанная ЧСС у пациентов остается
const. Как
показали результаты мониторирования ЦГД основным фактором поддержания АД является
изменение ОПСС. При этом, когда его рост от исходных значений превышает 1,8-2,0 раза
наступает резкое падение СВ и возникает угроза развития сердечной недостаточности.
Своевременная инотропная поддержка допамином позволяет устранить такую дисфункцию.
Но понимание патогенетической терапии возможно только при непосредственном
мониторировании ЦГД.
В заключении следует отметить, что проблема мониторирования является одной из
важнейших в медицине. Чем сложнее состояние пациента, чем агрессивнее методы терапии
или хирургии, тем качественней и «серьезней» должен быть мониторинг функций
жизненноважных
органов и систем. Современные реографические комплексы являются
одними из надежных способов контроля за состоянием больных.