8. ИСКУССТВЕННОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ С ПУЛЬСИРУЮЩИМ
ПОТОКОМ КРОВИ.
Искусственное кровообращение с пульсирующим потоком крови - это нагнетание крови артериальным насосом в прерывистом режиме. Данный режим задается перфузиологом по электрокардиограмме, снимаемой электрокардиографом с передачей аналогового сигнала на синхронизатор АИК или симулируется перфузиологом через тот же синхронизатор АИК.
В первом случае работу артериального насоса подстраивают под работу сердца, когда оно включено в кровообращение таким образом, чтобы не создавать ему конкуренцию, а улучшать коронарный кровоток, то есть подавать кровь в диастолу с целью повышения перфузионяого давления, под действием которого улучшается питание миокарда.
Во втором случае артериальный насос, работая в пульсирующем режиме, нагнетает кровь прерывисто по алгоритму, выбранному перфузиологом, не снижая заданной объемной минутной производительности потока.
На современных аппаратах искусственного кровообращения блок синхронизатора позволяет задавать максимальную частоту оборотов артериального насоса, выставлять частоту пульса, длительность и амплитуду пульсовой волны, уменьшать выставленную пульсацию в 2 или 3 раза.
Возникает вопрос - а для чего нужно создавать пульсирующий поток во время искусственного кровообращения, когда сердце пациента не работает?
Апологеты пульсирующего потока исходили из того, что естественный кровоток имеет прерывистую природу, что органы и ткани привыкли онтогенетически и филогенетически получать кровь в пульсирующем режиме, следовательно и искусственное кровообращение должно быть похоже на естественное. Была масса экспериментальных и клинических работ, которые доказывали преимущества пульсирующего искусственного кровообращения. В частности, утверждалось, что улучшается мозговой, эндокардиаль-ный, почечный и печеночный кровоток, а, следовательно и функция мозга, сердца, почек, печени и поджелудочной железы.
С другой стороны, защитники непрерывного потока во время искусственного кровообращения доказывали отсутствие разницы по биохимическим и морфологическим данным при пульсирующем и непульсирующем потоке.
Практика показала, что в настоящее время около 100% всех перфузии в мире проводится в непульсирующем режиме. Мы также осуществляем искусственное кровообращение в непульсирующем режиме. Правда были исключения, когда при протезировании аортального клапана шариковым протезом после снятия зажима с аорты мы начинали пульсировать с це- лью профилактики регургитации крови в полость левого желудочка и его резкой дилятации.
Но этот период ограничен 3-5 минутами.
В случаях с нарушенной выделительной функцией почек мы старались проводить перфузии в пульсирующем режиме, как рекомендовали некоторые авто-ры но не видели особого эффекта и оставили эту идею.
Эффект пульсового потока зависит от величины пульсовой волны, то есть от величины пульсового давления. Считается, что пульсовое давление должно быть не менее 30-40мм рт.ст. При использовании мембранного оксигенатора, который стоит после артериального насоса происходит сглаживание и снижение пульсового давления из-за демпферизации за счет сопротивления самого оксигенатора. При использовании даже оксигенатора с самым низким сопротивлением, как Maxima фирмы Medtronic, нам не удавалось получить волну в 20 мм рт.ст. Отсюда следует вывод о том, что использовать пульсовой поток при работе с
мембранными оксигенаторами нет смысла.
В случаях, когда шли на протезирование аортального клапана шариковым протезом, мы использовали пузырьковый оксигенатор, который расположен до артериального насоса и не создает дополнительное сопротивление, а пульсовое давление достигало 40 мм рт.ст.
Теперь немного о методике пульсового кровотока. Разберем конкретный пример. Пациенту необходим кровоток 6 литров в минуту. При частоте пульсации 60 в минуту на один удар приходится по 100 мл крови. Эти 100 мл крови можно выдать за короткий промежуток и тогда насос должен вращаться максимально быстро, используя свой резерв в 250 оборотов в минуту. В этом случае пульсовой давление максимальное. Если же этих 250 оборотов в минуту недостаточно для выброса за одну пульсовую волну 100 мл-то перфузиолог или увеличивает частоту пульса или задает режим, когда насос полностью не останавливается, а только снижает производительность на 10-90% от максимальной, то есть сглаживает, уменьшает пульсовое давление. В этом случае снижается эффективность пульсового искусственного кровообращения.
Кроме синхронизатора аппарата искусственного кровообращения, которым задается алгоритм пульсирующего потока, существует и пульсирующая камера (камера Bregman'a), которая врезается в артериальную магистраль АИК ближе к аортальной канюле и подключается к аппарату для интрааортальной кон-трапульсации, задающему необходимый алгоритм пульсации. Преимущество этой усложненной схемы в том, что ее можно использовать во время искусственного кровообращения с мембранным оксигенатором и после искусственного кровообращения с целью поддержки ослабленного миокарда.
В заключение хотелось бы сказать, что в отдельных ситуациях, по-видимому, полезно использовать пульсирующий кровоток, но в подавляющем большинстве случаев, если перфузионный индекс у взрослых не ниже 2,5л/мин м2, а у детей - не ниже 3,0л/мин м\ то существенной разницы между пульсирующем и постоянным потоком при искусственном кровообращении нет.
9.ОБЪЕМНАЯ СКОРОСТЬ ПЕРФУЗИИ И ЕЕ АДЕКВАТНОСТЬ. В аппарате искусственного кровообращения есть два основных физиологических блока, которые и определяют его сущность - это оксигенатор, который заменяет функцию легких, и артериальный насос, заменяющий сердце пациента. Оксигенатор обеспечивает насыщение венозной крови кислородом, превращая ее в артериальную, а насос должен доставить эту кровь к каждой клетке человеческого тела. И от того, как он это сделает, зависит жизнедеятельность всего организма. Единственным и основным функциональным параметром артериального насоса является объемная скорость перфузии. Именно она определяет, какое количество кислорода доставлено клетке. Объемную скорость перфузии и поверхность тела можно рассчитать по номограмме Баллюзека, зная рост и вес пациента. Или, зная поверхность тела пациента и должный перфузионный индекс, можно получить искомую объемную скорость перфузии от умножения этих величин. На сегодняшний день в мире принято, что при нормотермической перфузии у взрослого пациента перфузионный индекс должен быть равен 2.4л/мин м2 (в нашей клинике - 2.5л/мин м2). Например, если поверхность тела равна 1.5м2, то, умножив ее на индекс 2.5л/мин м2, получаем объемную скорость перфузии 3.75л/мин. Если же поверхность тела равна 2м2, то объемная скорость перфузии будет 5л/мин и т.д. У детей перфузионный индекс должен быть не ниже Зл/мин м2, что связано с более высоким потреблением кислорода. Следовательно у ребенка с поверхностью 0.5м2 объемная скорость перфузии будет равна 1. 5л/ми н Эти постулаты выведены из закона Фика, который гласит, что минутная потребность в кислороде находится в прямой зависимости от минутного объема кровообращения (при искусственном кровообращении - от объемной скорости перфузии) и артериове-нозной разницы по кислороду. Формула выглядит так: Vo2=Q (C(a-v) О2), где Q -минутный объем кровообращения или объемная скорость перфузии (л/мин), C(a-vK)2 = (S(a-v)O2) 1.34 Hb + P(a-v)O2 0.0031 -артериовенозная разница по кислороду (мл/л), Vo2 - минутная потребность в кислороде (мл/мин), НЬ - концентрация гемоглобина (г/л), 1.34 - содержание кислорода в гемоглобине при 100% насыщении (мл/г) - констатнта Гюфнера , S(a-v)- артериовенозная разница по насыщению кислородом крови (мл/л), P(a-v) - артериовенозная разница по частичному напряжению кислорода в крови (мм рт.ст.), 0.0031 - растворимость кислорода в крови (мл Ог/мм рт.ст. в 100мл крови при 37°). Следует отличать общий кровоток - объемную скорость перфузии от эффективного кровотока, который является разницей между общим кровотоком и потерями артериализированной крови через коронарный отсос, дренаж левого желудочка, шунтирование справа налево в малом круге (в норме оно равно 2-4%, а при врожденных пороках может достигать 50%). При расчете объемной скорости перфузии необходимо учитывать и температуру, при которой осуществляется искусственное кровообращение Известно, что при снижении температуры тела на I градус потребность в кислороде уменьшается на 7%, то есть, если перфузия ведется при температуре 28 градусов, что на 9 градусов меньше нормальной, то потребность в кислороде упадет на 63%. Следовательно, перфузиолог вправе снизить объемную скорость перфузии на 63%. В действительности мы это не делаем и продолжаем перфузию с расчетной скоростью, как при нор-мотермии, считая, что не должны допустить уменьшения давления ниже критического давления, закрытия сосудов, которое колеблется от 10 до 70мм рт.ст Последнее встречается при повышенном тонусе сосудов, вызванном вазопрессорами. Даже при таком давлении часть органов и тканей может не получать кислорода. Основной, хотя и не единственной, задачей трех взаимосвязанных систем нашего организма - системы внешнего дыхания, системы крови и системы кровообращения - является их транспортно-газообменная функция, т.е. доставка тканям кислорода, «упакован- ного» в кровь, и удаление из них продуктов обмена. Функциональное напряжение трех указанных систем должно строго подчиняться главной цели: оптимальному снабжению каждой клетки организма кислородом. Под адекватностью кровообращения, в том числе и искусственного, следует понимать в первую очередь такое состояние кровоснабжения каждой клетки организма, которое соответствует ее потребностям в кислороде. Гемодинамические признаки не могут служить критерием даже «идеальной» перфузии, так как не являются самоцелью, а служат лишь средством для достижения конечной цели - адекватного снабжения организма кислородом. Поддержание адекватной перфузии заключается по существу в постоянном соответствии производительности артериального насоса потребности организма в кислороде. Если принять во внимание, что при пассаже через организм кровь претерпевает качественные изменения, отдавая часть кислорода тканям, то становится очевидным, что таким показателем может служить степень обеднения кислородом венозной крови, возвращающейся из больного. Согласно законам диффузии, переход необходимого количества кислорода из крови в ткани может происходить только при определенном минимуме градиента парциального напряжения кислорода между покидающей капилляр кровью и самым удаленными от него клетками. Падение указанного градиента ниже минимального будет сопровождаться кислородным голоданием этих клеток и снижением количества поглощаемого из крови кислорода. По сути, речь идет о парциальном напряжении кислорода в венозной крови. Поэтому основным критерием искусственного кровообращения, а точнее критерием объемной скорости перфузии, считается напряжение кислорода в венозной, оттекающей от органов и тканей крови. Известно, что в норме при температуре 36.6°С парциальное напряжение кислорода в венозной крови равно 35-40 мм рт.ст. При снижении температуры отмечена прямая связь с парциальным содержанием кислорода в венозной крови. Так при температуре 28°С Рог в вене должно быть не ниже 28 мм рт.ст. При такой жесткой зависимости перфузиологу очень удобно использовать напряжение кислорода в венозной кро- ви, как экспресс-тест для оценки адекватности искусственного кровообращения. Получив анализ и увидев, что Рог ниже 30 мм рт.ст. при температуре в 30°С, перфузиолог должен увеличить объемную скорость перфузии и ие менее, чем через 3 минуты, повторить забор крови с целью проверки правильности выбранной объемной скорости. Следует заметить, что этим критерием можно и должно пользоваться, если насыщение артериальной крови кислородом приближается к 100%, если нет спазма артериол, то есть не увеличено сосудистое сопротивление за счет закрытой периферии, о чем мы говорили раньше, если не происходит централизации кровообращения, если не вводятся препараты, извращающие потребность организма в кислороде и т.д. Так как исключить влияние различных факторов невозможно, необходимо пользоваться такими метаболическими показателями крови, как кислотно-основное равновесие. Речь идет о рН, BE и рСО2, ко- торые, соответственно, должны быть равны: 7.35-7.45, 0±2.5мэкв/л, 35-40мм рт.ст. Очень хороший показатель - уровень лактата в венозной крови, который не должен определятся, если нет задолженности в кислороде. В нашем Центре были выработаны критерии обратимости и необратимости патологических процессов по уровню лактата. Считалось, что если этот показатель выше 5мэкв/л, то процесс необратим, и прогноз для пациента неблагоприятный.
Органные показатели адекватности искусственного кровообращения могут рассматриваться, только как вспомогательные, так как в лучшем случае могут свидетельствовать о состоянии кровоснабжения конкретного органа. Например, если диурез более 20мл/кг час, то это свидетельствует только о благоприятном кровеобеспечении почек, но не об адвекватности всего искусственного кровообращения. Электроэнцефалография и электрокардиография косвенно отражают обеспечение кислородом мозга и сердца и не более.
Таким образом, наиболее достоверными критериями адекватности искусственного кровообращения являются метаболические показатели, а именно напряжение кислорода в венозной крови и показатели кислотно-основного равновесия - рН, BE, рСОг.
10. МОНИТОРИНГ ИСКУССТВЕННОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ Под мониторингом искусственного кровообращения мы понимаем фиксацию гемодинамических, биохимических, физиологических и физических парамет* ров, позволяющих управлять перфузией. Некоторые параметры фиксируются в реальном времени (on line), то есть непрерывно, другие - через определенные интервалы времени. К первым относятся, артериальное и венозное давление, давление в легочной артерии или в левом предсердии, температура в пищеводе или в прямой кишке, температура артериальной и венозной крови, температура согревающей или охлаждающей кровь воды в терморегулирующем устройстве, время перфузии и ишемии миокарда, объемная скорость перфузии и перфузионное давление в экстракорпоральной системе, баланс притекающей в аппарат и оттекающей из него крови, объемная скорость насоса дренирующего кровь из левого предсердия или желудочка, электрокардиография и энцефалография, насыщение венозной крови кислородом и гема-токрит. К параметрам второй группы, регистрируемым дискретно, через определенные промежутки времени, необходимо отнести биохимические показатели (газы крови, кислотно-основное равновесие, электролиты, свертывающая система крови, содержание гемоглобина, глюкозы, осмоляльность и коллоидно-осмотическое давление крови) физиологические показатели (диурез, электорокардиограмма, энцефалограмма в нескольких отведениях) и физические показатели (внутрипищеводная эхокардиография, импедансная флоуметрия и т.д.). Эта дискретность может быть различной. В нашей клинике принято получать информацию по биохимическим показателям на следующих этапах, начало ИК, 5 минут ИК, 30 минут ИК и далее через каждые 30 минут и конец ИК. Очевидно, что интервал в 30 минут может при некоторых ситуациях быть слишком большим, и перфузиолог вправе получать информацию чаще, но идеалом является получение информации в реальном времени (on line). На сегодняшний день есть фирмы, которые создают приборы для получения данных по газам крови, кислотно-основному равновесию и гематокриту в реальном масштабе времени. Такие фирмы, как Cobe, Sarns, Baxter, Polystan, имеют приборы, которые мо^ гут определять газы крови, кислотно-основное равновесие, гематокрит, температуру в реальном масштабе времени. Для этого перфузиолог вставляет в артериальную и венозную магистраль специальные коннекторы, в которые вмонтированы электроды для определения напряжения кислорода, углекислоты, электролитов, температуры или коннекторы, соединенные половолоконным кабелем для определения насыщения крови кислородом и гематокрита. Одноразовые коннекторы с электродами дороги. их стоимость достигает 250 американских долларов за штуку. Если используются два коннектора (на артериальной и венозной магистрали), то в сумме получается 500 долларов, что сопостОвимо со стоимостью мембранного оксигенатора. Понятно, это является основным препятствием для рутинного применений в искусственном кровообращении - информация не стоит таких денег. Другое дело, когда речь идет о длительном вспомогательном кровообращении, там эти затраты оправданы. Одноразовые коннекторы, работающие с полово-локонной оптикой, существенно дешевле, поэтому широко применяются в искусственном кровообращении. Фирма Cobe решила эту проблему таким образом, что коннектор вмонтирован в венозную линию приемного резервуара, следовательно, если хочешь иметь информацию о гематокрите и насыщении венозной крови в реальном масштабе времени вместе с прибором, определяющим эти параметры, покупай и оксигенатор с приемным резервуаром. Идеальным мониторированием всех вышеназванных параметров является регистрациях их на компьютере, причем не вручную, как это делается в отдельных клиниках, а напрямую, с самого определяющего прибора, снабженного цифровым выходом. Для этого перфузиолог должен быть оснащен и современным персональным компьютером, который подключен через RC 232 к аппарату искусственного кровообращения и к приборам фиксирущим биохимические и гемодинамические параметры. Такую возможность предоставляют такие фирмы, как Sarns, Cobe. Stockert. Фирма Jostra пошла по другому пути. Она предлагает в мониторный блок АИК вставлять Jocap-Memory Card- дискету, на которую пишутся все параметры, необходимые перфузиологу в течение всего искусственного кровообращения. После перфузии эту дискету вставляют в персональный компьютер, который дает распечатку в реальном масштабе времени с учетом всей доперфузионной и послеперфузионной информации. Такой подход имеет преимущества перед конкурентами, если одновременно в нескольких операционных ведутся перфузии, а для анализа перфузии достаточен только один компьютер, на котором происходит считывание информации с Jocap. В нашей клинике перфузиолог получает информацию с монитора, параллельного монитору анестезиолога, по артериальному и венозному давлению, давлению в легочной артерии или в левом предсердии, по температуре в пищеводе, об электрокардиограмме и энцефалограмме Информация об объемной скорости перфузии с артериального насоса, с насоса дренажа левого желудочка, с насоса коронарного возврата считывается с цифрового табло соответствующих насосов. Показатели температуры артериальной и венозной крови, время искусственного кровообращения и ишемии миокарда, перфузионного давления считываются с цифрового табло блока контроля. На некоторых операциях мы используем монитор Cobe для регистрации гематокрита и насыщения кислородом венозной крови в реальном масштабе времени. Всю информацию по биохимическим показателям мы получаем из экспресс-лаборатории, через 7-10 минут после забора проб венозной и артериальной крови. Полученная из трех источников информация вносится в перфузионную карту больного для последующего анализа ошибок и особенностей перфузии, который мы проводим еженедельно. Таким образом, мониторинг искусственного кровообращения позволяет совершенствоваться в проведении перфузии опытному перфузиологу и учиться начинающему. |
Скачать 1.18 Mb.