Результат интеллектуальной деятельности: Способ повышения физической работоспособности пациентов с ишемической болезнью сердца и остеосаркопенией при коронарном шунтировании

Изобретение относится к области медицины, а именно к кардиологии и кардиохирургии, и представляет собой способ повышения физической работоспособности пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) и остеосаркопенией, перенесших коронарное шунтирование (КШ) в условиях искусственного кровообращения (ИК).

В современном мире отмечается стойкая тенденция к увеличению продолжительности жизни и прогрессивному старению популяции. К 2030 г. в мире прогнозируется увеличение доли людей старше 65 лет в общей популяции с 17,4 до 25,6% [Vigorito С, Abreu A, Ambrosetti М, Belardinelli R, Cupples М, et al. Frailty and cardiac rehabilitation: A call to action from the EAPC Cardiac Rehabilitation Section.Eur J Prev Cardiol. 2017; 24(6): 577-590.]. Это актуализирует необходимость разработки специфических подходов к решению проблем людей пожилого и старческого возраста. Увеличение возраста популяции ассоциировано с развитием различных гериатрических синдромов, в том числе синдрома старческой астении (ССА), остеопении/остеопороза и саркопении. Важно отметить, что эти тенденции, безусловно, затрагивают и когорту пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ). Преимущественно возрастную группу кардиохирургических пациентов составляют лица старше 60 лет, как правило, имеющие не одну сопутствующую патологию. Кроме этого, у данной категории пациентов имеются свои особенности, прежде всего обусловленные возрастом. Процесс старения закономерно связан с изменением костно-мышечного статуса (KMC), проявляющийся снижением не только минеральной плотности костной ткани, но и мышечной массы, формируя возраст-ассоциированные заболевания и синдромы. К нарушению KMC относятся хорошо изученные остеопения/остеопороз, саркопения и новый синдром - остеосаркопения [Therapeutic approaches to osteosarcopenia: insights for the clinician. Mizhgan Fatima, Sharon L. Brennan-Olsen, Gustavo Duque. Ther Adv Musculoskelet Dis. 2019; 11: 1759720X19867009. Published online 2019 Aug 7]. Остеосаркопения - синдром, сочетающий низкую плотность кости (остеопения/остеопороз) и сниженную мышечную массу/силу (саркопения) [Kirk В, Al Saedi A, Duque G. Osteosarcopenia: a case of geroscience. Aging Med 2019; 00:1-10]. CCA и нарушение KMC ассоциируются с возрастанием риска падений и повторных госпитализаций, снижением качества жизни и в целом являются предикторами неблагоприятного прогноза. Саркопения является прогностически неблагоприятным фактором смертности в отдаленном (4,5±2,3 года) периоде КШ [Okamura Н, Kimura N, Mieno М, Yuri K, Yamaguchi A. Preoperative sarcopenia is associated with late mortality after off-pump coronary artery bypass grafting. Eur J Cardiothorac Surg. 2020; ezz378].

Ранняя активизация больного, с первых суток после операции, при неосложненном течении интраоперационного и ближайшего послеоперационного периодов является одним из основных принципов реабилитации, поскольку из-за длительной гипокинезии наиболее часто развиваются бронхолегочные осложнения, ортостатическая гипотензия и тахикардия [Hillis LD, Smith РK, Anderson JL, et al. ACCF/AHA guideline for coronary artery bypass graft surgery: executive summary: a report of the American College of Cardiology Foundation/American Heart Association Task Force on practice guidelines. Circulation 2011; 124: 2610-26425]. Развитие осложнений, в свою очередь, приводит к усугублению гипокинезии, увеличению сроков госпитализации, снижению мышечной массы и силы, ухудшению функционального статуса пациентов [Laizo A., Delgado F.E., Rocha G.M. Complications that increase the time of hospitalization at ICU of patients submitted to cardiac surgery. Rev Bras Cir Cardiovasc 2010; 25(2): 166-171]. Это актуализирует важность разработки эффективной методики послеоперационного ведения пациентов с остеосаркопенией, предусматривающей оптимизацию сроков их активизации с целью улучшения течения послеоперационного периода.

В настоящее время исследования в данном направлении ограниченны. Более того, во многих случаях пациенты с саркопенией исключались из исследований по кардиореабилитации ввиду низкой переносимости нагрузок [Kumar KR, Pina IL. Cardiac rehabilitation in older adults: New options. Clin Cardiol. 2020; 43(2): 163-170].

Проведенным поиском по научно-медицинской и патентной литературе были найдены различные способы повышения физической работоспособности пациентов со старческой астенией. Литературные данные по реабилитации пациентов с остеосаркопенией после кардиохирургических вмешательств ограничены. Однако, принимая во внимание, что саркопения и остеопения могут выступать как проявления старческой астении и также являются гериатрическими синдромами, методики реабилитации, применяемые у пациентов пожилого и старческого возраста с ССА, могут рассматриваться к применению и при остеосаркопении.

Известен способ реабилитации лиц старческого возраста (76,8±4,2 лет) с ССА без сердечно-сосудистой патологии [Cesari М, Vellas В, Hsu FC, Newman АВ, Doss Н, King AC, et al.; LIFE Study Group.A physical activity intervention to treat the frailty syndrome in older persons - results from the LIFE-P study. Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2015; 70: 216-222. doi: 10.1093/gerona/glu099]. Способ сочетает контролируемые и домашние тренировки, включающие аэробные тренировки и упражнения на развитие гибкости и равновесия. Основную часть тренировки составляла ходьба под контролем интенсивности нагрузки по шкале Борга (целевые уровни - 13 баллов по шкале Борга и 150 минут занятий ходьбой в неделю). Проводится оценка критериев ССА, а также силы мышц с помощью кистевой динамометрии. Недостатком данного способа можно считать невключение пациентов с ССЗ, а также отсутствие объективной оценки остеосаркопении.

Известен способ предоперационной подготовки пациентов с саркопенией к сердечно-сосудистым операциям [Патент РФ 2374995 СПК A61N 1/00. Способ подготовки пациентов с саркопенией к сердечнососудистым операциям / А.В. Безденежных, А.Н. Сумин, П.А. Олейник, Н.В. Федорова; Заявитель и патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний" (НИИ КПССЗ) - №2020109538; заявл. 03.30.2020; опубл. 27.10.2020; Бюл. №30]. Сущность способа заключается в том, что пациентам с саркопенией проводятся пассивные тренировки с помощью электрической стимуляции четырехглавой мышцы бедра в течение 1 сеанса в день, длительностью 60 минут в течение, по крайней мере, 5 дней или всего периода ожидания хирургического вмешательства. Электроды миостимулятора располагаются в верхней и нижней части передней поверхности бедра справа и слева. Электростимуляцию проводят сериями прямоугольных импульсов с частотой 45 Гц, длительность импульса 16 с паузой 5 с помощью портативного миостимулятора, предназначенного для многоканального электрического воздействия низкочастотными импульсными токами. Однако данный способ не предполагает использования в послеоперационном периоде, не предполагает индивидуализацию нагрузки.

Имеется программа реабилитации пациентов старческого возраста (78,5±3,2 лет) после КШ [Busch JC, Lillou D, Wittig G, Bartsch P, Willemsen D, Oldridge N, et al. Resistance and balance training improves functional capacity in very old participants attending cardiac rehabilitation after coronary bypass surgery. J Am Geriatr Soc. 2012 Dec;60(12):2270-6. doi: 10.1111/jgs. 12030]. Суть ее заключается в том, что пациентам после прямой реваскуляризации миокарда назначается комплексная физическая реабилитация, продолжительностью 3 недели, начиная с 13,1±5,3 суток послеоперационного периода. Программа реабилитации включает занятия ходьбой, лечебной гимнастикой, велотренировки продолжительностью 30 мин три раза в неделю. Дополнительно данным пациентам назначаются силовые упражнения и упражнения на баланс. Силовые упражнения представляют собой один подход из 8-12 повторений интенсивностью 60% от максимально переносимой, включают сгибание и разгибание ног, жим ногами, упражнения на бицепс с использованием свободных весов. Упражнения на баланс, продолжительностью 30 минут каждая сессия, выполняются с индивидуально подобранной нагрузкой с использованием дополнительного оборудования (мячи, стабилоплатформы). К недостаткам данного метода следует отнести его позднее начало, необходимость использования дополнительного оборудования для упражнений. Кроме того, отсутствует объективная оценка остеосаркопении, а также контроль параметров гемодинамики и ЭКГ.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ послеоперационной физической реабилитации пациентов после коронарного шунтирования [Патент РФ 2378571. Способ послеоперационной физической реабилитации пациентов с ишемической болезнью сердца после коронарного шунтирования / О.Л. Барбараш, С.А. Помешкина, Ю.А. Аргунова; Заявитель и патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний" (НИИ КПССЗ) - №2020116036; заявл. 27.04.2020; опубл. 14.12.2020; Бюл. №35]. Способ предполагает раннее (на 6-е сутки послеоперационного периода) начало тренировок на тредмиле с индивидуально рассчитанной мощностью нагрузки по результатам кардиопульмонального нагрузочного теста. Мощность нагрузки составляет 60% от пиковой. Недостатком данного способа является отсутствие оценки остеосаркопении. Кроме того, представленный режим постоянной умеренной мощности и продолжительности нагрузки может вызвать патологический тип реакции в связи с имеющейся у пациентов низкой толерантностью к физическим нагрузкам, остеосаркопенией. Таким образом, нельзя прицельно оценить эффективность данного подхода именно у пациентов целевой группы.

Из существующего уровня техники, на основании доступных литературных источников, не выявлено данных о раннем (на 7-е сутки послеоперационного периода) использовании физических тренировок с индивидуально рассчитанной мощностью нагрузки у пациентов с остеосаркопенией после коронарного шунтирования.

Техническим результатом заявленного изобретения является улучшение показателей толерантности к физической нагрузке, уменьшение выраженности саркопении, оцененной скрининговым методом. Данные эффекты могут способствовать оптимизации течения послеоперационного периода, быстрому восстановлению функционального статуса пациентов после операции.

Основные критерия включения - возраст старше 50 лет, наличие ИБС и признаков остеосаркопении, плановая реваскуляризация миокарда.

Критериями исключения пациентов из исследования являлись: наличие в анамнезе или верифицированные на момент поступления заболевания нервно-мышечный системы, а также лечение такими лекарственными препаратами, как пероральные стероиды, антидепрессанты, цитостатики, барбитураты, миорелаксанты. Не включались пациенты, имеющие состояния, препятствующие проведению нагрузочного теста и последующих тренировок: сохранение клиники стенокардии в раннем послеоперационном периоде, недостаточность кровообращения выше III ФК (NYHA), выраженная дыхательная недостаточность, стойко повышенное АД (систолическое давление выше 180 мм рт.ст. или диастолическое более 120 мм рт.ст.), гипертермия, острый тромбофлебит, частая желудочковая экстрасистолия, атриовентрикулярная блокада II и III ст., стойкая синусовая тахикардия (более 120 уд/мин), тяжелые сопутствующие заболевания, тромбоэмболия легочной артерии давностью менее 1 месяца, резидуальный период острого нарушения мозгового кровообращения давностью менее 3 месяцев с остаточным неврологическим дефицитом, постоянная форма фибрилляции предсердий, блокада левой ножки пучка Гиса.

Остеосаркопения диагностировалась при сочетании саркопении (в соответствии с критериями EWGSOP (2019 г.)) с остеопенией/остеопорозом (в соответствии с критериями ВОЗ (2008 г.) для женщин в постменопаузе и мужчин старше 50 лет).

Скрининг саркопении осуществлялся с использованием опросника SARC-F [Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis. Alfonso J Cruz-Jentoft, Yves Boirie, Olivier Tommy Cederholm, Cyrus Cooper, Francesco Landi, Yves Rolland, Avan Aihie Sayer, Cornel С Sieber, Eva Topinkova, Maurits Vandewoude, Marjolein Visser, Mauro Zamboni, Writing Group for the European Working Group on Sarcopenia in Older People 2 (EWGSOP2), and the Extended Group for EWGSOP2. Age Ageing. 2019 Jan; 48(1): 16-31]. При выявлении клинических признаков саркопении, была проведена оценка мышечной силы с помощью медицинского динамометра. Заключительным этапом диагностики саркопении у пациентов со сниженной мышечной силой по результатам динамометрии, заключался в количественной оценке скелетных мышц.

Количественная оценка мышечной ткани проводилась на мультиспиральном компьютерном томографе Somatom Sensation 64 (Siemens, Германия). Определялась площадь мышечной ткани, на основании которой рассчитывали скелетно-мышечный индекс (СМИ, см²/м²). За пороговое значение СМИ, ниже которого состояние мышечной ткани расценивается как саркопения, принимался равным 52,4 см²/м² для мужчин и 38,5 см²/м² для женщин.

Для оценки оспеопенического синдрома (остеопения/остеопороз) применялась двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия (DEXA) [Мельниченко Г.А., Белая Ж.Е., Рожинская Л.Я., Торопцова Н.В., Алексеева Л.И., и др. Федеральные клинические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике остеопороза. // Проблемы эндокринологии. - 2017. - Т.63. - №6. - с. 392-426. doi: 10.14341/probl2017636392-426] с целью измерения минеральной плотности костной ткани (МПК). Оценивался Т-критерий.

В группу контроля (группа 1) были включены пациенты, которым па фоне медикаментозного лечения проводилась реабилитация согласно национальным клиническим рекомендациям по реабилитации после коронарного шунтирования больных ишемической болезнью сердца [Бокерия Л.А., Аронов Д.М. и др. Российские клинические рекомендации. Коронарное шунтирование больных ишемической болезнью сердца: реабилитация и вторичная профилактика. КардиоСоматика. 2016; 7 (3-4): 5-71].

В основной группе (группа 2), начиная с 7-х суток послеоперационного периода, проводили тренировки на тредмиле с индивидуальным подбором скорости ходьбы на основании показателей, полученных при проведении кардиопульмонального нагрузочного теста.

Пациенты по клинико-анамнестическим характеристикам, основным параметрам интраоперационного периода, а также показателям внутрисердечной гемодинамики не имели межгрупповых различий. В предоперационном периоде всем пациентам выполнялась оценка на предмет выявления остеосаркопении по вышеописанному алгоритму. Значимых межгрупповых различий по показателям остеопении и саркопении также не было выявлено (таблица 1).

На 6-е сутки после операции всем пациентам проводился кардиопульмональный нагрузочный тест с определением показателей толерантности к физической нагрузке. По исходным параметрам теста пациенты основной группы были сопоставимы с контрольной (таблица 2).

Примечание к Таблице 2:

VO2 peak - пиковое потребление кислорода, O2 пульс - кислородный пульс, АП - анаэробный порог, ЧСС - частота сердечных сокращений, ТФН - толерантность к физической нагрузке.

Начиная с 7-х суток после операции, ежедневно проводились интервальные тренировки на тредмиле под контролем следующих показателей: артериальное давление (АД), частота сердечных сокращений (ЧСС), уровень воспринимаемого напряжения (модифицированная шкала Борга), показатели электрокардиограммы по данным ЭКГ-монитора. Курс тренировок включал 10 занятий, каждое из которых состояло из разминки, основного периода тренировки и заминки. Разминка и заминка, продолжительностью 5 минут, представляли собой ходьбу на тредмиле с одинаковой скоростью 1,5 км/ч для всех пациентов. Основной период тренировки включал интервалы ходьбы с нагрузкой 75% от пикового потребления кислорода, длительностью 4 минуты с двухминутными интервалами активного восстановления в виде ходьбы со скоростью 1,5 км/ч. Скорость ходьбы на тредмиле основного периода тренировки рассчитывалась по результатам кардиопульмонального нагрузочного теста индивидуально на основании значений пикового потребления кислорода (VО₂реаk).

Различий между группами по частоте развития послеоперационных осложнений отмечено не было. Переносимость физических нагрузок была удовлетворительной, осложнений во время их выполнения не отмечалось.

После окончания курса тренировок (20-е сутки послеоперационного периода) в обеих группах были оценены результаты кардиопульмонального нагрузочного теста, теста шестиминутной ходьбы (ТШХ), а также динамометрии и результаты опросника SARC-F.

В обеих группах наблюдался прирост толерантности к физической нагрузке (ТФН), оцененной по результатам ТШХ, при этом в основной группе результат оказался значимо выше такового в группе контроля. Межгрупповых различий по показателю динамометрии выявлено не было, однако группа тренировок продемонстрировала значимо лучшие результаты по опроснику SARC-F (таблица 3).

Примечание к Таблице 3: ТШХ - тест шестиминутной ходьбы, ТФН - толерантность к физической нагрузке

В основной группе, после окончания курса тренировок, отмечено увеличение значения пикового потребления кислорода по сравнению с исходным значением, что говорит о лучших показателях работоспособности пациентов данной группы (рисунок 1).

Способ осуществляют следующим образом:

Пациентам с ИБС перед КШ проводится диагностика остеосаркопении с помощью опросника SARC-F, определения скелетно-мышечного индекса по результатам мультиспиральной компьютерной томографии, а также вычисления Т-критерия методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии.

В послеоперационном периоде на 6-е сутки проводят кардиопульмональный нагрузочный тест. На основании полученного результата пикового потребления кислорода (VO_2peak) рассчитывают целевое потребление кислорода (VO_2dest).

Целевое потребление кислорода (VO_2dest) составляет 75% от пикового:

VO_2dest=VO_2peak×0,75,

где VO_2dest - целевое потребление кислорода в мл/кг/мин, VO_2peak - пиковое потребление кислорода в мл/кг/мин.

На основании полученного значения производят расчет скорости тредмила по формуле:

где U - скорость тредмила в км/ч, VO_2dest - целевое потребление кислорода в мл/кг/мин.

Учитывая низкую толерантность к физической нагрузке пациентов с остеосаркопенией после коронарного шунтирования, угол наклона тредмила принимался равным нулю.

Тренировки осуществляли по следующей схеме (таблица 4).

Раннее назначение интервальных физических тренировок (на 7-е сутки) пациентам с ИБС и остеосаркопенией после КШ с индивидуальным подбором скорости ходьбы по данным кардиопульмонального нагрузочного теста ранее не применялась.

Примеры осуществления предлагаемого способа.

Пример 1. Пациент А. мужского пола, 73 лет, поступил в НИИ КПССЗ с диагнозом: ИБС. Стенокардия ФК II. Постинфарктный (2018 г) кардиосклероз. ХСН I ФК II. Гипертоническая болезнь III стадия, риск 4.

В предоперационном периоде выполнена диагностика остеосаркопении (таблица 5).

Выполнена плановая операция КШ в условиях искусственного кровообращения. Интра- и ранний послеоперацонный периоды протекали закономерно.

В послеоперационном периоде проводилась медикаментозная терапия и активизация больного

согласно действующих национальных клинических рекомендаций. На 6-е сутки после КШ проведен кардиопульмональный нагрузочный тест, по данным которого рассчитана тренирующая нагрузка (скорость ходьбы).

VO_2peak=10,9 мл/кг/мин, VO_2dest=10,9*0,75=8,2 мл/кг/мин.

Скорость тредмила рассчитывалась по следующей формуле:

Проведено 10 тренировок, начиная с 7-х суток после операции по следующей схеме (таблица 6).

После окончания курса тренировок были выполнены в динамике нагрузочные тесты (кардиопульмональный нагрузочный тест, ТШХ, динамометрия), оценен результат по опроснику SARC-F (таблица 7).

Анализ полученных данных указывает, что после проведения курса послеоперационной физической реабилитации, включающей тредмил-тренировки, улучшились параметры кардиопульмонального нагрузочного теста, увеличилась толерантность к физической нагрузке, а также улучшились результаты скриниговой оценки саркопении (пациент перестал соответствовать критерию диагностики саркопении по опроснику SARC-F).

Пример 2. Пациент Б., мужского пола, 68 лет, поступил в НИИ КПССЗ с диагнозом: ИБС. Стенокардия ФК III. Желудочковая экстрасистолия III градации по Lown. ХСН I ФК II. Гипертоническая болезнь III стадия, риск 4. В предоперационном периоде выполнена диагностика остеосаркопении (таблица 8).

Выполнена плановая операция КШ в условиях искусственного кровообращения. Осложнений интра- и послеопенрационного периодов не отмечено.

Ведение послеоперационного периода осуществлялось в рамках рутиной практики. На 6-е сутки после операции проведен кардиопульмональный нагрузочный тест, ранние физические тренировки не проводились.

На 20-е сутки послеоперационного периода также выполнены в динамике кардиопульмональный нагрузочный тест, ТШХ, динамометрия, оценен результат по опроснику SARC-F (таблица 9).

Отмечается увеличение ТФН, улучшение показателей кардиопульмонального нагрузочного теста. Однако эта динамика оказалась менее выраженной.

Предлагаемый способ повышения физической работоспособности пациентов с остеосаркопенией после коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения является эффективным и безопасным, позволяет повысить функциональный статус пациентов и улучшить толерантность к физической нагрузке. Способ доступен и легко воспроизводим.