Результат интеллектуальной деятельности: Способ ишемического прекондиционирования почек в сердечно-сосудистой хирургии

Изобретение относится к медицине, а именно к технологиям анестезиологического обеспечения кардиохирургических вмешательств.

Ассоциированное с кардиохирургическим вмешательством острое почечное повреждение (ОПП) является распространенным и серьезным осложнением и сопровождается увеличением финансовых затрат и летальности в послеоперационном периоде. Непосредственные эффекты, связанные со снижением почечной функции, включают расстройства кислотно-основного баланса и электролитного состава, уремию и объемную перегрузку за счет ретенции жидкости [1, 2]. Развитие ОПП у пациентов после кардиохирургических вмешательств приводит к росту частоты инфекционных осложнений, увеличивает время пребывания в отделении реанимации и общую продолжительность госпитализации, частоту повторных поступлений в отделение реанимации, приводит к увеличению краткосрочной и долгосрочной летальности [2]. Отдаленные эффекты ОПП в кардиохирургии включают увеличение частоты острой болезни почек, частоты развития хронической болезни, в том числе требующей проведения гемодиализа, при развитии ОПП увеличивается риск дисфункции шунтов, вне зависимости восстановилась ли почечная функция после выписки из стационара [3]. Пациенты, с зарегистрированным ОПП после кардиохирургических вмешательств, имеют больший риск серьезных кардиальных и цереброваскулярных осложнений [4]. Хроническая болезнь почек, как исход ОПП, также увеличивает цереброваскулярный риск [5].

Предупреждение почечных осложнений остается краеугольным камнем кардиоанестезиологии и кардиохирургии на современном этапе [6]. В настоящее время нет медикаментозных средств с доказанной эффективностью для адъювантной нефропротекции в кардиохирургии. Консенсус экспертов в области периоперационного обеспечения в сердечно-сосудистой хирургии для снижения частоты ОПП предлагает использовать стратегию ишемического прекондиционирования [7]. Применение ишемического прекондиционирования подразумевает моделирование циклов подпороговой ишемии почек, что приводит к активизации эндогенных защитных механизмов и формированию толерантности к повреждающим стимулам.

Известен способ ишемического прекондиционирования почек, при котором сразу после интубации трахеи в течение 20 минут осуществляют компрессию передней брюшной стенки либо до снижения абдоминального перфузионного давления, определяемого как разница средним артериальным давлением и внутрибрюшным давлением, до 40 мм рт.ст., либо до повышения внутрибрюшного давления до 15 мм.рт.ст., а после этого переходят к хирургическому этапу операции [8].

Данный способ является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату и выбран в качестве прототипа.

Недостатком данного способа является то, что данная технология не учитывает возможности ауторегуляции почечного кровотока при различных колебаниях системного артериального давления. При сохранных резервах почечной ауторегуляции, указанный способ прекондиционирования не приводит к моделированию почечной мальтерфузии и индукции органопротективных эффектов ишемического прекондиционирования. Данный факт значительно ограничивает применение метода.

Задачей изобретения является создание способа, позволяющего проводить прекондиционирование почек в сердечно-сосудистой хирургии с отсутствием ограничений к применению, минимальными техническими требованиями и финансовыми затратами.

Поставленная задача решается компрессией передней брюшной стенки сразу после интубации трахеи в течение 20 минут либо до снижения абдоминального перфузионного давления, определяемого как разница между средним артериальным давлением и внутрибрюшным давлением, до 40 мм рт. ст., либо до повышения индекса резистивности почечных сосудов на 5% и более. Данный метод прост, не требует специальной аппаратуры и позволяет осуществлять ишемическое прекондиционирование почек в сердечно-сосудистой хирургии, вне зависимости от степени почечной адаптации к колебаниям системного артериального давления.

Для поддержания кровообращения в различных участках сосудистой сети человека, необходимо поддержание среднего артериального давления, которое обеспечивает давление перфузии для органного кровотока. Критическим давлением спланхнической перфузии, обеспечивающим кровоток во внутренним органах, является уровень более 50 мм. рт.ст., при его снижении наблюдается редукция кровотока в органах спланхнического бассейна. Исключением могут являться почки, обладающие феноменом ауторегуляции кровотока. Суть его состоит в том, что даже при снижении органного перфузионногодавления (давления спланхнической перфузии), объемный кровоток через систему почечных сосудов остается неизменным, за счет снижения почечного сосудистого сопротивления и почечной вазодилатации. При этом «критическим» уровнем перфузионного давления, при котором невозможна адаптация органного кровотока, является 40 мм рт.ст. [9]. Указанные взаимодействия можно описать формулой: F=P/R, где F - объемная скорость кровотока, Р - давление спланхнической перфузии, R - почечное сосудистое сопротивление. [9]. Физиологическим триггером ишемического прекондиционирования почек является моделирование мальперфузии за счет снижения объемной скорости кровотока в почечных сосудах. Для индукции органопротективного фенотипа крайне важно обеспечить адекватный, «достаточный» прекондиционирующий стимул. Согласно приведенной выше формуле, обеспечить редукцию почечного кровотока при сохранной ауторегуляции почечного кровотока можно 2 путями: либо за счет снижения давления спланхнической перфузии до «критического» уровня 40 мм рт.ст., либо, за счет повышения почечного сосудистого сопротивления (даже на фоне относительно стабильных и более высоких значений перфузионного давления). Компрессия передней брюшной стенки приводит к повышению внутрибрюшного давления, что может инициировать снижение кровотока в почках (индуцировать каскад ишемического прекондиционирования) как за счет снижения давления спланхнической перфузии (разница между средним артериальным давлением и внутрибрюшным давлением) до «критических» цифр, при которых невозможна адаптация кровотока с вовлечения ауторегуляторных механизмов, так и за счет повышения почечного сосудистого сопротивления. В настоящее время, для определения и количественного выражения почечного сосудистого сопротивления в клинике применяют ультразвуковое исследование почечных сосудов с расчетом индекса резистивности почечных сосудов. Повышение индекса резистивности почечных сосудов при моделировании внутрибрюшной гипертензии происходит за счет повышения трансмурального градиента давлений (прямое воздействие высокого внутрибрюшного давления на почечные артерии, а также снижение грансгломерулярного градиента давлений за счет опосредованного внутрибрюшной гипертензией механического сдавливания вен, паренхимы почек и высокого венозного давления). Абсолютные цифры внутрибрюшного давления, при которых наблюдаются описанные выше физиологические явления, могут существенно различаться между пациентами в зависимости от исходного статуса, коморбидности (наличие сопутствующей артериальной гипертензии) и резервов адаптации (сохранности почечной ауторегуляции). Следовательно, для определения адекватного и «достаточного» прекондиционирующего стимула абсолютные цифры внутрибрюшного давления не подходят, а клинически релевантными показателями являются уровень «критический» давления спланхнической перфузии и динамика (повышение) индекса резистивности почечных сосудов. Таким образом, предлагаемый способ имеет физиологическое обоснование и позволяет моделировать ишемическое прекондиционирование почек в различных клинических ситуациях, в том числе при сохранении ауторегуляции почечного кровотока.

Новым в предлагаемом изобретении является компрессия передней брюшной стенки для моделирования внутрибрюшной гипертензии и оценка адекватности прекондиционирующего стимула либо по снижению абдоминального перфузионного давления до «критического» уровня, либо по повышению индекса резистивности почечных сосудов.

Техническим результатом данного изобретения является снижения частоты острого почечного повреждения у пациентов, оперированных в условиях искусственного кровообращения, что приводит к снижению финансовых затрат на лечение и улучшению результатов кардиохирургических вмешательств.

Отличительные признаки проявили в заявляемой совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники в данной области и не очевидные для специалиста. Идентичной совокупности признаков не обнаружено в проанализированной патентной и научно-медицинской литературе. Предлагаемый в качестве изобретения способ может быть использован в практическом здравоохранении для повышения качества и эффективности лечения.

Исходя из вышеизложенного, следует считать данное техническое решение соответствующим условиям патентоспособности: «новизна», «изобретательский уровень», «промышленная применимость».

Способ осуществляют следующим образом: сразу после интубации трахеи в течение 20 минут проводят компрессию передней брюшной стенки либо до снижения абдоминального перфузионного давления, определяемого как разница между средним артериальным давлением и внутрибрюшным давлением, до 40 мм рт.ст., либо до повышения индекса резистивности почечных сосудов на 5% и более. После этого переходят к хирургическому этапу операции.

Клинический пример №1

Пациент В., 35 лет; вес 78 кг; рост 176 см

Основной диагноз: Ревматическая болезнь сердца: сложный порок митрального клапана с преобладанием стеноза.

Сопутствующие заболевания: ХОБЛ, ремиссия.

Пациенту планировалось протезирование митрального клапана в условиях ИК и фармако-холодовой кардиоплегии «Кустодиолом» на фоне комбинированной анестезии и ИВЛ. При поступлении в операционную АД-135/70 (75) мм рт. ст, выполнена интубация трахеи, начата ИВЛ. Исходно индекс резистивности почечных сосудов по данным УЗИ составил 0,68. Пациенту в течение 20 минут выполнялась компрессия передней брюшной стенки, при достижении внутрибрюшного давления 14 мм рт.ст. индекс резистивности почечных сосудов составил 0,74 (увеличился на 10%), при этом абдоминальное перфузионное давление составляло 61 мм рт.ст. (75-14). Пациенту выполнено протезирование митрального клапана в условиях ИК и фармако-холодовой кардиоплегии «Кустодиолом» на фоне комбинированной анестезии и ИВЛ. Продолжительность искусственного кровообращения составила 106 мин, время тотальной ишемии миокарда 80 мин. В раннем послеоперационном периоде пациент не требовал массивных доз инотропной поддержки. Гемотрансфузионная терапия не проводилась. На протяжении первых 48 часов кумулятивная инфузионная нагрузка составила 4500 мл, диурез составил 4000 мл, объем дренажных потерь 210 мл, расчетные перспирационные потери - 300 мл. Средний гемоглобин составил 98 г/л. Не потребовалось проведение продленной ИВЛ, пациент был экстубирован через 3 часа после поступления в отделение реанимации.

Время нахождения в отделении реанимации составило | сутки. На протяжении 7 суток послеоперационного периода у пациента не было верифицировано острое почечное повреждение, согласно критериям КDIGO [10].

Клинический пример №2

Пациент К.,68 лет; вес 80 кг; рост 186 см

Основной диагноз: Критический стеноз аортального клапана НК1ФК2(NYНА)

Сопутствующие заболевания: Сахарный диабет 2 типа, компенсация.

Пациенту планировалось протезирование аортального клапана в условиях ИК и фармако-холодовой кардиоплегии «Кустодиолом» на фоне комбинированной анестезии и ИВЛ. При поступлении в операционную АД-90/46 (50) мм рт. ст, выполнена интубация трахеи, начата ИВЛ. Исходно индекс резистивности почечных сосудов по данным УЗИ составил 0,60. Пациенту в течение 20 минут выполнялась компрессия передней брюшной стенки, при достижении внутрибрюшного давления 10 мм рт.ст. индекс резистивности почечных сосудов составил 0,62 (увеличился на 3%), при этом абдоминальное перфузионное давление составляло 40 мм рт.ст. (50-10). Пациенту выполнена операция протезирования митрального клапана в условиях ИК и фармако-холодовой кардиоплегии «Кустодиолом» на фоне комбинированной анестезии и ИВЛ. Продолжительность искусственного кровообращения составила 98 мин, время тотальной ишемии миокарда 65 мин. В раннем послеоперационном периоде пациент требовал прессорную поддержку в течение 4ч: норадреналин 0,15 мкг/кг/мин. С целью коррекции анемии и восполнения дефицита факторов свертывания была проведена трансфузия в совокупности 230 мл одногрупной эритроцитарной массы, 600 мл одногрупной свежезамороженной плазмы. На протяжении первых 48 часов кумулятивная инфузионная нагрузка составила 5800 мл, диурез составил 4000 мл, объем дренажных потерь 400 мл, расчетные перспирационные потери - 320 мл. Средний гемоглобин составил 97 г/л. Не потребовалось проведение продленной ИВЛ, пациент был экстубирован через 5 часов после поступления в отделение реанимации. Время нахождения в отделении реанимации составило 1 сутки. На протяжении 7 суток послеоперационного периода у пациента не было верифицировано острое почечное повреждение, согласно критериям КDIGO [10].

Предлагаемый авторами способ апробирован у 28 пациентов и позволяет проводить ишемическое прекондиционирование и снижать частоту острого почечного повреждения почек в сердечно-сосудистой хирургии, с отсутствием ограничений к применению, минимальными техническими требованиями и финансовыми затратами, что приводит к снижению финансовых затрат на лечение и улучшению результатов кардиохирургических вмешательств.

Список использованной литературы:

1. Xu J, Shen В, Fang Y, Liu Z, Zou J, Liu L, et al. Postoperative fluid overload is a useful predictor of the short-term outcome of renal replacement therapy for acute kidney injury after cardiac surgery. Medicine (Baltimore). 2015; 94(33): e1360.

2. Doyle, James F., and Lui G. Forni. "Acute kidney injury: short-term and long-term effects." Critical care 20.1 (2016): 188.

3. Loef BG, Epema AH, Smilde ТВ, Henning RH, Ebels T, Navis G, Stegeman CA: Immediate postoperative renal function deterioration in cardiac surgical patients predicts in-hospital mortality and long-term survival. J Am Soc Nephrol 16: 195-200, 2005.

4. Wu VC, Wu CH, Huang TM, Wang CY, Lai CF, Shiao CC, et al. Long-term risk of coronary events after AKI. J Am Soc Nephrol. 2014; 25(3): 595-605.

5. Ninomiya T, Kiyohara Y, Kubo M, Tanizaki Y, Doi Y, Okubo K, et al. Chronic kidney disease and cardiovascular disease in a general Japanese population: the Hisayama Study. Kidney Int 2005; 68: 228-36.

6. Garwood S: Cardiac surgery-associated acute renal injury: new paradigms and innovative therapies. J Cardiothorac and Vase Anesth 2010; 24: 990-1001. https://doi.Org/10.1053/j.jvca.2010.05.010.

7. Bonventre J.V. Kidney ischemic preconditioning // Current opinion in nephrology and hypertension. - 2002. - Т. 11. - №. 1. - C. 43-48.

8. Патент №2712015, «Способ прекондиционирования почек в сердечно-сосудистой хирургии».

9. Carlstrom М., Wilcox C.S., Arendshorst W.J. Renal autoregulation in health and disease // Physiological reviews. - 2015. - T. 95. - №.2. - C. 405-511.

10. Disease K: Improving Global Outcomes (KDIGO) Acute Kidney Injury Work Group: KDIGO Clinical Practice Guideline for Acute Kidney Injury. Kidney Int Suppl 2012; 2: 1-126.