Известно, что при оказании помощи пациентам в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) особую роль играет контроль показателей гемодинамики, при этом расширяется использование неинвазивных методик, которые могут повысить безопасность пациента за счет уменьшения количества потенциально опасных инвазивных процедур [1]. Однако снижение инвазивности не должно влиять на точность используемых показателей. Это особенно важно в кардиохирургии, где достаточно часто возникают ситуации с быстро изменяющейся гемодинамикой [2—4]. Точная оценка гемодинамических показателей, включая сердечный индекс (СИ), позволяет дифференцированно подходить к терапии при ведении пациентов как в операционной, так и в ОРИТ [5, 6].

С недавних пор в клинической практике начали использовать технологию неинвазивного контроля гемодинамики, основанную на ультразвуковой допплерографии и реализованную в системе USCOM 1A, Ultrasound Cardiac Output Monitor («USCOM Ltd.», Австралия). Основной алгоритм определения сердечного выброса (СВ) рассчитывается с помощью следующей формулы:

СВ = ЧСС�VTI�CSA,

где ЧСС — частота сердечных сокращений, VTI — интеграл линейной скорости кровотока через выходной тракт левого желудочка, CSA — площадь поперечного сечения отверстия.

Данная технология основана на допплерографии с использованием ультразвукового датчика в проекции аортального клапана [7]; USCOM определяет скорость кровотока через аортальный клапан и клапан легочной артерии. С помощью заданных внутренних алгоритмов, основанных на данных о росте пациента, рассчитываются диаметры аортального клапана, клапана легочного ствола и площади их поперечного сечения. По данным площади поперечного сечения клапана и полученной скорости кровотока устройство USCOM определяет объем крови, перекачиваемый сердцем за 1 мин. Использование устройства USCOM не требует специальных сертификаций и может быть доверено даже среднему медицинскому персоналу после 1-дневного обучающего курса. При этом эффективность данного метода определения значений СВ требует проверки в различных гемодинамических условиях [8—11].

Цель исследования — оценка точности измерений сердечного выброса с помощью технологии USCOM у пациентов после реваскуляризации миокарда на работающем сердце.

Исследование проведено на базе ГБУЗ АО «Первая ГКБ им Е.Е. Волосевич» (отделение кардиохирургической реанимации). В проспективном порядке включены 34 взрослых пациента (24 мужчины и 10 женщин) с ишемической болезнью сердца, которым в плановом порядке проведено аортокоронарное шунтирование без искусственного кровообращения. Из последующего анализа исключен 1 пациент в связи с техническими трудностями, связанными с анатомическими особенностями. Критериями исключения из исследования являлись отсутствие письменного информированного согласия; возраст пациентов моложе 18 лет или старше 80 лет; предоперационная фракция изгнания менее 35%; постоянная форма фибрилляции предсердий или другие клинически значимые аритмии; тяжелая дисфункция клапанного аппарата сердца; открытое овальное окно; патологические шунты; выраженное поражение периферических артерий; проведение симультанных хирургических вмешательств (например, каротидная эндартерэктомия, коррекция аневризмы желудочка и пр.).

Всем пациентам выполнена катетеризация внутренней яремной вены и легочной артерии с установкой катетера Свана—Ганца. После операции все пациенты переведены в кардиохирургическую реанимацию. В послеоперационном периоде термодилюционные измерения проводили путем введения 5% раствора глюкозы 10 мл комнатной температуры через центральный венозный катетер (трехкратно), используя монитор («Nihon Kohden», Япония). Среднее значение 3 измерений с вариациями СИ менее 15% использовали для последующего анализа данных (СИ_TD). Параллельно проводили измерение СИ монитором USCOM 1А («USCOM Ltd.», Австралия) с расположением датчика на уровне яремной вырезки (СИ_USCOM). Измерения выполняли на 7 этапах послеоперационного периода: после поступления в ОРИТ, после теста с подъемом ног, после маневра рекрутмента альвеол, после теста с инфузионной нагрузкой, а также через 4, 6 и 24 ч после окончания операции.

В течение 1 ч после перевода пациента из операционной в ОРИТ для предотвращения пробуждения и возбуждения до восстановления эффективного самостоятельного дыхания пациенты получали седацию пропофолом в дозе 2 мг на 1 кг массы тела в 1 ч. В этот период респираторную поддержку проводили в режиме вентиляции, контролируемой по давлению, с давлением на вдохе, обеспечивающим дыхательный объем 8 мл на 1 кг предсказанной массы тела, содержание кислорода во вдыхаемом воздухе (FiO₂) 50%, положительное давление конца выдоха (ПДКВ) 5 см вод.ст. и частотой дыхания 10—18 в 1 мин с целевым поддержанием концентрации углекислого газа в конце выдоха (EtCO₂) в пределах 30—35 мм рт.ст. Для имитации различных гемодинамических ситуаций использовали тест с поднятием ног, маневр рекрутмента альвеол и тест с инфузионной нагрузкой. Во время теста с подъемом ног выполняли подъем ножного и опускание головного конца кровати на 45° длительностью 60 с, по завершении выполняли измерение С.И. Маневр рекрутмента альвеол осуществляли путем поднятия ПДКВ до 20 см вод.ст. на 60 с, в конце которого измеряли значения СИ с последующим снижением ПДКВ до исходного уровня. Инфузионную нагрузку проводили раствором стерофундина изотонического в объеме 7 мл на 1 кг реальной массы тела в течение 5 мин с последующей оценкой значения С.И. После завершения тестов, прекращения седации и восстановления спонтанного дыхания проводили тест на спонтанное дыхание в течение 30 мин с последующей экстубацией трахеи.

Все данные оценены в проспективном порядке, с использованием индивидуальной регистрационной формы. Результаты представлены в виде средней величины и среднеквадратичного отклонения M±SD, медианы (25-й процентиль; 75-й процентиль) или количества больных (в %). Для оценки согласованности методов, оценки СИ использован анализ Бланда—Альтмана. Анализ корреляционных взаимосвязей проведен с применением коэффициента rho Спирмена. Кроме того, мы оценили точность методов при отслеживании динамики СИ на основе общих данных и отдельно во время искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и после экстубации трахеи путем расчета показателя согласованности. Различия считали значимыми при р<0,05.

Согласие для включения в исследование получено у 34 пациентов. Следует отметить, что при оценке СИ аппаратом USCOM у 15 пациентов в связи с анатомическими особенностями (большая толщина грудины, высокий индекс массы тела) не удавалось быстро получить сигнал хорошего качества, по этой же причине не смогли получить значения СИ у 1 пациента на всех этапах послеоперационного периода, в связи с чем его данные исключены из последующего анализа. Таким образом, в исследование включены 33 пациента. Демографические данные обследованных больных представлены в табл. 1, а показатели СИ на этапах исследования — в табл. 2.

В целом в исследовании получена 231 пара измерений СИ.

Мы обнаружили статистически значимую корреляцию между CИ_USCOM и CИ_TD среди всех пар данных (rho=0,53; p<0,01), а также во время ИВЛ (rho=0,57; p<0,01), однако при спонтанном дыхании статистически значимая ассоциация показателей не выявлена (rho=0,371; p=0,79). Согласно анализу Бланда—Альтмана среди всех пар данных, средняя разница между СИ_USCOM и СИ_TD составила –1,07 л/мин/м² с границами согласованности ±1,40 л/мин/м² и процентной ошибкой 72 (рис. 1).

На сегодняшний день термодилюция остается «золотым стандартом» измерения СИ при критических состояниях. Вместе с тем и менее инвазивные методы мониторинга производительности сердца в периоперационном периоде обладают определенным потенциалом [3, 4].

В частности, методика ультразвукового мониторинга аппаратом USCOM нашла широкое применение в педиатрии. Так, N. Patel и соавт. [11] определили, что воспроизводимость показателей, полученных с помощью USCOM у новорожденных, достаточно высока. В исследовании Н.П. Леонова и соавт. [12] по оценке СВ у детей в кардиохирургии USCOM достоверно определял значения CВ по сравнению с методом эхокардиографии; авторами сделан вывод, что оба метода могут использоваться у детей после кардиохирургических операций: USCOM — для скрининга, эхокардиография — для расширенных исследований. Схожие результаты получены А.У. Лекмановым и соавт. [13] при сравнении USCOM и транспульмональной термодилюции у детей с тяжелой термической травмой, данные обеих методик сопоставимы. Однако, согласно работе O. Thom и соавт. [8], при сравнении результатов трансторакальной допплерографии с показателями, полученными с помощью катетера в легочной артерии, выявлено, что ультразвуковые данные не соответствовали параметрам, полученным инвазивным путем. По данным ряда исследований [14—16], статистическая значимость данных, полученных с помощью методики USCOM в педиатрической практике по сравнению со старшими возрастными группами, может быть объяснена более низкой частотой или отсутствием у детей таких состояний, как избыточная масса тела, увеличение толщины грудины, атеросклероз, сопровождающийся сужением просвета и утолщением стенки артерий, а также возрастных изменений сосудистого русла, которые влияют на качество сигнала и соответственно достоверность полученных результатов.

В нашем исследовании показано, что в послеоперационном периоде после АКШ на работающем сердце неинвазивная методика оценки СИ, основанная на ультразвуковой регистрации эффекта Допплера (USCOM), несмотря на наличие взаимосвязи с термодилюционным сердечным выбросом, демонстрирует недостаточную точность с существенными (более 1,0 л/мин/м²) различиями значений СИ, полученных с помощью исследуемых методик, на всех основных этапах измерений. Кроме того, у этой категории пациентов методика USCOM показывает высокую процентную ошибку измерений СИ, которая превышает допустимый предел 30%, позволяющий судить об удовлетворительной согласованности методов. Это может быть связано как с определенной зависимостью результатов измерений от опыта оператора, проводящего исследование, так и с особенностями самой методики [10, 11]. Технология USCOM основана на предположении, что благодаря простоте позиционирования датчика методика позволяет врачу, не имеющему опыта проведения допплерографии, оценивать показатели гемодинамики у постели пациента в режиме реального времени. Вместе с тем, по данным ряда авторов [5], для уверенного использования аппарата USCOM и достижения базового уровня необходимо провести минимум 15—20 исследований под наблюдением опытного оператора.

Технология USCOM предусматривает, что оператор, выполняющий исследование, с помощью датчика регистрирует на экране монитора допплеровскую кривую максимального уровня кровотока, которая имеет четкие очертания, остроконечную форму и отчетливый звуковой сигнал. У ряда пациентов мы выявили низкое качество сигнала, что не позволяло достаточно быстро получить данные СИ и также могло сказаться на точности измерений. Исходя из базового алгоритма определения СВ аппаратом USCOM (СВ = ЧСС�VTI�CSA), значительное занижение этого показателя возможно в первую очередь вследствие ошибки определения VTI. Это объяснимо, поскольку в раннем послеоперационном периоде кардиохирургических вмешательств визуализация структур сердца и качественная допплерометрия затруднены вследствие наличия воздуха в средостении [17]. Так, в метаанализе J. Heiberg и соавт. [18] сообщается о том, что удовлетворительное качество изображения достигается после 61—99% вмешательств на сердце, причем все авторы отмечают худшие условия для визуализации в 1-е сутки после операции. Кроме того, неточность измерения СВ может быть связана с особенностями самой ультразвуковой методики. Наиболее точные результаты можно получить при распространении ультразвукового сигнала перпендикулярно плоскости поперечного сечения сосуда или клапана, в которых происходит измерение скорости кровотока, при этом допустимы отклонения в 20°.

Изолированный допплеровский режим, используемый в аппарате USCOM, не позволяет четко идентифицировать взаиморасположение ультразвукового датчика и аортального клапана, что возможно при использовании дуплексного режима. В какой-то степени неточность измерения компенсируется использованием анализа данных, полученных за несколько сокращений сердца. Источником ошибки также может служить алгоритм определения площади поперечного сечения аортального клапана, основанный на данных о росте пациента и не учитывающий возможные анатомические и функциональные аномалии клапана, включая его стеноз и недостаточность. Не следует исключать и анатомические особенности ряда больных (избыточная масса тела, увеличение толщины грудины), затрудняющие визуализацию [19]. Кроме того, низкое качество ультразвукового сигнала может быть обусловлено тем, что у пациентов с ишемической болезнью сердца атеросклероз сопровождается сужением просвета и утолщением стенки артерий; определенную роль играют и возрастные изменения сосудистого русла [10].

Наряду с наличием взаимосвязи показателей СИ_USCOM и СИ_TD в период проведения ИВЛ, в том числе при выполнении динамических проб по оценке восприимчивости к инфузионной нагрузке и маневра рекрутмента альвеол, нами выявлено отсутствие корреляции между исследуемыми параметрами после экстубации трахеи. Это может быть обусловлено изменением кардио-респираторных взаимодействий при переходе на спонтанное дыхание. Так, создаваемое при спонтанном дыхании во время вдоха отрицательное давление в грудной клетке в большей степени влияет на возврат крови в грудную клетку и диаметр сосудов, что может отражаться на форме кривой потока и затруднять корректную регистрацию СИ аппаратом USCOM.

Важной характеристикой мониторной системы является стабильность измерения регистрируемого показателя, что можно оценить по способности отслеживать тенденцию его изменения. В нашем исследовании аппарат USCOM продемонстрировал удовлетворительную способность отслеживать динамику изменений СИ (показатель согласованности 93%) в ходе ИВЛ, что тем не менее не достигает показателя «золотого стандарта» согласованности (>95%). После экстубации трахеи согласованность резко снижалась до 58%, это не дает возможности рекомендовать использование технологии USCOM на спонтанном дыхании у данной категории больных. Низкая согласованность измерений ультразвукового СВ, не позволяющая достоверно отслеживать тенденции его изменения в различных клинических ситуациях, может быть связана как с особенностями методики, представленными выше, так и с необходимостью поиска сигнала высокого качества на каждом отдельном этапе измерения, что не всегда удается и может систематически влиять на вариабельность значения СИ от измерения к измерению.

Ограничением нашего исследования является включение в выборку пациентов с кардиальной патологией и относительно узким разбросом значений СИ, что не позволяет переносить наши результаты на более широкий диапазон показателей СИ. В связи с этим требуются дальнейшие исследования для оценки точности системы USCOM в других гемодинамических условиях у различных категорий больных. Кроме того, точность операторзависимой системы можно повысить за счет более длительного обучения данной методике. Однако в случае с изменениями СИ в динамике, как при выполнении динамических проб и маневра рекрутмента альвеол в нашем исследовании, этот подход может несколько затруднить оценку согласованности методов.

Низкая точность неинвазивного ультразвукового монитора USCOM с недооценкой сердечного индекса на основных этапах послеоперационного периода аортокоронарного шунтирования без искусственного кровообращения, а также недостаточная способность метода отслеживать динамику сердечного индекса не позволяют рекомендовать его рутинное использование в данной области кардиохирургии.

Исследование выполнено при поддержке гр анта Президента Ро ссийской Федерации М Д-4984.2015.7, а т акже гр анта Президента Ро ссийской Федерации для ведущих научных школ НШ-3927.2018.7

Благодарности. Авторы выражают благодарность коллективу кардиохирургической реанимации «Первой городской клинической больницы им. Е.Е. Волосевич» и сотрудникам кафедры анестезиологии и реаниматологии СГМУ за оказанную поддержку в проведении исследования.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Изотова Н.Н. — https://orcid.org/0000-0001-9274-7336

Ильина Я.Ю. — https://orcid.org/0000-0003-2538-4656

Фот Е.В. — https://orcid.org/0000-0003-0052-8086

Смёткин А.А. — https://orcid.org/0000-0003-4133-4173

Кузьков В.В. — https://orcid.org/0000-0002-8191-1185

Киров М.Ю. — https://orcid.org/0000-0002-4375-3374

Автор, ответственный за переписку: Изотова Наталья Николаевна — врач анестезиолог-реаниматолог отделения общей реанимации ГБУЗ АО «Первая городская клиническая больница им. Е.Е. Волосевич», 163001, Архангельск; ординатор кафедры анестезиологии и реаниматологии ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, 163000, Архангельск, Россия. e-mail: natalik.izotova@yandex.ru