На протяжении многих лет заболевания органов кровообращения являются основной причиной смертности взрослого населения. В качестве путей увеличения продолжительности жизни больных с кардиальными заболеваниями можно рассматривать меры профилактики, своевременную диагностику, а также внедрение высокотехнологичных методов лечения, в том числе операций на открытом сердце. Необходимым условием проведения большинства кардиохирургических вмешательств является искусственное кровообращение (ИК). Его применение в настоящее время считают «золотым стандартом» оказания помощи [1]. Согласно определению В.И. Бураковского и соавт. [2], ИК — это «метод временной полной или частичной замены с помощью специальных устройств насосной функции сердца и газообменной функции легких».

До появления ИК операции ушивания ранений сердца и коррекции нетяжелых врожденных пороков производились на работающем сердце. Однако для повышения переносимости кардиохирургических вмешательств и расширения их спектра требовалось временное аппаратное замещение функции сердца и легких. В 1926 г. российский патофизиолог С.С. Брюхоненко изобрел и запатентовал аппарат «Автожектор». Он воспроизводил полный замкнутый круг экстракорпорального кровообращения с терморегуляцией. Было выполнено несколько успешных операций в условиях ИК у собак [1]. В 1951 г. итальянский хирург А. Дольотти впервые использовал «сердечно-легочный обход» у человека в качестве экстракорпоральной поддержки кровообращения. Это был пациент с острой сердечной недостаточностью, развившейся во время операции удаления опухоли средостения. Затем в 1953 г. американский кардиохирург Дж. Гиббон успешно выполнил закрытие септального дефекта сердца у пациента в условиях ИК, и методика стала активно распространяться в разных странах [3]. За десятилетия своего развития ИК претерпело значительные изменения. Пузырьковые оксигенаторы сменились мембранными, появились безопасные методики остановки сердца (кардиоплегия), менялись температурные режимы ИК от глубокой и умеренной гипотермии до нормотермии, уменьшился объем первичного заполнения оксигенаторов, появилось биологически совместимое покрытие контура [1]. Эти разработки позволили значительно расширить спектр операций на сердце и уменьшить выраженность многих побочных эффектов И.К. Тем не менее на сегодняшний день ИК наряду с операционной травмой остается ведущим фактором, определяющим переносимость хирургического вмешательства, течение послеоперационного периода и сроки послеоперационной реабилитации.

Механизмы патологического воздействия ИК на организм больного к настоящему времени подробно изучены. Ключевыми триггерами постперфузионного синдрома являются контакт крови с инородной поверхностью и воздухом, гемодилюция, гипотермия, механическая травма клеток крови, гипероксия, системная гепаринизация с последующей реверсией, возвращение крови из операционной раны в системную циркуляцию, тканевые и воздушные микроэмболии, нефизиологичные кровоток и распределение объема циркулирующей крови, гипоперфузия внутренних органов [1, 4].

Главное патофизиологическое звено постперфузионного синдрома — системная воспалительная реакция (СВР). Она развивается вследствие операционной травмы и контакта крови с инородной поверхностью. Во время процедуры ИК запускается каскад активации системы комплемента, калликреин-кининовой системы, коагуляции и фибринолиза. Происходит активация лейкоцитов, тромбоцитов и клеток эндотелия [5, 6]. В результате развивается коагулопатия, страдает тромбоцитарное звено гемостаза, нарушается проницаемость сосудов. Происходит перемещение жидкости в интерстиций, развивается отек. За счет агрегации клеточных элементов нарушается микроциркуляция. Дисфункция тромбоцитов, коагулопатия и нарушения микроциркуляции также могут усугубляться под воздействием гипотермии, несмотря на ее органопротективное предназначение [1].

Следующим патофизиологическим звеном является гемодилюция. Изначально считалось, что снижение вязкости крови благоприятно влияет на микроциркуляцию и перфузию тканей в условиях хирургической травмы [7]. Однако в дальнейших исследованиях была установлена взаимосвязь гемодилюции с развитием послеоперационных осложнений и летальностью [8]. В начале ИК происходит одномоментное поступление избытка жидкости в сосудистое русло. Это вызывает дисбаланс свертывающей и противосвертывающей систем, снижение гематокрита и доставки кислорода к тканям, перемещение жидкости в интерстиций с развитием отека. В настоящий момент считается, что уровень гемодилюции, при котором достоверно ухудшается прогноз, соответствует значению гематокрита менее 21—24% [9]. Кроме снижения доставки кислорода к тканям, начало ИК может сопровождаться гипероксией, которая влечет за собой окислительный стресс [1].

Другой неотъемлемый компонент операций в условиях ИК — возврат излившейся в операционную рану крови в системную циркуляцию. При этом происходит смешивание крови с воздухом, в кровоток поступает большое количество провоспалительных цитокинов и эмбологенных субстанций [10, 11]. Использование роликовых насосов может приводить к механической травме эритроцитов и развитию гемолиза [12]. Результатом всего перечисленного выше является нарушение функции органов различной степени выраженности. Может развиться сердечная недостаточность (как систолическая, так и диастолическая), дыхательная недостаточность (синдром «постперфузионных легких», повышение риска инфекции), острое повреждение почек, церебральная дисфункция (нейрокогнитивные расстройства, нарушение мозгового кровообращения), различные метаболические нарушения [4]. Перечисленные явления в большинстве случаев бывают транзиторными. Однако их выраженность и возможность прогрессирования определяют тяжесть состояния в раннем послеоперационном периоде и влияют на продолжительность пребывания в отделении интенсивной терапии, длительность госпитализации и сроки реабилитации. Большинство описанных побочных эффектов ИК потенциально предотвратимы либо их выраженность можно уменьшить. Для минимизации негативных эффектов ИК была разработана и успешно внедряется стратегия миниинвазивного экстракорпорального кровообращения (МиЭКК).

МиЭКК — это мультидисциплинарная стратегия, включающая комплексный подход хирурга, анестезиолога-реаниматолога и перфузиолога, направленная на снижение инвазивности оперативного вмешательства в условиях экстракорпорального кровообращения [13]. Понятие «миниинвазивность» за последние годы претерпело значительные изменения. Первоначально под ним понимали операции с уменьшенным хирургическим доступом (так называемая «хирургия через замочную скважину», keyhole surgery, или keyhole approach) [14]. Впоследствии стало ясно, что достигнуть хорошего клинического результата возможно, только используя комплексный мультидисциплинарный подход, при котором наряду с инновациями в хирургической технике совершенствуются методы защиты организма от хирургической травмы [13]. Миниинвазивный подход стал востребован с появлением концепции «быстрого восстановления пациентов» (enhanced recovery, или fast track). Она подразумевает оптимизацию периоперационного периода и достижение благоприятного клинического результата в наиболее короткие сроки при сохранении радикальности вмешательства [15]. Примеры успешной оптимизации периоперационного периода в кардиохирургии можно встретить в публикациях с 90-х годов XX века [16]. В настоящее время протоколы enhanced recovery, или fast track за рубежом применяются в ряде сердечно-сосудистых центров [17].

История МиЭКК напоминает ситуацию с миниинвазивной хирургией. Первоначально существовал термин «минимизированное», или «миниатюризированное», ИК, который отражал только уменьшение размеров экстракорпорального контура [4]. На этом этапе закрытые системы ИК с центрифужным насосом применяли для продленной экстракорпоральной поддержки кровообращения. Затем к ним была добавлена система для кровяной кардиоплегии (по методике A. Calafiore), что позволило использовать их для обеспечения ИК при операциях на сердце [18]. Однако среди первых публикаций встречалась серьезная критика безопасности методики, связанная с риском воздушной эмболии [19]. Это стало стимулом для усовершенствования контура ИК и для разработки мультидисциплинарного подхода [20]. Накопление мирового опыта применения «минимизированного» ИК привело к созданию Международного общества миниинвазивных экстракорпоральных технологий (MiECTiS). В декабре 2014 г. прошло заседание комитета MiECTiS, на котором был выработан Согласительный документ. Он обобщил данные проведенных на тот момент рандомизированных исследований и в нем впервые прозвучало определение МиЭКК как мультидисциплинарной стратегии. Рекомендуемые компоненты контура МиЭКК — закрытая система ИК, исключающая контакт крови с воздухом, отсутствие твердого венозного резервуара (его функцию выполняет венозное русло пациента), центрифужный насос, биологически совместимое покрытие всех компонентов контура и система для элиминации воздуха. Также могут быть интегрированы дополнительные компоненты, например мягкий резервуар, система аспирации с саморегулирующимся разрежением smart suction, системы для декомпрессии отделов сердца и крупных сосудов («вент» корня аорты и легочных сосудов) и др. В процессе ИК исключается забор в контур необработанной крови из операционной раны [13]. Наличие закрытого контура ИК, необходимость управления преднагрузкой и отказ от прямого забора излившейся крови в контур ИК требуют адаптации хирургической и анестезиолого-реанимационной тактики. Таким образом, сами по себе характеристики контура МиЭКК предполагают реализацию командной стратегии. Необходимы заблаговременная разработка четкого сценария действий, постоянная коммуникация и своевременное принятие решения о возможной конверсии в классическое ИК.

В 2015 г. K. Anastasiadis и соавт. [21] была предложена классификация контуров МиЭКК, которая впоследствии вошла в Согласительный протокол. Выделяют 4 типа миниинвазивных экстракорпоральных контуров (см. рисунок).

I тип представляет собой первоначальный, исторический вариант «минимизированного» контура: закрытую систему, состоящую из магистралей, центрифужного насоса, оксигенатора с терморегулирующим устройством и системы для проведения кардиоплегии.

II тип представляет собой контур I типа, дополненный венозной воздушной ловушкой.

III тип контуров, помимо перечисленных компонентов, характеризуется наличием мягкого, коллабирующего венозного резервуара, предназначенного для управления объемом циркулирующей крови.

К IV типу относятся так называемые модульные системы. Помимо компонентов систем II и III типа, они включают интегрированный твердый венозный резервуар. Его использование предполагается во время кратковременного планового этапа, сопровождающегося риском воздушной эмболии, либо в случае экстренной конверсии в классическое ИК при аварийной ситуации.

Главным предназначением основных компонентов контура, как и всей стратегии МиЭКК, является стремление исключить либо значительно снизить инициацию триггеров постперфузионного синдрома. Благодаря уменьшению площади контура ИК и отсутствию твердого венозного резервуара уменьшается контакт крови пациента с инородной поверхностью и воздухом. Это также позволяет снизить объем первичного заполнения контура. В результате уменьшается выраженность гемодилюции и сохраняется адекватная доставка кислорода к тканям, что дает органопротективный эффект [9]. Согласно совместным рекомендациям Общества кардиоторакальных хирургов (STS) и Общества сердечно-сосудистых анестезиологов (SCA) 2011 г., применение «минимизированных контуров ИК» считается кровосберегающей технологией (класс рекомендаций I, уровень доказательности A), позволяющей снизить количество гемотрансфузий, а следовательно, и связанных с ними осложнений [22]. Наряду с уменьшением гемодилюции и контактной активации клеток крови при МиЭКК также используется биологически совместимое покрытие контура, которое дает возможность снизить дозы гепарина и потребность в протамине. Благодаря перечисленным факторам при МиЭКК сохраняются большее число функционирующих тромбоцитов и коагуляционный потенциал [23, 24]. Благоприятное влияние на интра- и послеоперационный гемостаз сопровождается снижением потребности в переливании свежезамороженной плазмы [25].

Следующим преимуществом МиЭКК является уменьшение выраженности СВР. Лабораторно это подтверждается снижением числа нейтрофилов и провоспалительных цитокинов (ИЛ-6, ИЛ-8, ИЛ-10, ФНОα, фактор адгезии нейтрофилов) в раннем послеоперационном периоде [4]. Однако наряду с многочисленными публикациями, показавшими снижение маркеров СВР после МиЭКК, существуют единичные исследования с индифферентными результатами [26]. На сегодняшний день класс рекомендаций, касающихся СВР при МиЭКК, соответствует уровню IIB [13]. Это можно объяснить отсутствием крупных многоцентровых исследований, а также разнородностью маркеров СВР и временных интервалов их оценки в исследованиях.

Для оценки клинических результатов МиЭКК проведено большое количество одноцентровых рандомизированных исследований и несколько крупных метаанализов. Наиболее достоверными являются итоги исследований защиты миокарда, показавшие преимущество МиЭКК (класс рекомендаций I, уровень доказательности A) [23]. Этот благоприятный эффект связан со снижением СВР, улучшением доставки кислорода и лучшей реперфузией. Когда функцию венозного резервуара выполняет естественное русло пациента, присутствует неизменный циркулирующий объем и ИК становится более физиологичным. Отмечено, что МиЭКК по сравнению с классическим ИК характеризуется более высоким средним артериальным давлением при такой же скорости кровотока. Также улучшаются перфузия внутренних органов и доставка кислорода к тканям [18]. За счет меньшего выброса вазоактивных веществ на фоне МиЭКК сохраняется естественная регуляции сосудистого тонуса. Это сопровождается стабильностью общего периферического сосудистого сопротивления и меньшей потребностью в вазопрессорной поддержке. Благоприятное влияние МиЭКК на капиллярную органную перфузию подтверждается снижением маркеров повреждения внутренних органов (почек, легких, кишечника) и периоперационной капилляроскопией [27, 28]. Отсутствие резких волемических колебаний в начале МиЭКК предотвращает гипотензию и нарушения ритма, нередко встречающиеся в начале классического ИК [27].

Риск послеоперационной фибрилляции предсердий, которую также связывают с СВР и волемическими колебаниями, при МиЭКК уменьшается (уровень доказательности IА) [23].

Для оценки влияния МиЭКК на частоту возникновения неврологических нарушений объем исследований на сегодняшний день недостаточен. Однако имеются публикации, показавшие снижение частоты острого нарушения мозгового кровообращения и когнитивных расстройств при МиЭКК. Это объясняется редуцированием газовых, тканевых и жировых микроэмболий, а также улучшением перфузии и доставки кислорода по данным церебральной оксиметрии [23, 29, 30].

Концепция МиЭКК успешно используется в клиниках, работающих по протоколам ускоренного послеоперационного восстановления (fast track). Снижение негативного влияния ИК на органы и системы способствует ранней активизации пациентов, сокращению сроков пребывания в ОРИТ и длительности госпитализации [31]. Как следствие улучшения переносимости ИК отмечается повышение качества жизни пациентов [32]. Авторы нескольких исследований не отметили различий между ИК и МиЭКК в сроках послеоперационной искусственной вентиляции легких, пребывания в ОРИТ и госпитализации. Однако в этих публикациях обращают на себя внимание заведомо большая коморбидность и худший прогноз по шкалам риска у пациентов, которым проводили МиЭКК [33].

У некоторых пациентов с высоким риском осложнений и коморбидностью органопротективный потенциал МиЭКК позволяет пересмотреть вопрос операбельности [34].

Несмотря на очевидный благоприятный потенциал МиЭКК и многочисленные исследования с хорошим клиническим результатом, интеграция этой методики в повседневную практику довольно низкая. Помимо субъективного дискомфорта и консервативной приверженности большинства операционных бригад, существует несколько объективных причин. В отсутствие убедительной доказательной базы у хирургов и перфузиологов остаются сомнения по поводу эффективности метода. На сегодняшний день объемы проведенных многоцентровых исследований не превышают 3000 наблюдений [13]. Интерпретация данных затруднена из-за отсутствия единой системы оценки лабораторных данных и клинического результата. Используются различные временные точки наблюдения и в подходах к реализации концепции МиЭКК сохраняются различия. Отсутствуют также крупные исследования, касающиеся экономической целесообразности методики. Тем не менее есть публикации, отмечающие оптимизацию экономических затрат на лечение пациентов при МиЭКК [35].

Другой трудностью на пути внедрения МиЭКК является необходимость подготовки и адаптации всей операционной бригады, включая хирурга, анестезиолога-реаниматолога, перфузиолога, среднего медицинского персонала. Обучающие мероприятия должны быть направлены на отработку как технических, так и коммуникационных навыков. Необходимо понимание потенциальных рисков, путей их профилактики и быстрого устранения. При работе с МиЭКК некоторые классические стереотипы действий значительно изменяются. Для перфузиолога может быть непривычной работа с центрифужным насосом, требуются непрерывный контроль и управление объемом циркулирующей крови. Хирург должен изменить алгоритм канюляции, уделив внимание профилактике воздушной эмболии, помнить об опасности дислокации венозной канюли и вскрытия полостей. Анестезиолог должен поддерживать положительное давление в дыхательных путях пациента на протяжении всего перфузионного периода, избегать болюсного введения лекарственных препаратов, отказаться от диуретиков и обязательно согласовывать инфузионную нагрузку с перфузиологом [4].

Принятию решения о проведении МиЭКК может препятствовать обеспокоенность хирургов и перфузиологов по поводу риска кровопотери, воздушной эмболии и трудностей управления объемом [36]. При изменении положения сердца во время манипуляций есть потенциальная вероятность нарушения разгрузки полостей сердца, ухудшения оттока и падения производительности главного насоса И.К. При дислокации венозной канюли возможно поступление воздуха в контур за счет разрежения, создаваемого центрифужным насосом. В публикациях зарубежных авторов эти особенности описаны. Неудобства при неполном опорожнении сердца могут быть устранены при использовании систем МиЭКК III типа (с мягким венозным резервуаром) и с помощью изменения положения операционного стола [37]. Для профилактики воздушной эмболии рекомендуется использовать системы МиЭКК не ниже II типа, обязательно включающие устройство для элиминации воздуха. Риск кровопотери при МиЭКК в большинстве работ оценивается как минимальный, за исключением одной публикации с противоречивыми результатами [38]. В ней показано повышение кровопотери в связи с забором раневой крови в аппарат для реинфузии (Cell saver). Однако авторы связывают этот факт с кривой обучения (learning curve) и демонстрируют последующее улучшение показателей. Этот результат подчеркивает, что отказ от забора раневой крови в контур ИК требует обеспечения незамедлительного гемостаза независимо от этапа операции. Благодаря перечисленным мерам риск осложнений минимизируется, и процедура становится технически выполнимой и безопасной [20, 36, 39].

Сделать течение МиЭКК более гибким позволяет использование модульных систем (IV тип) с интегрированным твердым венозным резервуаром. В случае изменения интраоперационной ситуации можно мгновенно переключиться на классическое ИК без негативных последствий. Среди так называемых аварийных ситуаций — угроза воздушной эмболии и кровотечение. Модульные системы позволяют выполнять более широкий спектр вмешательств, включая операции на клапанах и аорте, закрытие септального дефекта. Повторные вмешательства на сердце также становятся более безопасными. Кратковременное переключение на классическое ИК обеспечивает технический успех с лучшим клиническим результатом по сравнению с таковым при тотальном классическом ИК, так как подобная тактика безопасна и менее травматична для пациента [21]. Модульные системы считают перспективой МиЭКК. Отмечается тенденция к применению МиЭКК во время видеоассистированных вмешательств на сердце из мини-доступа [40].

Параллельно с периоперационным использованием систем МиЭКК рекомендуется их применение для непродолжительной экстракорпоральной поддержки жизни [41].

За последние несколько лет отмечается привлечение к МиЭКК большего количества специалистов. Активно разрабатываются образовательные программы, организуются тренинги как в странах восточной Европы, так и в России. В настоящее время международным сообществом MiECTiS разработан дизайн многоцентрового исследования. Поставлена задача прояснить сомнительные моменты относительно влияния МиЭКК на СВР, клинический результат и (что не менее важно) оценить экономическую целесообразность методики [42].

На базе ФГБУ «Клиническая больница» УДП РФ методика МиЭКК стала применяться с 2015 г. Операционная бригада предварительно проходила обучение на симуляционных тренингах и осуществляла самостоятельную теоретическую подготовку. На сегодняшний день на базе клиники выполнено 9 операций АКШ и 1 операция АКШ в сочетании с пластикой постинфарктной аневризмы сердца в условиях МиЭКК. По нашим наблюдениям, комплексная стратегия МиЭКК показала себя как хорошо воспроизводимая и безопасная методика, которая позволила успешно выполнить операции АКШ в условиях ИК у пациентов с высоким риском осложнений и коморбидностью. Кривая обучения (learning curve) в нашем случае как таковая отсутствовала, поскольку часть операционной бригады уже имела опыт работы с МиЭКК [43].

Таким образом, результаты нашего первого опыта применения МиЭКК согласуются с данными зарубежных исследователей. Предложенная стратегия позволяет потенциально снизить выраженность системной воспалительной реакции, нарушений гемостаза, уменьшить число и объем гемотрансфузий, а также редуцировать объем переливаемой свежезамороженной донорской плазмы. В результате сокращаются сроки пребывания в ОРИТ и длительность госпитализации.