Послеоперационная мозговая дисфункция — это изменение структурного и функционального состояния головного мозга преимущественно сосудистого генеза, возникающее в хирургической практике в интраоперационном или раннем послеоперационном периодах, проявляющееся в виде преходящих или стойких нарушений функций нервной системы.

Одна из первых публикаций о послеоперационной мозговой дисфункции относится к 1955 г., когда P. Bedford [1] впервые описал состояние пожилых людей, у которых были отмечены нарушения когнитивных функций после хирургических операций в условиях общей анестезии. Последующие исследования в этой области были посвящены последствиям операций на сердце [2—4], что отражает актуальность послеоперационной мозговой дисфункции в кардиохирургии. Современные представления о возможностях защиты головного мозга при операциях на сердце в условиях искусственного кровообращения начали формироваться в 1950—1960 гг. В 1957 г. главный хирург Министерства обороны А.А. Вишневский впервые в СССР выполнил успешную операцию на сердце в условиях искусственного кровообращения. В 1962 г. Г.А. Акимов по результатам изучения изменений нервной системы при острой недостаточности кровообращения и дыхания, в том числе при операциях пороков сердца и крупных сосудов, предложил комплекс мероприятий по «профилактике осложнений со стороны нервной системы при общих острых нарушениях кровообращения, в частности после торакальных операций» [5]. Исследования на кафедре нервных болезней Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова были продолжены А.А. Михайленко и А.Н. Кузнецовым, что нашло свое отражение в монографии «Кардиохирургическая агрессия и головной мозг» (1997).

Весомый вклад в понимание патогенеза церебральных последствий хирургических операций внесли результаты фундаментальных исследований патогенетического разнообразия гипоксического и ишемического повреждения головного мозга [5—9]. Дальнейшее развитие ангионеврологии, совершенствование методов нейровизуализации, оценки состояния прецеребральных сосудов и мозгового кровотока, перфузиологических, анестезиологических, хирургических методов защиты головного мозга, расширение арсенала лекарственных препаратов легли в основу современных исследований, направленных на уменьшение частоты и тяжести послеоперационной мозговой дисфункции. Следует отметить, что большинство зарубежных исследований посвящены диагностике и лечению отсроченных когнитивных нарушений, которые обозначаются как «послеоперационная когнитивная дисфункция» [10—12]. Периоперационный мозговой инсульт и симптоматический делирий раннего послеоперационного периода обычно рассматриваются с клинических позиций без оценки патогенетических связей между ними и с отсроченными когнитивными нарушениями.

При различных хирургических операциях частота периоперационного мозгового инсульта составляет 0,08—7% [13—16], симптоматического делирия раннего послеоперационного периода — 2,5—15% [17, 18], отсроченных когнитивных нарушений — 7—80% [10, 11, 19]. Развитие периоперационного мозгового инсульта сопровождается повышением количества летальных исходов в 2—3 раза и увеличением продолжительности госпитализации [14, 15]. Отсроченные когнитивные нарушения также сопровождаются повышением количества летальных исходов, влияют на трудоспособность пациентов [20]. В свою очередь при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения частота периоперационного мозгового инсульта составляет 1—8,7% [13, 21], симптоматического делирия раннего послеоперационного периода — 6—10% [22], отсроченных когнитивных нарушений: через 1 мес после операции — 30—65%, через 5 мес — 20—40% [21]. Установлено, что периоперационный мозговой инсульт и симптоматический делирий раннего послеоперационного периода повышают вероятность летального исхода, поздней экстубации, длительного нахождения в отделении реанимации и интенсивной терапии, длительной госпитализации после хирургических операций на сердце [22—24]. Одной из причин вариабельности эпидемиологических данных о послеоперационной мозговой дисфункции являются различия в возрасте пациентов, преморбидном фоне (в том числе состоянии нервной и сердечно-сосудистой систем, мозгового кровотока и его ауторегуляции, особенностях течения цереброваскулярной болезни), объеме операции, длительности ее этапов, тяжести соматических осложнений, способах нейропротекции, используемых методах диагностики когнитивных нарушений и нейровизуализации.

К этиологическим факторам послеоперационной мозговой дисфункции относятся:

— предоперационная церебральная патология;

— предоперационная коморбидная патология (прежде всего заболевания сердечно-сосудистой системы);

— изменения системной и церебральной гемодинамики в периоперационном периоде;

— метаболические нарушения в периоперационном периоде.

Сочетание и значимость этиологических факторов послеоперационной мозговой дисфункции в каждом случае индивидуальны, что определяет разнообразие клинической картины.

Учитывая эпидемиологические данные, изучение послеоперационной мозговой дисфункции имеет большое значение в кардиохирургии. Искусственное кровообращение как способ поддержания системной и церебральной гемодинамики широко применяется при хирургическом лечении заболевания сердца и грудной аорты, позволяет увеличить продолжительность кардиохирургической операции и упростить выполнение ряда манипуляций [25, 26]. В то же время кардиохирургические операции в условиях искусственного кровообращения сопровождаются высоким риском повреждения головного мозга вследствие изменений системной и церебральной гемодинамики.

К основным факторам интраоперационного нарушения церебральной гемодинамики при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения относят церебральную гипоперфузию и церебральную эмболию. В качестве дополнительных факторов нарушения церебральной гемодинамики рассматривают непульсирующий характер мозгового кровотока, нарушение его ауторегуляции, артериовенозный дисбаланс, ишемическое и реперфузионное повреждение, повреждение гематоэнцефалического барьера, генетическую предрасположенность [21, 27—29].

Для изучения патогенеза и возможностей профилактики послеоперационной мозговой дисфункции при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения были проведены взаимодополняющие экспериментальные исследования по комплексной оценке состояния головного мозга при моделировании кардиохирургических операций на лабораторных животных (свиньи), а также при моделировании нарушений церебральной гемодинамики при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения на лабораторных животных (крысы). Анализ результатов эксперимента позволил выделить два патогенетических варианта повреждения головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения — вследствие повреждения сосудов микроциркуляторного русла, а также вследствие повреждения сосудов микро- и макроциркуляторного русла. При повреждении артериальных сосудов крупного калибра в эксперименте наблюдались очаговые некрозы, которые отсутствовали при повреждении стенки сосудов микроциркуляторного русла. Очевидно, в кардиохирургической практике при повреждении сосудов крупного калибра повышается риск развития крупноочагового некроза нервной ткани, проявляющегося периоперационным мозговым инсультом. Повреждение сосудов микроциркуляторного русла встречалось во всех случаях и может объяснять диффузный характер изменений нервной ткани при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения [30]. По данным эксперимента, на лабораторных крысах были определены еще два патогенетических варианта повреждения головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения — острое и отсроченное повреждение нейронов и нейроглии. Применение цитофлавина с целью цитопротекции после моделирования нарушений церебральной гемодинамики при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения способствовало уменьшению как острого, так и отсроченного повреждения клеток нейроглии, а также улучшению активации синтеза факторов роста нервной ткани, что, вероятно, являлось одним из механизмов улучшения нейропротекции [31].

Классификация церебральных последствий кардиохирургических операций обычно осуществлялась по клиническому принципу [23, 32]. В рекомендациях Американской ассоциации заболеваний сердца по операциям коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения от 2011 г. в раздел неблагоприятных церебральных исходов включены инсульт, делирий и послеоперационные когнитивные нарушения [33]. Такой подход к систематизации мозговой дисфункции после кардиохирургических операций представляется наиболее точным с позиций медицинской и социальной значимости. Анализ данных литературы и результатов собственных исследований позволил создать классификацию патогенетических вариантов повреждения головного мозга при кардиохирургических операциях в условиях искусственного кровообращения, а также соответствующих им клинических типов послеоперационной мозговой дисфункции (см. рисунок).

Повреждение сосудов микроциркуляторного русла и отсроченное повреждение нервной ткани приводят к развитию через несколько дней или недель после операции длительно сохраняющихся когнитивных нарушений. Учитывая эти особенности, когнитивные нарушения в классификации клинических типов послеоперационной мозговой дисфункции определены как «отсроченные когнитивные нарушения».

В клинической практике церебральные последствия кардиохирургических операций в большинстве случаев диагностируют в виде периоперационного мозгового инсульта и симптоматического делирия раннего послеоперационного периода, что объясняется интенсивным клиническим наблюдением за пациентами в раннем послеоперационном периоде, достаточным для формирования предварительного диагноза. Отсроченные когнитивные нарушения развиваются чаще, чем острые клинические типы послеоперационной мозговой дисфункции, однако редко диагностируются в силу ряда причин:

— отсроченного характера и развития за пределами периода интенсивного наблюдения за пациентом;

— незначительного влияния на способность пациентов к самообслуживанию и повседневной деятельности и, как следствие, малой заметности для окружающих;

— низкой чувствительности традиционной методики неврологического осмотра для выявления когнитивных нарушений;

— низкой частоты проведения нейропсихологического тестирования;

— отсутствия объективных данных об уровне когнитивных функций в предоперационном периоде.

Учитывая значительную долю отсроченных когнитивных нарушений в структуре послеоперационной мозговой дисфункции, трудности их выявления приводят к недостаточной ее диагностике.

На сегодняшний день коронарное шунтирование является одним из наиболее часто используемых методов хирургического лечения заболеваний сердца, что позволяет рассматривать его в качестве клинической модели для изучения закономерностей изменения состояния ЦНС при кардиохирургических операциях.

Цель нашего исследования — изучение структуры, факторов риска и возможностей профилактики послеоперационной мозговой дисфункции на примере операций коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения.

В исследование были включены 77 пациентов, которым была выполнена плановая операция коронарного шунтирования в условиях нормотермии, общей комбинированной многокомпонентной анестезии с искусственной вентиляцией легких. Пациенты были разделены на три исследуемые группы: «работающее сердце», «искусственное кровообращение», «лечение» (табл. 1).

Исследуемые группы были однородны (p>0,05) по полу, возрасту, результатам неврологического и нейропсихологического обследований в предоперационном периоде. Все пациенты получали медикаментозное лечение по поводу ишемической болезни сердца. В группе «лечение» в предоперационном периоде пациенты принимали цитофлавин (ООО «НТФФ «ПОЛИСАН», Россия) внутрь по 2 таблетки 2 раза в день с 7 по 1-е сутки до операции с целью фармакологической церебропротекции и профилактики послеоперационной мозговой дисфункции. Прием цитофлавина не сопровождался нежелательными явлениями.

В предоперационном периоде (за 2—10-е сутки до операции) всем пациентам проводили неврологический осмотр, оценку неврологического статуса по шкале NIHSS, нейропсихологическое обследование по шкале MoCA, батарее FAB, оценку тревоги и депрессии по шкале HADS, транскраниальную допплерографию, дуплексное сканирование брахиоцефальных сосудов. В послеоперационном периоде (на 1—10-е сутки после операции) всем пациентам осуществляли неврологический осмотр, оценку неврологического статуса по шкале NIHSS (при подозрении на мозговой инсульт — МРТ головного мозга в режимах Т1, Т2, TIRM, диффузионно-взвешенном режиме), нейропсихологическое обследование по шкале MoCA и батарее FAB, оценку тревоги и депрессии по шкале HADS. Критерием диагностики отсроченных когнитивных нарушений считалось снижение на 2 балла и более результатов послеоперационного обследования по шкале MoCA и/или батарее FAB. Влияние искусственного кровообращения на частоту послеоперационной мозговой дисфункции оценивали путем сравнения групп «работающее сердце» и «искусственное кровообращение», эффекты приема цитофлавина — по результатам сравнения групп «искусственное кровообращение» и «лечение».

Послеоперационная мозговая дисфункция была диагностирована у 34 (44%) пациентов: в группе «работающее сердце» — у 3 (14%), в группе «искусственное кровообращение» — у 18 (58%) (p=0,002), в группе «лечение» — у 13 (54%) пациентов (чаще (p=0,006), чем в группе «работающее сердце») (табл. 2). Во всех трех случаях предварительный диагноз периоперационного мозгового инсульта был подтвержден по результатам МРТ головного мозга, установлен ишемический тип острого нарушения мозгового кровообращения. Симптоматический делирий раннего послеоперационного периода отсутствовал у пациентов группы «работающее сердце», однако был диагностирован у 7 (23%) пациентов группы «искусственное кровообращение» (p=0,033) и 4 (17%) пациентов группы «лечение» (p>0,05). Симптоматический делирий, как правило, дебютировал в 1—3-и сутки после операции, в большинстве случаев его продолжительность составила 1—3 сут, максимально — 6 сут. Характерно, что его клиническая картина отличалась наличием истинных обманов восприятия при меньшей выраженности тревоги и проявлений психомоторного возбуждения.

Отсроченные когнитивные нарушения были диагностированы в группе «работающее сердце» у 3 (14%) пациентов, в группе «искусственное кровообращение» — у 15 (48%) (p=0,01), в группе «лечение» — у 10 (42%) (p>0,05).

Полученные данные свидетельствуют, что послеоперационная мозговая дисфункция при операциях коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения развивалась чаще, чем при операциях коронарного шунтирования на работающем сердце. Симптоматический делирий раннего послеоперационного периода и отсроченные когнитивные нарушения возникали чаще после операций коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения (без фармакологической церебропротекции цитофлавином) по сравнению с операциями коронарного шунтирования на работающем сердце (для отсроченных когнитивных нарушений: p=0,01; отношение шансов (ОШ) 5,7; 95% доверительный интервал (ДИ): 1,48—28,73).

Возможность оценить развитие послеоперационной мозговой дисфункции и ее клинических типов до начала операции позволяет дифференцированно выбрать тактику защиты головного мозга в периоперационном периоде с целью профилактики послеоперационной мозговой дисфункции и улучшения исходов хирургических операций. В проведенном клиническом исследовании послеоперационная мозговая дисфункция развивалась чаще у пациентов в возрасте старше 65 лет (p=0,037; ОШ 10,1; 95% ДИ: 1,27—263,1), а также у пациентов, имевших ишемический мозговой инсульт в анамнезе (p=0,007). При этом у пациентов старше 65 лет чаще развивались отсроченные когнитивные нарушения (p=0,016; ОШ 12,06; 95% ДИ: 1,52—315,6), старше 70 лет — симптоматический делирий раннего послеоперационного периода (p=0,002; ОШ 22,63; 95% ДИ: 2,81—273,1). При наличии сахарного диабета чаще развивался симптоматический делирий раннего послеоперационного периода (p=0,029; ОШ 8,42; 95% ДИ: 1,2—69,75). Атеросклеротическое стеноокклюзирующее поражение брахиоцефальных артерий способствовало более частому развитию послеоперационной мозговой дисфункции (p=0,009; ОШ 9,91; 95% ДИ: 1,77—84,36), в частности отсроченных когнитивных нарушений (p=0,029; ОШ 6,07; 95% ДИ: 1,23—37,04). Увеличению частоты отсроченных когнитивных нарушений также способствовал прием антиангинальных средств из группы нитратов (p=0,016; ОШ 12,06; 95% ДИ: 1,51—315,6). Следовательно, к пациентам с повышенным риском развития послеоперационной мозговой дисфункции при операциях коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения следует отнести лиц старше 65 лет, перенесших ишемический мозговой инсульт, имеющих в анамнезе сахарный диабет, атеросклеротическое стеноокклюзирующее поражение брахиоцефальных артерий, принимающих антиангинальные средства из группы нитратов.

По результатам интраоперационного наблюдения наиболее интересные результаты были получены по показателям производительности аппарата искусственного кровообращения и гематокрита. Послеоперационная мозговая дисфункция реже возникала при производительности аппарата искусственного кровообращения более 4500 мл/мин (p=0,037; ОШ 0,1; 95% ДИ: 0,003—0,78). Периоперационный мозговой инсульт реже развивался при минимальном интраоперационном гематокрите выше 26% (p=0,045).

Снижение результатов по шкале MoCA на 2 балла и более в послеоперационном периоде наблюдалось в группе «искусственное кровообращение» у 9 (29%) пациентов, в группе «лечение» — у 1 (4,2%) пациента (ОШ 0,11; 95% ДИ 0,002—0,908; p=0,036). Таким образом, профилактическое применение цитофлавина уменьшает степень тяжести отсроченных когнитивных нарушений и имеет хороший профиль безопасности при операциях коронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения. Учитывая близость патогенетических механизмов развития всех клинических типов послеоперационной мозговой дисфункции, полученные результаты позволяют обоснованно предполагать эффективность профилактического применения цитофлавина для уменьшения частоты и тяжести периоперационного мозгового инсульта и симптоматического делирия раннего послеоперационного периода при хирургическом лечении ишемической болезни сердца.

Таким образом, данные литературы и результаты собственных исследований позволяют рассматривать послеоперационную мозговую дисфункцию как нозологическую форму, имеющую различные этиологические факторы, патогенетические механизмы развития и характерные клинические типы, оказывающую существенное влияние на исход хирургического лечения. Улучшение рутинной диагностики послеоперационной мозговой дисфункции, прежде всего ее самого частого клинического типа — отсроченных когнитивных нарушений, — будет способствовать дальнейшему совершенствованию защиты головного мозга в хирургической практике и уменьшению частоты всех клинических типов послеоперационной мозговой дисфункции, включая самый редкий, однако наиболее тяжелый тип — периоперационный мозговой инсульт.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.