|
|
|
Др. Эндрю Хаттон (Девон, Великобритания)
E-mail: amhutton@doctors.net.uk
Существуют различные способы оценки сердечного выброса (СВ), начиная от простого физикального исследования и завершая совершенным инвазивным гемодинамическим мониторингом. Определение сердечного выброса играет важную роль как для ведения пациента во время анестезии, так и при проведении мероприятий интенсивной терапии: начиная от оценки предсказуемых изменений во время индукции и заканчивая мониторингом при обширных вмешательствах или интенсивной терапии. Методики углубленного мониторинга часто используются при затруднениях с интерпретацией клинических признаков.
Определения
Сердечный выброс (СВ) – объем крови, который изгоняется желудочками сердца за одну минуту. Таким образом, СВ является производным ударного объема и частоты сердечных сокращений (ЧСС). Единицей измерения СВ является л/мин.
Сердечный индекс представляет собой СВ пациента, соотнесенный к площади тела (л/мин/м2).
Ударный объем (УО) – объем крови, изгоняемый при каждом сокращении желудочка. Он определяется преднагрузкой, сократимостью и постнагрузкой.
Преднагрузка описывает напряжение стенки желудочка в конце диастолы (т.е. при максимальном заполнении; перед сокращением – систолой). Это напряжение часто нелегко измерить – в качестве суррогатных показателей используют конечно-диастолическое давление в желудочках.
Сократимость (инотропизм) соотносится с работой, которую может совершить сердце при данном уровне преднагрузки и постнагрузки, и оценивается по максимальной скорости, с которой желудочек может генерировать изменения давления. Термин инотропизм используется для объяснения роста работы сердца независимо от ЧСС, преднагрузки и постнагрузки.
Постнагрузка характеризуется давлением (напряжением), которое должно быть генерировано стенкой желудочка для изгнания крови в системное сосудистое русло во время систолы. Главным образом, постнагрузка определяется сопротивлением артериального сосудистого русла – системным сосудистым сопротивлением (CCC), которое рассчитывается по формуле, напоминающей закон Ома для электрического сопротивления (R = U / I):
ССС = [(САД – ЦВД) / СВ] . 80
Где: САД – среднее артериальное давление; ЦВД – цен-
тральное венозное давление, СВ – сердечный выброс
(единица измерения сопротивления – дин . сек / см5)
Сердечный выброс определяется ЧСС или ритмом сокращений, преднагрузкой, сократимостью и постнагрузкой. Таким образом, изменения этих показателей ведут к изменению СВ.
Значение СВ говорит нам о глобальном кровотоке и, следовательно, о доставке кислорода (DO2 – производное СВ и содержания кислорода в артериальной крови), но не может охарактеризовать DO2 для отдельных органов – их функция оценивается избирательно.
Тщательная оценка клинического состояния пациента показывает сильное влияние на интерпретацию измеренного значения СВ. Например, как при кардиогенном, так и при обструктивном шоке вследствие тампонады будет наблюдаться снижение СВ, но эти нарушения могут быть дифференцированы по клиническому состоянию пациента. Среди врачей практиков можно наблюдать значимые различия в подходах к интерпретации показателей СВ, полученного с применением доступных на сегодняшний день методик. По этой причине подтверждение влияния мониторинга СВ на исход заболевания затруднено.
Измерение сердечного выброса
Интерпретация данных инвазивного гемодинамического мониторинга выполняется с оглядкой на данные клинического обследования. Частота сердечных сокращений, артериальное давление, наполнение пульса на различных участках, цвет кожных покровов, частота дыханий, градиент центральной и периферической температур: все эти показатели создают картину о текущем состоянии кровообращения пациента. Способность пациента к компенсации гемодинамических нарушений может значимо варьировать и зависит от возраста, преморбидного статуса и сопутствующих нарушений. Примером этого может быть рост диастолического давления на ранней фазе геморрагического шока, что обычно наблюдается только у молодых, исходно здоровых пациентов и объясняется периферической вазоконстрикцией. Кроме того, об органной перфузии позволяют судить такие клинические параметры, как диурез, время заполнения капилляров и состояние когнитивной функции. Измерение концентрации лактата и дефицита оснований (BE) в артериальной крови, и, что более важно, мониторинг этих показателей в динамике (тренды) дает неспецифическую информацию об адекватности органного кровотока. Насыщение кислородом гемоглобина центральной венозной крови (SCVO2) также является глобальным индикатором гемодинамического статуса. Этот показатель может быть полезен при проведении целенаправленной инфузионной терапии [1] и считается приемлемо надежным суррогатом показателя сатурации смешанной венозной крови – SVO2 (см. ниже).
Эзофагеальная доплероскопия
Основы метода
Доплеровский датчик устанавливается в дистальный отдел пищевода и ориентируется для измерения кровотока в нисходящей аорте. Глубина установки составляет 35–40 см от резцов. Монитор рассчитывает СВ, измеряя диаметр нисходящей аорты, который определяется либо по возрастной номограмме, либо непосредственно на месте (при использование новых моделей). Корректированное по ЧСС время вентрикулярного изгнания (корректированное время потока –FTc) является индикатором преднагрузки, а пиковая скорость потока (PV) позволяет оценить сократимость желудочка. Новые датчики, использующие Доплер-сканирование в M-режиме, могут повышать точность и воспроизводимость измерений.
Практическое применение
Методика проста для понимания, легка в освоении и относительно неинвазивна. Одноразовые датчики просто устанавливать, однако необходим определенный опыт для дифференцирования сигнала кровотока в камерах сердца и легочной артерии. Непрерывное измерение возможно, хотя требуется часто подстраивать положение датчика. Неизбежна некоторая вариабельность измерений, зависящая от пользователя.
Преимущества
Система невелика по размерам и относительно портативна, но требует подключения к электрической сети. Расчетные значения СВ демонстрируют хорошую корреляцию с данными, полученными при использовании катетера Сван-Ганца. Оптимальным подходом представляется динамическая регистрация показателей (оценка трендов) с целью контроля эффективности лечебных мероприятий, например, пробы с инфузионной нагрузкой. Производятся датчики для использования у детей.
Недостатки
Было описано несколько осложнений, но наиболее вероятным из них представляется повреждение пищевода. Использование трансэзофагеальной допплероскопии противопоказано при варикозном расширении вен пищевода. В положении пациента на боку во время хирургического вмешательства, вызванные вентиляцией движения средостения (особенно при торакотомии) делают надежное позиционирование датчика невозможным. Пациенты, находящиеся в сознании, плохо переносят датчик, хотя в настоящее время доступны более тонкие образцы для проведения через носовой ход.
Трансэзофагеальная эхокардиография (TOE)
Основы метода
Специальный эзофагеальный датчик устанавливается в пищевод и в реальном времени обеспечивает получение ультразвукового изображения с высоким разрешением. Сердечный выброс может быть охарактеризован в качественной и количественной форме, что основано на двухмерном измерении площади поперечного сечения, оценке доплеровского потока в данной точке и частоты сердечных сокращений.
Практическое применение
Многоплоскостной трансдюсер устанавливается в пищевод и желудок, где могут быть достигнуты разнообразные виды стандартизованной визуализации.
Преимущества
Помимо значения СВ возможно измерение разнообразных гемодинамических параметров.
Недостатки
Цена датчиков остается высокой, а аппаратура достаточной сложной и громоздкой. Необходим определенный уровень подготовки, для получения которого требуется время и материальное обеспечение. Полное обследование может занимать более 20 минут. Для того, чтобы пациент переносил датчик, может потребоваться местная анестезия глотки и определенная степень седации. Установка датчика сопряжена с определенным риском травмы, который, тем не менее, невысок при отсутствии заболеваний пищевода. Во время работы датчики могут вырабатывать тепло и нагреваться, что делает невозможным длительное непрерывное измерение. По мере развития технологии и снижении стоимости, объем применения трансэзофагеальной эхокардиографии в операционной и у больных ОИТ может расширяться.
Дилюция лития: технологии LidCO и PulseCO
Основы метода
Методика сочетает в себе дилюцию (разведение) солей лития (LidCO и LidCOplus) и анализ формы пульсовой волны (PulseCO). После введения в периферическую вену небольшого количества лития (лития хлорид) его концентрация определяется путем автоматизированного забора крови из периферической артерии на ион-чувствительный электрод. Определение площади под кривой концентрации ионов лития и временных параметров кривой обеспечивает точный расчет СВ. После этого полученное значение СВ используется для калибровки алгоритма PulseCO, который обеспечивает непрерывное («с каждым ударом сердца») измерение сердечного выброса путем динамического анализа формы артериальной пульсовой волны.
Практическое применение
Преимуществом системы является то, что катетеры, необходимые для ее запуска, как правило, уже установлены у всех пациентов ОИТ. Для начальной настройки требуется определенное знакомство с системой, что впрочем, не занимает много времени. Общее количество поступающего в организм лития крайне мало и не имеет клинического значения. Рекомендовано выполнять калибровку непрерывного анализа СВ каждые 8 часов или после любого значимого изменения в состоянии пациента.
Преимущества
Измеряется значение вариабельности ударного объема, что позволяет оценить ответ на инфузионную терапию.
Недостатки
Система не может быть использована у пациентов, принимающих препараты лития, а также после недавнего введения векурониума или атракуриума. Показания монитора ненадежны при мерцательной аритмиии прочих тахиаритмиях. Измерения нередко сопровождаются техническими сложностями, связанными с демпфированием и резонансом в системе.
Термодилюция и анализ формы пульсовой волны
(PiCCOplus)
Основы метода
Метод основан на анализе формы (контура) артериальной пульсовой волны (PulseCO) с целью измерения СВ. Полученные значения СВ коррелируют со значениями, измеренными при помощи катетера Сван-Ганца (см. ниже). Вариабельность ударного объема (ВУО / SVV – усредненное значение разности между наиболее высоким и низким значениями ударного объема, зарегистрированными за 30 секунд) характеризует волемический статус пациента.
Непрерывное измерение калибруется при выполнении транспульмональной термодилюции, для чего требуется болюсное введение охлажденного кристаллоидного раствора в центральный венозный катетер. После прохождения через легочное сосудистое русло характеристики кривой дилюции считываются при помощи термисторного катетера, установленного в системной артерии. Помимо значения СВ могут быть рассчитаны разнообразные гемодинамические параметры. Показатель внесосудистой воды легких (EVLW / ВСВЛ) указывает на содержание жидкости в легких и повышается при недостаточности левого желудочка, пневмонии и сепсисе. При нормальных значениях в интервале 3–10 мл/кг повышение показателя ВСВЛ выше 14 мл/кг сопровождается ростом летальности. Показатель внутригрудного объема крови (ITBV / ВГОК) характеризует волемический статус (нормальное значение 800–1000 мл/м2).
На смену исходной системе PiCCO в 2002 году пришел монитор PiCCOplus, отличающийся улучшенным отображением информации, расширенной автоматизацией и возможностью использования индикатора комнатной температуры для калибровки.
Практическое применение
Требуется установка специального артериального катетера в бедренную или плечевую артерию в сочетании с центральным венозным катетером. В некоторых центрах применяются алгоритмы, основанные на измеряемых при помощи данного метода волюметрических параметрах, для проведения инфузионной терапии и инотропной поддержки. В этом случае оптимизация внутрисосудистого объема осуществляется под контролем содержания внесосудистой воды легких, поскольку рост последнего показателя может указывать на отек легких. Использование показателя ВСВЛ как целевого значения в алгоритме терапии не было оценено.
Преимущества
Артериальный катетер обеспечивает одновременное измерение артериального давления и забор образцов крови. Система относительно проста в установке и калибровке.
Недостатки
Артериальный катетер имеет относительно большой диаметр и стоимость; осложнения при его использовании редки. Повторная калибровка необходима каждые 12 часов или после значимого изменения в состоянии пациента.
Флотационный катетер в легочной артерии (катетер Сван-Ганца)
Дилюция красителя является «золотым стандартом» измерения СВ, но клиническое применение этого метода в настоящее время ограничено. Термодилюция с использованием катетера в легочной артерии основана на тех же математических принципах, которые были рассмотрены выше. В последние годы использование катетера Сван-Ганца является предметом оживленных споров. В Великобритании частота катетеризации легочной артерии с целью мониторинга в настоящее время весьма ограничена. В недавнем исследовании было показано, что использование катетера Сван-Ганца не улучшает исход у пациентов ОИТ [2].
Основы метода
Гибкий катетер с баллончиком на конце вводится в центральное венозное русло через катетер с большим просветом (интродюсер). После раздутия баллончика воздухом катетер «плывет» с током крови через правое предсердие и желудочек в легочной ствол. В этом положении возможно периодическое «заклинивание» катетера в одной из ветвей легочной артерии.
При помощи катетера может быть измерено и в последующем также получено расчетным путем большое количество гемодинамических показателей. В число измеряемых переменных входят давление в легочной артерии, давление заклинивания легочной артерии (PCWP / ДЗЛА), сердечный выброс и сатурация смешанной венозной крови. Обычно СВ измеряется посредством автоматического анализа термодилюционной кривой, полученной после болюсного введения 10 мл холодного раствора через проксимальный
просвет катетера. Оценка снижения температуры крови с учетом времени, прошедшего после введения термоиндикатора, позволяет рассчитать выброс правого желудочка (может быть соотнесен с выбросом левого желудочка). На сегодняшний день доступно полунепрерывное измерение СВ, что реализовано при помощи специального термофиламента (подогреваемая спираль), интегрированного на вентрикулярном участке катетера. Циклическое нагревание спирали с регистрацией температуры крови на дистальном конце катетера позволяет с некоторой задержкой получить значение СВ.
Практическое применение
Катетер устанавливается под контролем формы волны и значений давления (Рисунок 1). При установке может потребоваться несколько попыток, особенно у пациентов со сниженным СВ.
Преимущества
Среди ряда показателей, доступных при использовании катетера Сван-Ганца, измерение СВ вероятно является наиболее надежным. Это делает значение СВ полезным ориентиром при контроле эффективности лечебных методов, направленных на увеличение производительности сердца. Измерение давления заклинивания легочной артерии основано на ряде допущений, что снижает ценность этого показателя для оценки преднагрузки. Для расчета некоторых производных показателей необходимо значение сатурации смешанной венозной крови (SvO2), которая забирается путем медленной аспирации через дистальный просвет катетера. Анализ этого показателя позволяет оценить глобальное потребление кислорода в организме.
Недостатки
Инвазивный мониторинг связан с рядом потенциальных осложнений. В исследовании PAC-Man нелетальные осложнения были зарегистрированы в 10% случаев катетеризации легочной артерии. Помимо обычных осложнений, связанных с катетеризацией центрального венозного русла, использование катетера Сван-Ганца может сопровождаться аритмиями, блокадой и повреждением правых отделов сердца и разрывом легочной артерии, тромбоэмболией, инфарктом легкого, повреждением клапанов сердца и эндокардитом.
Частичное повторное вдыхание CO2 по методу Фика (NICO)
Основы метода
Монитор NICO использует для измерения модифицированный метод Fick для оценки элиминации CO2. Этот подход к измерению СВ является относительно неинвазивным, хотя область его применения ограничивается интубированными пациентами.
Практическое применение
Между T-коннектором респиратора и пациентом устанавливается небольшой кольцевой одноразовый патрубок из пластика (возвратный контур). Эта «петля» содержит клапан рециркуляции (повторного вдыхания газа), пневмотахограф дифференциального давления и линейный инфракрасный анализатор CO2. Для установки требуется однократная калибровка. Прикроватный монитор создает эпизоды повторной ингаляции выдыхаемой газовой смеси (partial re-breathing) каждые 3 минуты, при этом каждый эпизод длится 50 секунд. Рециркуляция газовой смеси ведет к повышению парциального давления CO2 в конце выдоха (EtCO2) на 3,0–4,5 мм рт. ст. (0,4–0,6 кПа). Путем модификации принципа элиминации CO2 Фика может быть охарактеризован тотальный легочной кровоток, значение которого соответствует искомому СВ. К допустимым погрешностям метода относят пренебрежение внутрилегочным шунтированием и уравнивание значений PaCO2 и EtCO2.
Преимущества
К ним относят легкость начальной установки монитора. Возможен расчет различных дыхательных объемов, например, объема мертвого пространства.
Недостатки
Хотя система позиционируется как неинвазивная, пациент должен быть заинтубирован и желательно иметь доступ для забора артериальной крови с целью исследования ее газового состава. Главными областями использования метода являются кардиохирургиче-
ские вмешательства. Также методика может применяться у относительно стабильных пациентов ОИТ.
Торакальный биоимпеданс
Основы метода
Метод основан на измерении циклических изменений биоимпеданса (электрического сопротивления) грудной клетки во время систолы.
Практическое применение
Ряд электродов, напоминающих ЭКГ-электроды, устанавливается на грудную клетку и шею пациента. Измерения выполняются за счет пропускания электрического тока небольшой силы, который не вызывает болевых ощущений.
Преимущества
Возможен опосредованный расчет значений ударного объема и СВ. Также возможно измерение содержания жидкости в грудной клетке. Среди всех методов измерения СВ, торакальный биоимпеданс является наименее инвазивным и исходно разрабатывался для мониторинга гемодинамики у космонавтов.
Недостатки
Измерения несостоятельны при значимой аортальной регургитации и нарушении герметичности грудной клетки. У пациентов ОИТ корреляция между значениями СВ, полученных путем биоимпедансометрии, и эталонными значениями неудовлетворительна.
Выводы
На данный момент мы не располагаем совершенным методом измерения сердечного выброса, но каждая из представленных выше технологий измерения может быть полезна для врача при неясном гемодинамическом статусе пациента. Полученная информация должна интерпретироваться в контексте клинического состояния пациента и ограничений используемого метода измерения. Только при таких условиях полученные значения гемодинамических показателей могут быть использованы для оптимизации терапии.
Для дальнейшего чтения:
1. Rivers E, Nguyen B, Havstad S et al. Early Goal-Directed Therapy Collaborative Group: Early goaldirected therapy in the treatment of severe sepsis and septic shock. New England Journal of Medicine (2001); 345: 1368–1377.
2. Harvey S, Harrison D, Singer M et al. Assessment of the clinical effectiveness of pulmonary artery catheters in the management of patients in the intensive care (PAC-Man): a randomised controlled trial. Lancet 2005; 366: 472–476.
3. Boldt J. Clinical Review: Hemodynamic monitoring in the intensive care unit. Critical Care 2002; 6: 52–59.
4. Kuper M, Soni N. Non-invasive Cardiac Output Monitors. CPD Anaesthesia (2003); 5: 17–25.
5. Genahr A, McLukie A. Transpulmonary thermodilution in the critically ill. British Journal of Int Care 2004; 6–10.
