Особенности гемодинамики и газообмена у пациентов с тромбоэмболией мелких ветвей легочной артерии

Резюме

Цель и задачи - изучить показатели газообмена и особенности центральной и внутрисердечной гемоди­намики, определить взаимосвязи между ними и их роль в тромбоэмболии мелких ветвей легочных артерий для понимания механизмов развития данного осложнения и его профилактики.

Материал и методы. Проведено проспективное исследование 64 пациентов, находившихся на лечении в отделении реанимации и интенсивной терапии с диагнозом "тромбоэмболия мелких ветвей легочной ар­терии" как осложнение основного заболевания. Исследовали показатели газообмена в артериальной и ве­нозной крови, показатели центральной и внутрисердечной гемодинамики, а также взаимосвязь между ними с помощью корреляционного анализа.

Результаты. Тромбоэмболия мелких ветвей легочной артерии не всегда проявлялась артериальной гипотензией и значительным увеличением минутного объема сердца. Выраженная артериальная гипоксемия усугублялась увеличением объема шунтируемой крови и проявлялась снижением насыщения гемоглобина кислородом, парциальным давлением кислорода и углекислого газа в артериальной и смешанной венозной крови при нормальном значении гематокрита и гемоглобина, увеличении альвеолярно-артериальной раз­ницы парциального давления кислорода. За счет снижения содержания кислорода как в артериальной, так и в венозной крови, артериовенозная разница по кислороду может оставаться в пределах нормы. Развив­шаяся гипоксемия приводит к снижению транспорта кислорода. На исход основного заболевания в большей степени влияют насыщение гемоглобина кислородом в артериальной и венозной крови, гематокрит и CtO2 в артериальной крови, уровень гемоглобина в артериальной крови, CtcO2, среднее артериальное давление и фракция выброса.

Ключевые слова:тромбоэмболия мелких ветвей легочной артерии, газообмен, гемодинамика

Кардиология: новости, мнения, обучение. 2018. Т. 6. № 2. С. 73-78.
doi: 10.24411/2309-1908-2018-12009

Термин "тромбоэмболия мелких ветвей легочной ар­терии" означает окклюзию магистрального артери­ального бассейна легких тромбом, сформированным в венах большого круга кровообращения или в правых по­лостях сердца. Тромбоэмболия мелких ветвей легочной ар­терии стоит на 3-м месте по частоте среди причин смерти после инфаркта миокарда и инсульта. Летальность без ока­зания медицинской помощи превышает 30%, при массивной окклюзии достигает ≥70% , тогда как при своевременно на­чатой терапии колеблется в диапазоне от 2 до 8% [1, 5, 9].

По данным литературы [2], большинство научных ис­следований тромбоэмболии мелких ветвей легочной арте­рии направлено на улучшение диагностики и разработку эффективных методов профилактики и лечения. В реше­нии вопроса интенсивной терапии тромбоэмболии мел­ких ветвей легочной артерии достигнуты большие успехи, особенно в специализированных хирургических центрах, где показатель выживаемости среди больных тромбоэм­болией мелких ветвей легочной артерии достигает 80%. Однако в ряде работ недостаточно данных о патогенезе тромбоэмболии мелких ветвей легочной артерии, опреде­ляющих полиморфность патофизиологических реакций органов внешнего дыхания и кровообращения, гемоста­за, не совсем уточнена роль эндотелия сосудистой стенки легочных капилляров, а также корреляции с центральной гемодинамикой [8, 9].

Большинство авторов считают, что основным в пато­генезе тромбоэмболии мелких ветвей легочной артерии является сосудистый фактор, а общие изменения газооб­мена обусловлены легочно-артериальной гипертензией и увеличением нагрузки на правый желудочек сердца. Этот факт является лишь базисом для последующих пато­физиологических цепочек развития процесса. Их изуче­ние и дифференцированная оценка - наиболее важная и сложная задача современной патофизиологии и пуль­монологии [2, 3].

Локализация тромбоэмболов в сосудах легочной арте­рии определяется их размерами. По данным литературы, тромбоэмболия мелких ветвей легочной артерии наблю­дается в 28% случаев, долевых и сегментарных - в 22%, ствола и главных ветвей легочной артерии - в 50%. В 25% всех случаев поражается только правое, а в 10% только левое легкое, одновременное поражение артерий обо­их легких отмечается в 65%, нижние доли вовлекаются в процесс в 4 раза чаще, чем верхние, что связано как с особенностями кровоснабжения (лучше перфузируются, чем верхние доли), так и с коллекторными функциями, которые в нижних долях легких значительно выше, чем в верхней и средних.

Степень нарушений газообмена и центральной гемо­динамики прямо пропорциональна распространенности окклюзии сосудистого бассейна легких. По данным ан­гиографии, легочная гипертензия возникает при закупор­ке на 25-30% просвета артериального русла, клинически значимой становится при 50%, а коллапс возникает при закрытии >70% артериального русла [2].

В доступной литературе не обнаружены данные, от­ражающие особенности газового состава артериальной и венозной крови в легких и связь с центральной гемоди­намикой, а также их возможная роль в летальных исходах при тромбоэмболии мелких ветвей легочных артерий. Из­учение данных взаимосвязей позволит расширить знания по патогенезу этого критического состояния и на основа­нии полученных данных разработать критерии прогноза и методы рациональной профилактики, интенсивной те­рапии тромбоэмболии мелких ветвей легочных артерий.

Цель исследования - изучить состояние газообмена, особенности центральной и внутрисердечной гемодина­мики у больных тромбоэмболией мелких ветвей легоч­ной артерии, определить взаимосвязи между ними для выявления механизмов развития тромбоэмболических осложнений, разработки мер профилактики, интенсив­ной терапии.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Проведено проспективное исследование 64 паци­ентов (29 мужчин и 35 женщин) в 1-е сутки (в течение первых 6-8 ч) после поступления в отделение реанима­ции и интенсивной терапии общего профиля лечебно-профилактического учреждения Саратова в различных возрастных группах (от 25 до 84 лет). Средний рост паци­ентов составлял 168 (164; 170) см, масса тела - 84,5 (75; 97,8) кг, ожирение наблюдалось у 43,8% обследуемых. В 89% случаев тромбоэмболические осложнения возника­ли при известных факторах риска (артериальная гипертен­зия, ожирение, атеросклероз, варикозная болезнь нижних конечностей). В структуре заболеваний тромбоэмболии мелких ветвей легочной артерии наибольший удельный вес имели больные с различной хирургической патологией (острый холецистит - 30% случаев, заболевания опорно-двигательного аппарата - 20% случев, в связи связи с чем всем выполняли хирургические вмешательства (холецистэктомия, остеосинтез, имплантация тазобедренного су­става), а также терапевтическая группа больных (острый инфаркт миокарда - 35% больных, хроническая обструктивная болезнь легких - 10%). При постановке диагноза "тромбоэмболия мелких ветвей легочной артерии" интен­сивную терапию проводили в соответствии с МКБ-10 (I74).

В исследование включали всех пациентов, которым клинически был выставлен диагноз "тромбоэмболия мел­ких ветвей легочной артерии" как осложнение основного заболевания. Критерии исключения: наличие сахарного диабета, онкологических и инфекционных заболеваний. Исследование газообмена и кислотно-основного состоя­ния в артериальной и венозной крови проводили на газоа­нализаторе "ABL-625" (Radiometer, Дания). Систолическое давление в легочной артерии (СДЛА) изучали, используя аппарат "USCOM 1A", который предназначен для опреде­ления кардиоинтервальной гемодинамики. В большинстве случаев диагностика тромбоэмболии мелких ветвей легоч­ной артерии была сложной в связи с многообразием сим­птомов и наличием других осложнений. При этом возмож­ности использования специальных методов исследования (таких как ангиопульмонография и сцинтиграфия легких) были ограничены из-за тяжести состояния пациентов.

Диагноз "эмболия мелких ветвей легочной артерии" был поставлен по результату эхокардиографии, которую вы­полняли больным с неустойчивыми показателями кровоо­бращения, и позволяла обнаружить признаки легочной гипертензии, перегрузку правого желудочка, исключить острый инфаркт миокарда и расслаивающуюся аневризму аорты. Во всех других случаях проводили компьютерную томографию органов грудной клетки.

Исследовали показатели газообмена: насыщение кислородом артериальной и венозной крови (SO2), пар­циальное давление кислорода и углекислого газа в арте­риальной и венозной крови (РаО2 и PvO2, РаСО2 и PvCO2), объемную концентрацию кислорода в артериальной и ве­нозной крови (CtO2), альвеолярно-артериальную разницу парциального давления кислорода (А-аDO2), артериовенозную разницу по кислороду (A-vD02), транспорт (D02) и потребление (VO2) кислорода, уровень гемоглобина (Hb) и гематокрит (Ht), а также показатели гемодинами­ки: частоту сердечных сокращений (ЧСС), минутный объ­ем крови (МОК), среднее артериальное давление (АДср), систолическое давление в легочной артерии (СДЛА), си­столический индекс (СИ), общее периферическое сопро­тивление сосудов (ОПСС), ударный объем (УО), фракцию выброса (ФВ). Дополнительно рассчитывали объемную концентрацию кислорода в капиллярах (CtcO2) и внутри-легочный шунт (ВЛШ).

Полученные в исследовании данные обработаны с по­мощью методов системного статистического анализа с ис­пользованием программы Statistica 6.0. Анализ распре­деления показателей с помощью построения гистограмм и вычисления критерия Шапиро-Уилка (1965) показал целесообразность использования непараметрических методов статистической обработки данных. Рассчитыва­ли медиану, нижний и верхний квартиль. Взаимосвязь между показателями газообмена и гемодинамическими параметрами определяли, используя корреляционный анализ Спирмена. Для выявления взаимосвязей анали­зируемых показателей с исходом заболевания вычисляли коэффициент корреляции Гамма, парное сравнение про­водили с помощью критерия Манна-Уитни. Критический уровень значимости статистических гипотез принимался равным 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Установлено, что обтурация приводящих сосудов микроциркуляторного русла легких эмболами приводила к изме­нению гемодинамики большого круга кровообращения. Так, увеличение ОПСС составляло 1634,95 дин/с/см2 (9%), СДЛА 45 мм рт.ст. (50%), снижение СИ до 2,03 (38%) л/ мин/м2, УО до 33,7 (18%) мл, ФВ до 52 (42; 59)%, что уве­личивало нагрузку на сердце, приводя к увеличению ЧСС до 106 (18%) в минуту, однако мало влияло на среднее АД 78,3 мм рт.ст. (15%), и МОК 3544,5 мл/м (14%). Указанные изменения центральной гемодинамики приводили к раз­витию легочной гипертензии, открытию бронхолегочных шунтов и увеличению ВЛШ, что способствует возникнове­нию артериальной гипоксемии.

В результате тромбоэмболии мелких ветвей легочной артерии появляются неперфузируемые, но вентилируе­мые участки легочной ткани, что приводит к увеличению функциональной остаточной емкости (ФОЕ). В связи с этим можно предположить, что увеличение "мертвого простран­ства" способствует выбросу биологически активных ве­ществ, которые приводят к локальной бронхообструкции в зоне поражения с последующим снижением выработки сурфактанта и развитию ателектаза легочной ткани.

Взаимосвязь центральной гемодинамики и гемодина­мики малого круга кровообращения сопровождались на­рушением оксигенации и газообмена. Так, в артериальной крови отмечалось снижение большинства показателей: доля насыщения гемоглобина кислородом составила 86 (80; 92)%, CtO2 - 17 (16; 19) мл/дл, Ра02 - 62 (50; 71) мм рт.ст., РаCO2 - 35 (32; 40) мм рт.ст. при нормальном значении гематокрита 42 (34; 44)% и гемоглобина 136 (120; 144) г/л и уве­личении как ФОЕ, так и альвеолярно-артериальной разницы парциального давления кислорода до 54 (44; 59) мм рт.ст.

В венозной крови всех обследованных пациентов от­мечалась схожая динамика показателей: доля насыщения гемоглобина кислородом составила 68,5 (64; 78)%, гематокрит - 42 (38; 48)%, альвеолярно-артериальный градиент А-aDO2 - 67 (62; 74), CtO2 - 12 (11; 15) мл/дл, PvO2 - 33 (30; 37), PvC02 - 38 (32; 41,5), гемоглобин - 140 (120; 150) г/л.

А-aDO2 зависит от объема венозного компонента при шунтировании, степени нарушения вентиляционно-перфузионных отношений и изменения напряжения кис­лорода в смешанной венозной крови, которое, в свою очередь, зависит от концентрации гемоглобина, сердеч­ного выброса и потребления кислорода.

Таким образом, прослеживается прямая зависимость между величиной сердечного выброса и ВЛШ: сердеч­ный выброс влияет на А-aDO2 не только через напряже­ние кислорода в смешанной венозной крови, но и опо­средованно, усиливая легочную вазоконстрикцию. В то же время высокий сердечный выброс может увеличить венозную примесь за счет повышения напряжения кис­лорода в смешанной венозной крови и связанного с ним угнетения гипоксической вазоконстрикции.

Концентрация гемоглобина и потребление кислорода опосредованно влияют на PvO2 за счет воздействия на на­пряжение кислорода в смешанной венозной крови. Сни­жение потребления кислорода и высокая концентрация гемоглобина уменьшают альвеолярно-артериальный гра­диент по кислороду и увеличивают PaO2 [4].

За счет снижения объемной концентрации кислорода, как в артериальной, так и в венозной крови артериовенозная разница концентрации кислорода (A-v)D02 оста­валась в пределах нормы и составляла 4 (2; 7) об%. Раз­вившаяся гипоксемия приводила к снижению транспорта кислорода до 630,5 (537,4; 491,8) мл/мин, объемной кон­центрации кислорода в капиллярах до 18,2 (16,1; 19,3) об% и, как следствие, к снижению потребления кислоро­да тканями до 112 (55; 187) мл/мин и развитию гипоксии.

При проведении корреляционного анализа обнару­жена отрицательная взаимосвязь средней степени между ОПСС и РаО2 (R=-0,26, р=0,039), ОПСС и PvO2 (R=-0,30, р=0,017), ОПСС и CtO2 артериальной крови (R=-0,27, р=0,032), а также между средним артериальным давле­нием и CtO2 венозной крови (R=-0,28, р=0,031) (рис. 1). Установлена положительная корреляционная связь сред­ней степени между ВЛШ и РСО2 венозной крови (R=0,26, р=0,036), ВЛШ и уровнем гемоглобина в венозной крови (R=0,50, р=0,00003) (рис. 2), ВЛШ и гематокритом в арте­риальной крови (R=0,30, р=0,017), ВЛШ и уровнем гемо­глобина в артериальной крови (R=0,71, р=0,00000).

Все пациенты по исходу заболевания были разделе­ны на 2 группы: группу сравнения и группу наблюдения. В группу сравнения вошли пациенты с благоприятным исходом заболевания (30 человек), переведенные на 3-5-е сутки из отделения реанимации в профильное отделение. В группу наблюдения вошли пациенты, умер­шие на 5-7-е сутки в отделении реанимации от синдро­ма множественной органной дисфункции (34 человека). При проведении парного сравнительного анализа пока­зателей гемодинамики (табл. 1) и газообмена (табл. 2) были установлены статистически значимые отличия только по 3 параметрам: среднее артериальное дав­ление, которое в группе сравнения было на 19% выше (р=0,004, критерий Манна-Уитни) (рис. 3), фракция вы­броса, которая в группе сравнения была на 29,8% выше =0,02, критерий Манна-Уитни), и доля насыщения гемоглобина кислородом в венозной крови, которая в группе сравнения была на 9,7% ниже =0,015, кри­терий Манна-Уитни) (рис. 4).

При проведении корреляционного анализа установле­но, что на исход заболевания в большей степени влияют следующие показатели центральной гемодинамики и га­зообмена: насыщение гемоглобина кислородом в веноз­ной крови (G=0,39, р=0,0027), гематокрит в артериальной крови (G=0,25, р=0,044), CtO2 артериальной крови (G=0,26, р=0,046), уровень гемоглобина артериальной крови (G=0,25, р=0,043), CtcO2 (G=0,26, р=0,036), среднее артери­альное давление (G=0,42, р=0,0005) и фракция выброса (G=0,66, р=0,005).

Таким образом, тромбоэмболия мелких ветвей легочной артерии - это форма критического состояния, возникаю­щая при несоответствии вентиляционно-перфузионных соотношений. Она зависит от степени распространения тромбоэмболии сосудов микроциркуляторного русла, раз­вития артериовенозного, и альвеолярно-артериального шунтов с преимущественным преобладанием газового шунта. Клиническая картина тромбоэмболии мелких вет­вей легочной артерии проявляется увеличением ОПСС и СДЛА, снижением СИ, УО, ФВ, повышая нагрузку на серд­це и провоцируя развитие компенсаторной тахикардии, а также в некоторых случаях проявляется выраженной гипотензией и значительным увеличением МОС. Выраженная гипоксемия усугубляется увеличением объема газового шунта, ФОЕ, что проявлялось снижением насыщения ге­моглобина кислородом, объемной концентрацией кисло­рода, парциального давления кислорода и углекислого газа в артериальной и венозной крови при нормальном значении гематокрита и гемоглобина, увеличением альвеолярно-артериальной разницы парциального дав­ления кислорода. Вследствие снижения объемной кон­центрации кислорода как в артериальной, так и в веноз­ной крови артериовенозная разница по кислороду может оставаться в пределах нормы. Развившаяся гипоксемия приводит к снижению транспорта кислорода и объемной концентрации кислорода в капиллярах и, как следствие, к снижению потребления кислорода тканями с развитием гипоксии.

ВЫВОДЫ

1. У пациентов с тромбоэмболией мелких ветвей легочной артерии развиваются артериовенозный и альвеолярно-артериальный шунты с преимуществен­ным преобладанием газового шунта.

2. Недостаточность кровообращения у пациентов с тромбоэмболией мелких ветвей легочной артерии проявляется увеличением ОПСС и СДЛА, снижением СИ, УО, ФВ.

3. Развившаяся гипоксемия приводит к снижению транспорта и объемной концентрации кислорода в ка­пиллярах, потреблению кислорода тканями и развитию гипоксии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Голубев А.М., Мороз В.В., Мещеряков Г.Н., Лысенко Д.В. Па­тогенез и морфология острого повреждения легких // Общ. реаниматология. 2005. 1 (5). С. 5-12.

2. Золотницкая В.П. Микроциркуляторные расстройства в ма­лом круге кровообращения при различных формах тромбо­эмболии легочной артерии : автореф. дис. ... канд. биол. наук. СПб., 1996. 18 с.

3. Малхасян И.Э. Тромбоэмболия легочной артерии у травмато­логических больных // Науч.-практ. мед. журн. "Медицин­ский вестник Эребуни". 2006. 3 (27). С. 20-25.

4. Морган-мл. Дж.Э., Мэгид С.М., Марри М.Дж. Клиническая анестезиология. 4-е изд., испр. : пер. с англ. М. : БИНОМ, 2014. С. 615-617.

5. Нефедов В.П., Цибулькин Н.А. Легочная гипертензия и па­тология легочной артерии // Казан. мед. журн. 2004. № 4. С. 249-251.

6. Патогенез гипоксемии. Шунт крови. URL: http://www.pediatr-site.ru/180-patogenez-gipoksemii-shunt-krovi.html.

7. Тромбоэмболии легочной артерии. URL: http://ref.by/refs/50/11436/1.html.

8. Шилов А.М., Мельник М.В., Санодзе И.Д., Сиротина И.Л. Тромбоэмболия ветвей легочной артерии: патофизиология, клиника, диагностика, лечение // РМЖ (Пульмонология, фтизиатрия). 2003. № 9. С. 530-535. URL: http://www.medlinks.ru/article.php?sid=12935.

9. Venezes S.L., Bozza P.T., Faria-Neto H.C. et al. Pulmonary and extra pulmonary acute lung injury: inflammatory and ultra-structural analyses // J. Appl. Physiol. 2005. Vol. 13, N 1. P. 31-37.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Обрезан Андрей Григорьевич
Доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой госпитальной терапии медицинского факультета Санкт-Петербургского государственного университета, главный врач группы клиник «СОГАЗ МЕДИЦИНА», Санкт-Петербург, Российская Федерация

Журналы «ГЭОТАР-Медиа»