CC BY
19
УДК [615.366.15+615.38]: 616-072.85+616.711-007.5
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА НИЗКОЧАСТОТНОЙ
ПЬЕЗОТРОМБОЭЛАСТОГРАФИИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ГЕМОСТАТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА КРОВИ У БОЛЬНЫХ С ИДИОПАТИЧЕСКИМ СКОЛИОЗОМ
Майя Николаевна ЛЕБЕДЕВА1, Елена Викторовна ТЕРЕЩЕНКОВА1, Иван Илларионович ТЮТРИН2, Александр Михайлович АГЕЕНКО1, Анастасия Александровна ИВАНОВА1
1 ФГБУ Новосибирский НИИ травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна Минздрава России 630091, г. Новосибирск, ул. Фрунзе, 17
2 ГБОУ ВПО Сибирский государственный университет Минздрава России 630060, г. Томск, Московский тракт, 2
Целью исследования явилась оценка состояния гемостатического потенциала у 29 больных с идиопатическим сколиозом методом низкочастотной пьезотромбоэластографии. Для исследования применен аппаратно-программный комплекс АРП-01М «Меднорд», регистрирующий динамику агрегатного состояния крови в виде пье-зотромбоэластограммы. Выявлено два типа состояния гемостатического потенциала, статистически значимо различающихся по объему интраоперационной кровопотери: у 26 больных - «гипокоагуляционный» (наличие изменений на всех этапах фибриногенеза), у трех - «гиперкоагуляционный» (внутрисосудистая активация процесса свертывания крови, повышение тромбиновой активности, выраженная активация противосвертывающей системы). Метод низкочастотной пьезотромбоэластографии может служить прогностическим критерием ожидаемого объема кровопотери при хирургической коррекции сколиоза.
Ключевые слова: идиопатический сколиоз, хирургическая коррекция сколиоза, гемостаз, пьезотромбоэла-стография, кровопотеря.
Смысловая нагрузка термина «идиопатический сколиоз» означает, что на данном этапе развития медицинской науки этиология заболевания остается неизвестной. При этом зачастую сколиоз сопровождают внешние и висцеральные признаки дисплазии соединительной ткани [2, 6]. Это обстоятельство не противоречит определению понятия синдрома дисплазии соединительной ткани, который не является нозологической единицей, а представляет собой генетически детерминированный системный проградиентный процесс, формирующий фенотипические признаки наследственной патологии, и служит фоном при ассоциированных заболеваниях [10].
При неэффективной консервативной терапии больным сколиозом проводится хирургическая коррекция деформации позвоночника. Подобные операции относятся к тем видам ортопедических операций, которые могут стать причиной
чрезмерной кровопотери даже у пациентов без предшествующих значимых отклонений в системе гемостаза (широкий доступ с пересечением больших мышечных массивов, скелетирование значительных участков костной ткани, нарушение целостности кости). При этом обращает на себя внимание тот факт, что интраоперационная кровопотеря варьирует от минимальной до 100 % объема циркулирующей крови и более [5, 11, 12, 14, 17]. При изучении проблемы повышенной кровопотери при хирургической коррекции сколиоза, безусловно, областью прицельного исследования должна являться система гемостаза. И если функциональные нарушения внутренних органов и систем, сопровождающие сколиотиче-ские деформации позвоночника, хорошо изучены, то имеются лишь единичные сообщения об особенностях системы гемостаза у этой категории больных. В частности, известно, что у паци-
Лебедева М.Н. - д.м.н., главный научный сотрудник отдела анестезиологии и реаниматологии, e-mail: MLebedeva@niito.ru
Терещенкова Е.В. - к.м.н., врач отделения анестезиологии и реанимации Тютрин И.И. - д.м.н., проф. кафедры анестезиологии и реаниматологии Агеенко А.М. - к.м.н., зав. отделением анестезиологии и реанимации Иванова А.А. - аспирант отдела анестезиологии и реаниматологии
ентов со сколиозом чаще имеют место: удлинение протромбинового и тромбинового времени, увеличение активированного частичного тром-бопластинового времени, снижение количества X фактора, изменение содержания протеинов С и S [3, 4, 16]. Есть также сведения об особенностях состояния свертывающей системы крови и сосу-дисто-тромбоцитарного звена при наличии дис-плазии соединительной ткани, признаки которой зачастую выявляются у больных с идиопатиче-ским сколиозом. Таковыми являются гиперкоагуляция, вторичный синдром Виллебранда, различные варианты тромбоцитопении, нарушения сосудисто-тромбоцитарного гемостаза [10].
Система гемостаза - одна из составляющих единой структурно и функционально определенной полисистемы, играющей ключевую роль в сохранении гомеостаза организма. В ней различают три структурные группы - интима кровеносных сосудов, клетки крови (тромбоциты, эритроциты, лейкоциты), плазменные ферментные системы крови - и выделяют четыре функциональных звена - коагуляционное, антикоагулянтное, фибринолитическое и антифибринолитическое. Их взаимодействие позволяет системе гемостаза удерживаться в пределах физиологических колебаний между гипо- и гиперкоагуляцией. При этом, обеспечивая, с одной стороны, агрегатное состояние циркулирующей крови, а с другой -предупреждение и купирование кровотечений, система гемостаза является одной из наиболее лабильных систем организма [1, 13, 15]. Адекватное функционирование всех компонентов системы гемостаза - показатель ее полноценности.
Оперативная и объективная оценка функционального состояния системы гемостаза играет крайне важную роль, поскольку несвоевременная диагностика гемостазиологических расстройств несет в себе потенциальную угрозу развития как тромбоэмболических, так и тромбогеморрагиче-ских осложнений. Существующие на сегодняшний день рутинно используемые методы исследования сосудисто-тромбоцитарного и плазменного звеньев системы гемостаза, тесты для исследования фибринолитической системы дают лишь фрагментарную информацию, не позволяющую судить о состоянии системы гемостаза как единой системы, функционирующей комплексно и неразрывно внутри своих звеньев. При анализе литературных источников нам не встретилось работ по изучению системы гемостаза у больных с идиопатическим сколиозом путем применения современной технологии низкочастотной пьезо-тромбоэластографии (НПТЭГ) как метода, позволяющего в режиме реального времени оценить состояние целостной системы гемостаза [7, 9].
Цель исследования - оценить предоперационное состояние гемостатического потенциала цельной крови у больных с идиопатическим сколиозом методом низкочастотной пьезотромбоэластографии.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В исследовании гемостатического потенциала цельной крови на предоперационном этапе приняли участие 29 больных с идиопатическим сколиозом III-IV степени. Средний возраст больных составил 16,9 ± 6,2 года. Для определения референтных величин анализируемых показателей в исследовании также приняли участие 30 здоровых добровольцев соответствующей возрастной группы - контрольная группа.
Для своевременной и правильной оценки ге-мостатического потенциала крови, интегратив-ной составляющей полного цикла гемокоагуля-ции, применен аппаратно-программный комплекс АРП-01М «Меднорд», Россия (регистрационное свидетельство ФРС № 2010/09767), действующий на основе регистрации изменения сопротивления исследуемой среды резонансным колебаниям иглы-резонатора, закрепленной на пьезоэлектрическом элементе и опущенной в кювету с кровью пациента [7]. При этом управление электромеханическим трактом осуществляется измерительной схемой аппарата, а все вычисления, вывод графиков и цифровых параметров исследования, а также управление работой комплекса выполняет персональный компьютер, который использует специализированную компьютерную программу «ИКС ГЕМО - 3».
Кровь из кубитальной вены получали без наложения жгута (1 мл) в 3-компонентный си-ликонированный шприц (V = 2,5 мл, производства SFM Hospital Products GmbH, Германия) для разовой кюветы из медицинского пластика (V = 0,45 мл, производства «Меднорд», Россия) с немедленным (10-12 с) началом исследования.
Динамика исследуемого процесса определялась изменениями агрегатного состояния крови и регистрировалась в виде интегрированной кривой линии НПТЭГ, каждая точка которой определяется состоянием системы в определенный момент времени. При этом регистрировались следующие показатели: A0 - начальное значение амплитуды в момент времени t в относительных единицах (о. е.); t1 - период реакции (время от начала исследования до достижения максимального снижения амплитуды НПТЭГ - A мин); A1 - максимальное снижение амплитуды за время «t1» (период реакции); t2 - время достижения амплитуды A2 НПТЭГ, мин; A2 - увеличение амплитуды НПТЭГ
800
£
I 600
я
| 400 § \
$ 200 о
¿4 ¿(Г—
Аъ
ч
и/
¿1 'Ь г403+10) Ь
10 20 30 40
Время исследования, мин
Рис 1. НПТЭГ здорового добровольца
на 100 о. е. (А2 - А1), о. е.; t3 - время свертывания крови (точка желирования), определяется автоматически при измерении tg угла наклона кривой на 50 %, мин; А3 - величина амплитуды НПТЭГ в точке желирования, о. е.; А4 - значение амплитуды НПТЭГ через 10 мин после достижения точки желирования, о. е.; (5 - время достижения максимальной амплитуды НПТЭГ (А5) (время формирования фибрин-тромбоцитарной структуры сгустка), мин; А6 - значение амплитуды НПТЭГ через 10 мин после достижения максимальной амплитуды, о. е.
Компьютерная программа автоматически рассчитывала следующие параметры: начальный этап коагуляции - интенсивность контактной коагуляции (ИКК, о. е.); константа тромбиновой активности (КТА, о. е.); интенсивность коагуля-ционного драйва (ИКД в о. е.); интенсивность полимеризации сгустка (ИПС, о. е.); коэффициент суммарной противосвертывающей активности (КСПА, о. е.); интенсивность ретракции и лизиса сгустка (ИРЛС, о. е.); максимальная амплитуда
сгустка (МА, о. е.). Определение и расчет анализируемых показателей представлен на рис. 1.
При выполнении статистического анализа на первом этапе была проверена нормальность распределения количественных показателей с помощью критерия Колмогорова - Смирнова. Затем было проведено статистическое описание различных групп, включенных в исследование с использованием непараметрических методов. Оценивались количественные данные, представленные в виде Ме [LQ; UQ] (где Ме - медиана, LQ - нижний квартиль, UQ - верхний квартиль). Для проверки статистических гипотез о различии между исследуемыми группами использовали непараметрический критерий Манна - Уитни (где р - достигнутый уровень значимости).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ функционального состояния системы регуляции агрегатного состояния крови показал, что у обследуемых больных с идиопатическим сколиозом регистрируется два типа гемостатиче-ского потенциала, наблюдаемые в 90 и 10 % случаев соответственно.
В таблице представлены анализируемые показатели НПТЭГ здоровых добровольцев и обследованных больных. Установлено, что у 26 больных наблюдался гипокоагуляционный тип НПТЭГ. При этом при наличии хронометрической (¿5) и структурной (МА) нормокоагуляции регистрировались значимые расстройства на протеолитическом этапе «фибриногенеза» (сдвиг точки желирования (¿3) вправо), а также на этапе «латеральной сборки» - снижение величины ИПС. Подобное состояние гемостатического потенциала крови - значимой гипокоагуляции - на-
Таблица
Показатели НПТЭГ в зависимости от типа гемостатического потенциала крови
Показатель Фон (п = 30) Гипокоагуляция (п = 26) Гиперкоагуляция (п = 3)
^ е. 187 [146; 212,5] 200 200
А,, о. е. 148 [109; 177] 140 [110; 160] 0
t,, мин 0,7 [0,3; 0,9] 1,2 [0,5; 2,8]** 0
ИКК, о. е. 27,25 [16; 36] 14 [11; 24]* 0
КТА, о. е. 29,4 [25; 38] 25 [22,2; 27] 80
/3, мин. 7,6 [5,9; 9,2] 11 [9,4; 14,3]** 7,4
ИКД, о. е. 37,6 [32,5; 43,5] 33 [30; 39]* 50
ИПС, о. е. 16,75 [13,65; 19,65] 10 [8,1; 11,8]** 8,3
t5, мин 34 [27; 38] 32 [30; 37] 23
МА, о. е. 502,5 [466,5; 560,5] 550 [444; 590]* 422
КСПА, о. е. 2,35 [1,9; 2,8] 3,7 [2,9; 4]** 6,4
ИРЛС, о. е. 0,9 [0,1; 2,5] 1,5 [1; 2] 1,83
Примечание. * - отличие от величины соответствующего показателя фона статистически значимо прир < 0,05. БЮЛЛЕТЕНЬ СО РАМН, ТОМ 34, № 6, 2014 63
А к--о-
л ■—
¡Е) /
/
Г /
/ (/
р ! А
О 4 8 12 16 20 24 28 мин
—О— НПТЭГ здорового добровольца;
НПТЭГ гипокоагуляционный тип; —о— НПТЭГ гиперкоагуляционный тип;
А точка желирования
Рис. 2. Кривые НПТЭГ, характерные для выявленных типов гемостатического потенциала крови
блюдалось нами ранее только при проведении антикоагулянтной терапии гепарином [8]. Характерными и статистически значимыми явились изменения начальных этапов фибриногенеза с тенденцией к угнетению активности фаз «инициации» и «пропагации» у больных сколиозом в сравнении с контрольной группой (уменьшение ИКК, увеличение времени от начала исследования до достижения максимального снижения амплитуды t1). Вышеуказанное снижение коагу-ляционной активности гемостатического потенциала крови манифестировалось статистически значимым усилением противосвертывающей активности, проявляющимся увеличением КСПА.
Определенного внимания заслуживает состояние суммарной литической активности крови, оцениваемой показателем интенсивности ретракции и лизиса сгустка. Несмотря на отсутствие статистически значимых изменений, тенденция к усилению литической активности цельной крови наблюдалась у всех обследованных больных. Подобная интенсивность ретракции и лизиса сгустка в подавляющем большинстве случаев наблюдается при «гиперкоагуляционном» состоянии гемостатического потенциала крови [9], наличие же ее при «гипокоагуляции» требует, по нашему мнению, дополнительных исследований и объяснений.
Радикальные отличия от вышеописанных изменений гемостатического потенциала наблюдались у трех больных. Несмотря на малое количество наблюдений, схожесть расстройств фибриногенеза позволила нам выделить их в отдельную группу - с «гиперкоагуляционным» типом гемостатического потенциала. В алгоритме
оценки НПТЭГ гемостатический потенциал обследуемых характеризовался хронометрической гипер- (время формирования фибрин-тромбоци-тарной структуры сгустка t5) и структурной гипо-коагуляцией (МА). Отсутствие на кривой НПТЭГ показателей, характеризующих агрегационную активность форменных элементов крови (А ИКК), свидетельствует о внутрисосудистой активации процесса свертывания крови. Отмечается существенное повышение тромбиновой активности на этапах амплификации и «пропагации» (увеличение КТА и ИКД соответственно). Процесс сопровождается выраженной активацией противосвертывающей системы (возрастание КСПА) и усилением литической активности крови до 1,83 %, что свидетельствует о сохранении физиологичности реакции гемостатического потенциала (усиление тромботической активности - усиление противосвертывающей активности - суммарная литическая активность). Процесс «латеральной сборки» фибрина у этих больных еще более угнетается (уменьшение ИПС).
На рис. 2 представлены кривые НПТЭГ, характерные для выявленных типов гемостатиче-ского потенциала крови.
Ретроспективная оценка величины кровопо-тери в выделенных группах показала, что в группе с «гипокоагуляционным типом» гемостатиче-ского потенциала она составила от 475 до 650 мл, в среднем 630 мл, а в группе с «гиперкоагуляци-онным типом» гемостатического потенциала - от 850 до 2150 мл, в среднем 1500 мл (р < 0,05).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Применение метода низкочастотной пьезо-тромбоэластографии позволило установить ранее неизвестные особенности гемостатического потенциала цельной крови у больных идиопати-ческим сколиозом с регистрацией двух типов ге-мостатического потенциала - «гипокоагуляцион-ного» и «гиперкоагуляционного», наблюдаемых в 90 и 10 % случаев соответственно. Состояние гемостатического потенциала у обследованных с «гипокоагуляционным» типом характеризуется наличием изменений на всех этапах фибрино-генеза (инициация, амплификация, пропагация, латеральная сборка, лизис), у пациентов с «ги-перкоагуляционным» типом - внутрисосудистой активацией процесса свертывания крови, существенным повышением тромбиновой активности и выраженной активацией противосвертываю-щей системы, что в клинических ситуациях соответствует статистически значимому увеличению объема интраоперационной кровопотери.
Таким образом, новый методологический подход к оценке состояния целостной системы гемостаза на основе метода низкочастотной пьезотромбоэластографии у больных с идиопа-тическим сколиозом, которым предстоит хирургическая коррекция деформации позвоночника, позволяет на этапе предоперационного периода выявить случаи, особо опасные по развитию интраоперационных кровотечений, осуществить своевременное начало их профилактики и лечения. Метод низкочастотной пьезотромбоэластографии может служить надежным прогностическим критерием ожидаемого объема интра-операционной кровопотери.
Однако следует дождаться данных большего числа клинических исследований для разработки алгоритма действий врача-анестезиолога на этапах периоперационного периода.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баркаган З.С., Момот А.П. Диагностика и контролируемая терапия нарушений гемостаза. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Ньюдиамед, 2001. 296 с.
2. Зайдман А.М., Корель А.В., Новиков В.В., Михайловский М.В. Этиология и патогенез идиопа-тического сколиоза II—IV степени // Хирургия позвоночника - полный спектр: мат. научной конф., посвященной 40-летию отделения патологии позвоночника ЦИТО. М., 2007. 185-186.
3. Калашникова Е.В., Екимов В.М., Кривов В.А. Зависимость величины кровопотери у больных дис-пластическим сколиозом от вида хирургической коррекции и нарушений системы гемостаза // Проблемы хирургии позвоночника и спинного мозга: мат. Всерос. науч.-практ. конф. Новосибирск, 1996. 83-84.
4. Калашникова Е.В., Суханова Г.А., Буевич Е.И. и др. Нарушение системы гемостаза и генез кровоточивости у больных диспластическим сколиозом // Гематол. трансфузиол. 1993. 38. (9). 15-19.
5. Лебедева М.Н., Агеенко А.М., Новиков В.В. и др. Ретроспективный анализ интраоперационной кровопотери в хирургии идиопатического сколиоза // Хирургия позвоночника. 2012. (2). 70-78.
6. Михайловский М.В., Фомичев Н.Г. Хирургия деформаций позвоночника. Новосибирск, 2011. 592 с.
7. Тютрин И.И., Удут В.В., Шписман М.Н. Низкочастотная пьезотромбоэластография в диагностике гемостазиологических расстройств (методическое руководство). Томск: Меднорд-Техника, 2013. 67 с.
8. Тютрин И.И., Клименкова В.Ф., Удут В.В. Новая технология оценки формакодинамики анти-агрегантов // Эксперим. клин. фармакология. 2014. (2). 21-25.
9. Тютрин И.И., Удут В.В., Клименкова В.Ф. Функциональное состояние системы гемостаза беременных по данным «глобального» теста НПТЭГ // Патол. физиол. эксперим. терапия. 2014. (2). 16-20.
10. Яковлев В.М., Карпов Р.С., Бакулина Е.Г. Соединительнотканная дисплазия костной ткани. Томск: STT, 2004. 104 с.
11. Bowen R.E., Gardner S., Scaduto A.A. et al. Efficacy of intraoperative cell salvage systems in pediatric idiopathic scoliosis patients undergoing posterior spinal fusion with segmental spinal instrumentation // Spine. 2010. 35. 246-251.
12. Ialenti M.N., Lonner B.S., Verma K. et al. Predicting operative blood loss during spinal fusion for adolescent idiopathic scoliosis // J. Pediatr. Orthop. 2013. 33. (4). 372-376.
13. Lipe B., Ornstein D.L. Deficiencies of natural anticoagulants, protein C, protein S, and antithrombin // Circulation. 2011. 124. 365-368.
14. Mooney J.F., Barfield W.R. Validity of estimates of intraoperative blood loss in pediatric spinal deformity surgery // J. Spine Deformity. 2013. 1. 21-24.
15. Rau J.C., Beaulieu L.M., Huntington J.A., Church F.C. Serpins in thrombosis, hemostasis and fibrinolysis // J. Thromb. Haemost. 2007. 5 (1). 102115.
16. Ryan K.M., O'Brien K., Regan I. et al. The prevalence of abnormal preoperative coagulation tests in pediatric patients undergoing spinal surgery for scoliosis // Spine J. 2013. pii S1529-9430(13)01381-8 2013.
17. Verma K., Lonner B., Dean L. et al. Reduction of mean arterial pressure at incision reduces blood loss in adolescent idiopathic scoliosis // Spine Deformity. 2013.1.115-122.
APPLICATION OF LOW-FREQUENCY PIEZOELECTRIC THROMBOELASTOGRAPHY FOR ASSESSING HEMOSTATIC POTENTIAL OF THE BLOOD IN PATIENTS WITH IDIOPATHIC SCOLIOSIS
Maya Nikolayevna LEBEDEVA1, Elena Viktorovna TERESHCHENKOVA2, Ivan Illarionovich TYUTRIN3, Aleksandr Mikhailovich AGEENKO4, Anastasiya Aleksandrovna IVANOVA5
1 Institute of Traumatology and Orthopedics n.a. Ya.L. Tsivyan of Minzdrav of Russia 630091 Novosibirsk, Frunze str., 17
2 Siberian State University of Minzdrav of Russia 630060 Tomsk, Moskowski trakt, 2
The objective of the study was to assess hemostatic potential in 29 patients with idiopathic scoliosis using low-frequency piezoelectric trhromboelastography. The study was performed using hardware-software complex ARP-01M «MEDNORD» registering changes of the blood's aggregative state and expressing them as thromboelastogram. Two types of the state of hemostatic potential were detected which are significantly different in terms of intraoperative blood loss. Twenty six patients had hypocoagulable type with changes in all stages of fibrinogenesis. Three patients had hypercoagulable type characterized by intravascular activation of blood coagulation, increased thrombin activity, and marked activation of anticoagulation. The method of low-frequency piezoelectric thromboelastography can serve as the predictor of the expected blood loss volume during surgical correction of scoliosis.
Key words: idiopathic scoliosis, surgical correction of scoliosis, hemostasis, piezoelectric thromboelastography, blood loss.
Lebedeva M.N. - doctor of medical sciences, chief researcher of the department of anesthesiology and intensive care, e-mail: MLebedeva@niito.ru
Tereshchenkova E.V. - candidate of medical sciences, physician of the department of anesthesiology and intensive care
Tyutrin I.I. - doctor of medical sciences, professor of the department of anesthesiology and intensive care Ageenko A.M. - candidate of medical sciences, head o of the department of anesthesiology and intensive care Ivanova A.A. - postgraduate student of the department of anesthesiology and intensive care
