Динамические адаптационные реакции кровообращения на этапах анестезии и операции при эутиреоидном и токсическом зобе Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

ДИНАМИЧЕСКИЕ АДАПТАЦИОННЫЕ РЕАКЦИИ КРОВООБРАЩЕНИЯ НА ЭТАПАХ АНЕСТЕЗИИ И ОПЕРАЦИИ ПРИ ЭУТИРЕОИДНОМ И ТОКСИЧЕСКОМ ЗОБЕ

Д. С. Астафьев, А.А. Астахов

ПНИ Лаборатория «Медленно-волновые процессы гемодинамики» ЮУНЦ РАМН и АМТН РФ, г. Челябинск

Представлены реакции кровообращения на этапах анестезии зоба.

Проблема управления гемодинамикой во время проведения анестезиологического пособия по поводу хирургических операций заставляет искать новые способы мониторинга ее состояния и деятельности функциональных систем адаптации. Современные научные изыскания развиваются в направлении увеличения числа контролируемых параметров и их глубокого компьютерного анализа, позволяющего судить о состоянии механизмов регуляции организма, точно и в реальном времени

[1,10,И].

В анестезиологии и реаниматологии довольно полно исследованы закономерности системных сдвигов кровообращения. Однако становится очевидным, что для углубленного представления о реакции организма на анестезию, его индивидуальных особенностях в зависимости от исходного состояния этого уже не достаточно, так как они могут свидетельствовать лишь о грубых расстройствах. Необходимо знать предвестники этих расстройств, предвидеть и прогнозировать их [3, 5, 10].

Последние десятилетия все шире в клиническую практику внедряется спектральный анализ параметров гемодинамики, который позволяет оценивать ауторегуляторные процессы. Он уже стал традиционным для таких разделов медицины, как патофизиология, анестезиология и реаниматология, кардиология. Имеются рекомендации различных групп ученых по его использованию для оценки тяжести состояния и прогноза неблагоприятного исхода. В то же время, большие надежды на него возлагается в области контроля за проведением анестезии, так как традиционным сдвигам системной гемодинамики предшествуют сдвиги в ее регуляции [3, 6, 7, 8].

Цель исследования

Выявить динамические обобщенные адаптационные реакции кровообращения, связанные с анестезией, оперативным вмешательством и гормональной активностью щитовидной железы у больных с узловым нетоксическим зобом и диффузным токсическим зобом на этапах исследования.

Материал и методы исследования

Проведено исследование двух групп больных (по 30 человек в каждой группе) с диффузным токсическим зобом (ДТЗ) и узловым нетоксическим зобом (УНЗ). Основным критерием различия этих групп были гормональные сдвиги при поступлении больных в стационар. У больных УНЗ уровень тиреоидных гормонов не выходил за пределы нормы: ТТГ 0,23-3,4 мед/л, ТЗ 1-2,8 нмоль/л, Т4 54-156 нмоль/л, и эти больные не имели каких-либо нарушений гемодинамики. При поступлении больных ДТЗ в клинику уровень тиреоидных гормонов в среднем составлял: ТТГ 0,11 ± 0,20 мед/л, ТЗ 7,10 ± 0,60 нмоль/л, Т4 291,98 ± 3,70 нмоль/л, что сопровождалось выраженными клиническими признаками тиреотоксикоза и изменениями гемодинамики по гипердинамическому типу (повышение ЧСС, ударного и минутного объема крови, амплитуды пульсации микрососудов). Предоперационная подготовка им проводилась мерказоли-лом в стандартных дозировках 1-2 месяца и более, до достижения эутиреоидного состояния.

Предоперационная медикаментозная подготовка больных УНЗ включала только премедика-цию (такую же, как при ДТЗ). На ночь перорально назначался димедрол 0,05-0,1 г. и фенобарбитал

0,1 г. За 20-30 минут до операции внутримышечно вводились атропин 0,01-0,02 мг/кг и димедрол

0,1-0,2 мг/кг.

Для получения данных была выбрана методика комплексного неинвазивного, биоимпеданс-ного исследования с помощью технологической системы «Кентавр», разработанной профессором А.А. Астаховым. С ее помощью одновременно мониторируется систолическое артериальное давление (АД), сердечный ритм (СР), ударный объем сердца (УО), минутный объем крови (МОК), фракция выброса (ФВ), амплитуда пульсации аорты (АЛА), амплитуда пульсации сосудов голени (АПСГ), амплитуда пульсации микрососудов (АПМ), дыхательная волна аорты (ДВА), дыхательная волна сосудов голени (ДВСГ). дыхательная волна микрососудов (ДВМ). Для каждого параметра вычисляются дисперсия (Б), общая мощность спектра (Р), частота середины спектра (Рт),

мощность самых медленных волн - метаболической составляющей (Р1), мощность очень медленных волн - гуморальной вазопрессорной системы (Р2), мощность медленных волн - барорегуляции (РЗ), мощность дыхательных волн - парасимпатической системы (Р4).

Исследование гемодинамики проводилось на двух этапах: после вводного наркоза и в конце операции. Наблюдения на вводном наркозе проводились сразу после индукции анестезии (тио-пентал натрия 5-10 мг/кг, фентанил 2-3 мкг/кг), интубации трахеи и начала ИВЛ газовой смесью кислород/закись азота 1:2 (вентилятор «Контрон» 5000, Франция), миорелаксант - ардуан. Наблюдения в конце наркоза осуществлялись в условиях ИВЛ газовой смесью кислород/закись азота 1:2, действия фентанила и ардуана.

При анализе гемодинамических сдвигов впервые применен «Способ определения состояния кровообращения и активности регулирующих его систем в динамике», разработанный Д.С. Астафьевым и А.А. Астаховым (подана заявка на выдачу патента РФ на изобретение, получена приоритетная справка).

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Осуществляют регистрацию и спектральный анализ описанных 11 параметров кровообращения (возможен анализ и меньшего количества параметров).

Данные о состоянии кровообращения анализируют на двух этапах исследования (исходно и после действия какого-либо раздражителя). Данные для анализа на первом этапе, полученные, например, при помощи системы «Кентавр», представляют собой числовые значения параметров кровообращения (АД, СР и т. д.) и их спектральных характеристик (Б, Бт, Р, Р1, Р2, РЗ, Р4 и т. д.) у группы пациентов. Для выявления усредненного значения отдельного параметра, например АД и его спектральных характеристик у группы пациентов, сходных по каким-либо признакам, вычисляется среднее арифметическое значение (М) и среднее квадратичное отклонение (т) по всей совокупности исследованных больных. Спектральную плотность мощности, для простоты мощность (Р), анализируют в четырех частотных диапазонах внутри всего спектра [2]. Изменения в диапазоне Р1 говорят об активности метаболической регуляции, в Р2 - о гуморальной, в РЗ - о барорегуляции, в Р2 + РЗ - о симпатической регуляции, Р4 - о парасимпатической регуляции.

Мощность самых медленных волн (Р1), очень медленных волн (Р2), медленных волн (РЗ) и высокочастотных волн (Р4) вычисляют в абсолютных значениях (обозначают Р1, Р2, РЗ, Р4) и в процентах к спектральной плотности Р (обозначают Р1 %, Р2 %, РЗ %, Р4 %). Распределение мощности в абсолютных значениях носит индивидуальный характер, свойственный человеку в данный момент

времени, а распределение мощности в процентах -общебиологический характер [2].

Для второго этапа исследования действия проводятся по тому же принципу, что и для первого этапа. Совокупности значений параметра и его спектральных характеристик, например АД, сравнивают на двух этапах исследования. Для этого выявляют достоверные отличия, используя параметрический критерий Стьюдента и точный метод Фишера. Статистически достоверными считаются различия при значении р < 0,05 (по Стьюденту), и если коэффициент > 1,56 (по Фишеру). Если вся совокупность больных на первом этапе исследования по значениям какого-либо показателя (например Р1) достоверно отличается от всей совокупности значений данного же показателя на втором этапе, то считается, что среднее значение этого показателя на первом этапе достоверно отличается от среднего значения этого же показателя на втором этапе исследования. Далее определяют динамические изменения усредненных значений параметра кровообращения и его спектральных характеристик на двух этапах исследования (на втором этапе исследования относительно первого этапа исследования), если между ними есть статистически достоверные отличия. Например, изменения АД на вводном наркозе относительно АД на этапе поступления в операционную. Так сравниваются все параметры кровообращения на двух этапах исследования.

Статистически достоверные динамические изменения на двух этапах исследования, вызванные, например, видом анестезии, определяют количественно путем деления численных значений параметров кровообращения и характеристик спектра до изменений и после них (значения на одном этапе делят на значения на другом этапе) следующим образом. Из двух значений каждого учитываемого параметра и его характеристик, измеряемых на первом и втором этапах, большее значение делят на меньшее значение. Полученный коэффициент назван нами коэффициентом отличия (КО). Если последующее число в динамике исследования было больше предыдущего, то к получившемуся коэффициенту добавлялся знак «+» (рост показателя), если меньше - «-» (уменьшение показателя). Таким образом, КО показьюает, во сколько раз увеличился или уменьшился тот или иной показатель в динамике.

Например, среднее значение Р1 в спектре АД на первом этапе было равно одному. На втором этапе исследования оно стало равно двум. КО равен + 2. Среднее значение Р2 % в спектре УО на первом этапе было равно пяти, а на втором этапе стало 0,5. КО равен минус 10 (-10).

Вычисление достоверных отличий (КО) проводят для всех исследуемых параметров кровообращения (АД и др.) и их спектральных характеристик.

Для удобства реализации способа строят таблицы, например такие, как табл. 1 и 2 (возможны различные варианты таблиц).

В табл. 1 и 2 приведены достоверные изменения параметров гемодинамики и их спектральных характеристик, которые отражены в виде коэффициентов отличия (КО).

В строке «Итого» суммированы КО всех исследуемых параметров по отдельным характеристикам спектра (по столбцам). Причем, абсолютные значения показателей складывались с абсолютными значениями, а нормированные в процентах - с таковыми же.

При использовании приема суммирования коэффициентов отличия (КО) по каждой характеристике колебаний получают данные интегративных изменений функционального состояния метаболической, гуморальной, симпатической, барорегуляторной и парасимпатической систем регулирования на двух этапах исследования. По численным значениям сумм КО делают заключение о росте (при положительной сумме) или угнетении (при отрицательной сумме) регуляторных систем в динамике. При соотнесении данных изменения параметров кровообращения (столбец «ПАР» в таблицах) с суммарными изменениями состояния регулирующих систем организма (строка «Итого») оценивают изменения в системе кровообращения с позиции влияния на нее какого-либо раздражителя и активности регуляторных

систем организма, обеспечивающих адаптацию к новым условиям.

Результаты исследования и их обсуждение

Проведенный анализ изменений абсолютных значений параметров кровообращения и их спектральных особенностей у больных УНЗ показал значительные отличия на этапах исследования.

Из табл. 1 видно, что у больных УНЗ в конце наркоза происходит рост сердечной сократимости (ФВ), УО, АПА, что сопровождается повышением АД, несмотря на рост АПМ. Относительно вводного наркоза МОК не меняется, благодаря снижению ЧСС. Уменьшение ДВМ и ДВСГ происходит, вероятно, компенсаторно росту амплитуд пульсации артериальной части сосудистого русла. В данном случае мы наблюдаем повышение сердечной сократимости и связанную с этим легкую гипер-динамическую реакцию кровообращения.

Изменения Б (вариабельности спектра) и Р (общей мощности) там, где они имеются, происходят в сторону снижения. Это говорит об уменьшении напряжения регуляции на данном этапе исследования. Рт у большинства параметров увеличивается в основном за счет усиления барорегуляции (РЗ). Парасимпатическая система (Р4) у разных параметров меняется разнонаправле-но и общей тенденции не имеет, зато Р1 (абсол., %) и Р2 (абсол., %) у всех показателей (за исключением Р2 в АПА) снижаются.

Таблица 1

Статистически достоверные изменения показателей гемодинамики у больных УНЗ в конце операции, относительно предыдущего этапа (вводный наркоз), выраженные в КО (р < 0,05)

Параметр ПАР Б Р Бт Р1 Р2 РЗ Р4

АД Абс. +1,14 -1,58 - -1,09 - — - -2,77

% - - -2,06 -1,07 +1,61 -1,18

СР Абс. -1,20 -1,69 - +1,87 -8,87 — +2,27

% - - - -1,65 -1,09 ■ 1,77 +2,11

УО Абс. +1,23 -1,19 - +1,20 -2,37 -

% - - — -2,93 1.67 +1,45 ■ 1,12

МОК Абс. - -1,67 -1,88 -2,50 -2,00 -2,03

% - -1,67 • 1,24 -

ФВ Абс. +1,10 ■1.48 1,80 • 1.04 -7,45 3.12 -1,88 -1,51

% — - - -3,10 -1,91 — +1,11

АПА Абс. ■1.10 -1,05 - — — +2,32 +2,08 -1,09

% - - +1,83 +1,88 -1,10

АПСГ Абс. - -¡,92 -3,11 +1,33 11.88 -4,85 -

% - - — -2,87 -1,36 -4.84 +1,10

АПМ Абс. +1,15 3,58 -8,67 +1,09 -7,52 -6,53 —

% - - - — -1,47 — 4,41 —

ДВА Абс. - - - - — — —

% - — — — — — —

ДВСГ Абс. -1,01 -1,30 - - — - 1.40

% - — -8,75 — — -

ДВМ Абс. -1,08 -2,15 - — — — —

% - - — - -2,33 — +1,36 —

Итого Абс. - -17,61 -15,46 +5,44 -40,59 -14,18 +0,20 -6,53

% - - - - -26,83 -5,19 +15,56 +3,16

Таким образом, наблюдается динамическая адаптационная реакция кровообращения, которая, допуская некоторое обобщение, заключается в снижении напряжения регуляции и повышением активности высокочастотных ее составляющих (усиление барорегуляции и ослабление гумораль-но-метаболического регулирования).

Комментируя таблицу 2 следует сказать, что у больных ДТЗ в конце наркоза проявляются те же тенденции, что и у больных с УНЗ, но есть и отличия. При УНЗ, ДТЗ происходит рост сократимости (ФВ) и АПА. Как у УНЗ, при ДТЗ происходит уменьшение Б (вариабельности спектра) и Р (общей мощности), что говорит о снижении напряже-

Таким образом, у больных ДТЗ в конце операции, относительно вводного наркоза наблюдается сходная динамическая адаптационная реакция кровообращения, которая заключается в снижении напряжения регуляции и повышении активности высокочастотных ее составляющих (усиление барорегуляции и ослабление гуморально-метаболического регулирования) не зависимо от состояния эндокринных функций.

Однако из таблицы 3 видно, что описанная выше динамическая адаптационная реакция у ДТЗ, в отличие от УНЗ, осуществляется с меньшим напряжением регуляции и меньшей активностью

ния регулирования. При УНЗ и ДТЗ у большинства параметров Рт смещено к высоким частотам. Но при ДТЗ гипердинамическая реакция кровообращения не наблюдается, не меняется УО, а МОК даже снижается за счет уменьшения ЧСС. Значительно снижается АПМ, компенсаторно усилен венозный возврат на уровне микрососудов (ДВМ). Возрастание АД и АПА на фоне снижения других объемных показателей можно объяснить только резким усилением барорегуляции (РЗ). Усиление барорегуляции (РЗ), снижение парасимпатического и гуморально-метаболического регулирования более выражено у больных с ДТЗ на данном этапе исследования.

высокочастотных ее составляющих. При этом у ДТЗ барорегуляция возрастает значительней, а тонус гуморально-метаболической и парасимпатической системы снижается сильнее УНЗ.

Выводы

1. У больных УНЗ и ДТЗ в конце наркоза (после окончания операции) происходит рост сердечной сократимости (ФВ), амплитуды пульсации аорты (АПА) и АД, что сопровождается снижением напряжения регуляции, повышением высокочастотной активности, в основном, за счет усиления барорегуляции и ослабления гуморально-

Таблица2

Статистически достоверные изменения показателей гемодинамики у больных ДТЗ в конце операции, относительно предыдущего этапа (вводный наркоз), выраженные в КО (р < 0,05)

Параметр ПАР Б Р Рт Р1 Р2 РЗ Р4

АД Абс. +1,12 - - +1,15 -2,48 +1,86 -

% - - - -2,08 1,03 +1,44 -

СР Абс. -1,21 -2,50 -2,62 -2,54 -20,18 -9,83 - +1,01

% - - -2,08 -1,23 +1,74 +3,44

УО Абс. -1,53 -1,83 - -4,55 -2,07 - -2,25

% - - - -1,67 - +2,00 -1,12

МОК Абс. 1.37 -3,00 -2,66 - -6,00 -2,19 - -2,96

% - - - +1,67 -1,13

ФВ Абс. +1,06 -1,39 - 10,56 1,38 - -1,42

% - - - - - +1,20 -

АПА Абс. +1,06 - 15.20 - +1,40 —

% - - —11,75 - -

АПСГ Абс. - 1.32 -1,19 •1,19 -3,80 - -

% - -2,19 - • 1,92 -

АПМ Абс. -3.02 3.98 -8,97 •! ,93 -28,06 -17,13 -1,35 —

% - - - -1,36 -1,08 +1,43

ДВА Абс. - -1,16 - -1,05 - - +5,30 -1,20

% - - - - - - +5,40 -1,08

ДВСГ Абс. - -1,51 - - - - +182,7 —2,31

% - - -5,82 - +7,61 -

ДВМ Абс. +1,08 1.98 -2,45 і ,05 +3,47 -1,89

% - - - - 5.03 +9,08 -1,06

Итого Абс. - -18,37 -19,72 +4,71 -90,83 -32,60 +193,30 -11,02

% - - - - -31,98 -3,34 +33,49 -0,95

метаболических влияний (наблюдается однотипная динамическая адаптационная реакция, не зависящая от эндокринного фона).

2. На данном этапе исследования у больных ДТЗ, в отличие от УНЗ, уменьшены минутный объем

кровообращения (МОК), амплитуда пульсации микрососудов (АПМ) и повышена дыхательная волна микрососудов (ДВМ), что сопровождается меньшим напряжением вегетативного регулирования в целом, но более выраженной активностью барорегуляции.

Таблица 3

Обобщенные динамические изменения регуляции кровообращения у больных УНЗ и ДТЗ в конце операции, относительно предыдущего этапа (вводный наркоз), выраженные в сумме КО (р < 0,05)

Сумма КО Группа S Р Fm Р1 Р2 РЗ Р4

Итого Абс. УНЗ -17,61 -15,46 +5,44 -40,59 -14,18 +0,20 -6,53

Абс. ДТЗ -18,37 -19,72 +4,71 -90,83 -32,60 +193,30 -11,02

Итого % УНЗ - - - -26,83 -5,19 +15,56 +3,16

% ДТЗ - - - -31,98 -3,34 +33,49 -0,95

Литература

1. Астахов А.А. Физиологические основы биоимпедансного мониторинга гемодинамики в анестезиологии (с помощью системы «Кентавр»): В 2-х т. - Челябинск, 1996.

2. Астахов А.А., Астахов Ал.А., Астахов И.А. Методический подход к исследованиям медленно-волновых процессов у здоровых и больных // Инжиниринг в медицине. Колебательные процессы гемодинамики: Сб. науч. тр. - Челябинск, 2004. — С. 132-145.

3. Астахов А.А., Говоров Б.М. Медленные волны комплекса параметров кровообращения у хирургических больных //Инжиниринг в медицине. Колебательные процессы гемодинамики: Сб. науч. тр. - Челябинск, 2002. - С. 238-246.

4. Бурумкулова Ф.Ф., Котова Г.А., Герасимов Г.А. Сердечно-сосудистая система при диффузном токсическом зобе // Проблемы эндокринологии. -1995. - Т. 41. -№5. - С. 41-46.

5. Вегетативные расстройства: Клиника, лечение, диагностика / Под ред. А.М. Вейна. — М.: Медицинское информационное агенство, 1998. - 752 с.

6. Серкин М.А. Состояние кардиогемодинамики и сократительной способности правого желудочка у больных диффузным токсическим зобом: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. - Тверь, 1993.-20 с.

7. Хаютин В.М., Лукошкова Е.В. Спектральный анализ колебаний частоты сердечного ритма: физиологические основы и осложняющие его явления // Российский физиологический журнал им. ИМ. Сеченова. - 1999. - Т. 85. - № 7. -С. 910-918.

8. Hemodynamic regulation: investigation by spectral analysis / S. Akselrod, D. Gordon, J.B. Mad-wed et al. // Amer. J. Physiol. - 1985. - V. 249. -P. 867-875.

9. Kubicek W.G. A Bibliography of publica-cions related to impedance capdiography. — Minneapolis, Minnesota. -1993. -114 p.

10. Taylor Т.Н., Goldhill D.R. Standarts of care in anesthesia. - Oxford, 1992. —186p.

The thyroid and the heart/R. Polikar, A.G. Burger, U. Scherrer, P. Nicod // Circulation. - 1993. - Vol. 87(5).-P. 1435-1441.