CC BY
12
КЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
УДК 612.116.2:616.711-007-55-089
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ КРОВОПОТЕРИ В ХИРУРГИИ ИДИОПАТИЧЕСКОГО СКОЛИОЗА
Майя Николаевна ЛЕБЕДЕВА1, Анастасия Александровна ИВАНОВА1, Михаил Витальевич МИХАЙЛОВСКИЙ1, Виталий Леонидович ЛУКИНОВ23
1 Новосибирский НИИ травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна Минздрава России 630091, г. Новосибирск, ул. Фрунзе, 17
2 Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН 630090, г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 6
3 Новосибирский государственный университет, 630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2
Цель исследования: разработать математические модели прогнозирования интраоперационной кровопотери при планировании хирургической коррекции сколиоза и обосновать целесообразность их применения в клинической практике. Материал и методы. Проведен анализ степени тяжести интраоперационной кровопотери в процессе хирургического лечения 395 больных с идиопатическим сколиозом. Анализировались факторы, которые наиболее значимо влияют на величину интраоперационной кровопотери: продолжительность хирургического вмешательства, количество выполненных уровней транспедикулярной фиксации, повышение внутрибрюшного давления. Результаты. Продемонстрировано, что использование интраоперационной укладки пациента в положении лежа на животе с обеспечением полной декомпрессии передней брюшной стенки позволило избежать эффекта повышения внутрибрюшного давления, минимизировать выраженность интраоперационного венозного кровотечения, что привело к снижению кровопотери на 60,0 %. Подтверждением этому является тот факт, что у 50,9 % больных интраоперационная кровопотеря не превысила 15 % объема циркулирующей крови, у 33,7 % объем интраоперационной кровопотери находился в пределах от 15 до 30 % объема циркулирующей крови, что позволило не проводить гемотрансфузию с использованием компонентов донорской крови у 75,9 % оперированных и тем самым уменьшить реальный риск гемотрансфузионных осложнений. На основе выявленных закономерностей, путем проведения регрессионного анализа, разработаны математические модели прогнозирования кровопотери для операций дорсального спондилодеза с применением техники транспедикулярной фиксации. Заключение. Полная декомпрессия передней брюшной стенки больного является технологией кровесбере-жения при операциях на позвоночнике, выполняемых в положении пациента лежа на животе. Использование математических моделей прогнозирования кровопотери может явиться эффективным средством оптимизации системы периоперационного кровесбережения в хирургии сколиоза на основе персонифицированного подхода к прогнозированию и профилактике развития геморрагического синдрома.
Ключевые слова: идиопатический сколиоз, интраоперационная кровопотеря, математическое моделирование, прогнозирование кровопотери.
Характерной особенностью операций на позвоночнике, в частности при хирургической коррекции сколиоза, является повышенная кровопотеря, которая приводит к многочисленным осложнениям [5, 15, 16, 20]. В качестве основных определяющих ее факторов рассматриваются: вынужденное повреждение костных структур
позвоночника, протяженность зоны дорсального спондилодеза и технологические особенности применяемого инструментария. Большинство вмешательств на задних структурах позвоночника выполняется в условиях повышения внутри-брюшного давления, связанного либо с положением больного на операционном столе, либо с
Лебедева М.Н. - д.м.н., зам. главного врача по анестезиологическому обеспечению, г.н.с. отделения анестезиологии и реаниматологии, e-mail: MLebedeva@niito.ru
Иванова А.А. - врач-анестезиолог-реаниматолог отделения анестезиологии и реаниматологии, e-mail: aivanova.nsk@yandex.ru
Михайловский М.В. - д.м.н., проф., руководитель отделения детской и подростковой вертебрологии, e-mail: MMihailovsky@niito.ru
Лукинов В.Л. - к.ф-м.н., с.н.с. лаборатории численного анализа стохастических дифференциальных уравнений, ассистент кафедры прикладной математики, e-mail: vitaliy.l.lukinov@sci-boost.com
техническими особенностями доступа к позвоночнику и манипуляциях на его структурах, что создает условия для компрессии нижней полой вены [7, 8, 11, 16]. Кровопотеря при операциях на позвоночнике отличается преимущественно венозным характером, так как известно, что в случаях сдавления нижней полой вены именно позвоночные венозные сосудистые сплетения представляют собой один из мощных коллатеральных путей оттока крови к правым отделам сердца. Ряд исследователей указывают на высокую степень корреляции между кровопотерей и величиной внутрибрюшного давления [8, 17].
В большинстве случаев степень тяжести интраоперационной кровопотери требует использования компонентов крови уже во время хирургического вмешательства [2, 18]. Однако до настоящего времени существуют реальные риски, связанные с применением компонентов крови, особенно донорской: острое повреждение легких, гемолитические трансфузионные реакции и вероятность вирусного инфицирования [15, 16]. Таким образом, становится очевидным, что, с одной стороны, гемотрансфузионная терапия служит неотъемлемым компонентом обеспечения периоперационного периода в хирургии сколиоза, с другой - она сопряжена с реальными рисками развития тяжелых осложнений. Естественно, что этот дополнительный фактор операционного риска является запросом для решения задач, связанных с прогнозированием ожидаемого объема кровопотери, снижением степени тяжести кро-вопотери и, следовательно, возможностью оптимальной организации трансфузиологического обеспечения выполняемых операций с целью повышения уровня безопасности оперируемых больных. Указанные обстоятельства явились основанием для формулировки цели исследования.
Цель исследования - разработать математические модели прогнозирования интраопе-рационной кровопотери при планировании хирургической коррекции сколиоза и обосновать целесообразность их применения в клинической практике.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Анализировалась медицинская документация 395 больных детского и юношеского возраста с идиопатическим сколиозом, впервые оперированных по поводу деформаций позвоночника в отделении детской ортопедии № 1 Новосибирского НИИ травматологии и ортопедии им. Я.Л. Цивьяна Минздрава России в период с 2011 по 2015 г.: с деформациями позвоночника IV степени - 301 (76 %) пациент, III степени - 94
(24 %) человека. Всем больным была выполнена дорсальная инструментальная коррекция деформаций позвоночника с применением техники транспедикулярной фиксации (ТПФ) в положении больного лежа на животе (prone position). Из исследования были исключены больные с заболеваниями крови, которые выявлялись на этапе предоперационного обследования.
С целью профилактики повышения внутри-брюшного давления и нарушений кровотока по нижней полой вене у всех больных использовалось улучшенное интраоперационное положение. На стандартном хирургическом столе были оперированы 92 человека, разгрузка передней брюшной стенки в этих случаях достигалась применением наполненного воздухом резинового надувного круга, который подкладывали под живот оперируемого больного так, чтобы передняя брюшная стенка не касалась плоскости стола. Однако такой вариант укладки полностью не исключал внешнего воздействия на органы грудной и брюшной полости и далее этот вариант профилактики повышения внутрибрюшного давления обозначен нами как «неполная декомпрессия передней брюшной стенки». На специализированном столе для спинальной хирургии, конструкция которого позволяла исключить даже минимальное компримирующее воздействие на область живота больного, были оперированы 303 человека. Указанный вариант профилактики повышения внутрибрюшного давления далее обозначен нами как «полная декомпрессия передней брюшной стенки».
Все операции были выполнены в условиях мультимодальной общей анестезии (севофлу-ран, фентанил, кетамин, клофелин, тракриум). Для определения величины интраоперационной кровопотери применяли гравиметрический метод и измерение объема аспирированной из раны крови. Должный объем циркулирующей крови (ОЦК) определяли по общепринятым формулам с учетом возраста больных: дети в возрасте 6-12 лет - 80 мл/кг, старше 12 лет и взрослые -70 мл/кг (ГОСТ Р 53470-2009). Объем и компонентный состав инфузионно-трансфузионного обеспечения выполняемых операций определялся величиной кровопотери.
При анализе медицинской документации нами установлено, что интраоперационная кро-вопотеря значительно варьировала и определялась пределами от 5 до 78 % ОЦК. Учитывая это обстоятельство, критерием формирования выделенных групп наблюдения явилась степень тяжести зарегистрированной кровопотери; для ее оценки была применена классификация ВОЗ (2001 г.), учитывающая объем дефицита ОЦК,
выраженный в % ОЦК. Были выделены четыре группы наблюдения: I группа (n = 201), интра-операционная кровопотеря соответствовала I степени тяжести и составила до 15 % ОЦК; II группа (n = 133), интраоперационная кровопотеря соответствовала II степени тяжести и составила 1530 % ОЦК; III группа (n = 42), интраоперационная кровопотеря соответствовала III степени тяжести и составила 31-40 % ОЦК; IV группа (n = 19), интраоперационная кровопотеря соответствовала IV степени тяжести и составила более 40 % ОЦК. Средний возраст больных в группах составил: I группа - 17,2 [14,24-20,36] года; II группа - 16,9 [13,56-20,04] года; III группа - 16,5 [13,08-19,92] года; IV группа - 16,7 [13,01-20,39] года. Средняя масса тела: I группа - 51 [48-60] кг, II группа - 52 [46-56] кг, III группа - 46 [41-52] кг, IV группа - 44 [38-52] кг.
Далее анализировались факторы, которые, по нашему мнению, с наибольшей вероятностью и наиболее значимо влияют на величину интра-операционной кровопотери: продолжительность хирургического вмешательства, количество выполненных уровней ТПФ, повышение внутри-брюшного давления. Внутрибрюшное давление контролировали непрямым методом по G. Collee с соавторами на следующих этапах: после установки желудочного зонда в положении больного лежа на спине, после поворота пациента в положение лежа на животе, скелетирование позвоночника, монтаж инструментария [10].
Учитывая то обстоятельство, что с целью профилактики повышения внутрибрюшного давления использовались различные технологические приемы, нами была приняты нулевая (фактор повышения внутрибрюшного давления значимо не влияет на объем интраоперационной кровопоте-ри) и альтернативная (фактор повышения внутри-брюшного значимо влияет на объем интраопера-ционной кровопотери) гипотезы.
Статистические расчеты проводились в программе Rstudio (version 0.99.879 - © 2009-2016 RStudio, Inc., США). Эмпирические распределения данных были испытаны на согласие с законом нормального распределения по критерию Колмогорова. Ввиду малого количества нормальных показателей сравнительный анализ в группах проводился непараметрическими методами: U-критерием Манна - Уитни, критерием Краске-ла - Уоллиса. Для учета эффекта множественных попарных сравнений использовалась поправка Бенджамини - Хохберга. Дескриптивные характеристики представлены в виде: медиана [первый квартиль - третий квартиль], процент от общего числа в группе для категориальных данных. Сравнение бинарных и категориальных показателей
проводилось точным двусторонним критерием Фишера. Попарные статистические взаимосвязи изучали путем расчета коэффициентов корреляции Спирмена. Выявление значимых предикторов и построение формул для прогнозирования кровопотери проводили методом многофакторной линейной регрессии. Статистические гипотезы проверяли при критическом уровне значимости р = 0,05. Различие считалось статистически значимым, еслиp < 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ степени тяжести интраоперационной кровопотери позволил установить, что у 50,9 % больных общей выборки она не превысила 15 % ОЦК, у 33,7 % составляла от 15 до 30 % ОЦК, у 18,0 % была значительной и соответствовала III степени тяжести - 31-40 % ОЦК, у 13,4 % была массивной и по классификации ВОЗ соответствовала IV степени тяжести - более 40 % ОЦК. Полученные данные вполне согласуются с имеющимися литературными сведениями о том, что интраоперационная кровопотеря в хирургии сколиоза значительно варьирует [1, 9, 12, 13, 19].
В табл. 1 представлены основные характеристики выполненных хирургических операций. Как видно из данных, представленных в табл. 1, статистически значимых отличий по количеству выполненных уровней ТПФ в группах зарегистрировано не было. При этом получено значимое статистическое различие по объему интраоперационной кровопотери. Не установлено достоверных различий только между III и IV группами по объему кровопотери, выраженной в % ОЦК, а также по продолжительности хирургического вмешательства.
Все операции выполнялись с применением отработанной в клинике технологии в нефизиологичном положении больного на операционном столе - лежа на животе лицом вниз. Известно, что для реализации ограничения давления на переднюю брюшную стенку используются различные укладки больного на операционном столе, большинство из которых полностью не исключают компрессию передней брюшной стенки различной степени выраженности. В нашем исследовании в условиях неполной декомпрессии передней брюшной стенки были прооперированы 92 пациента: в I группе 12 (6,0 %), во II группе 27 (20,3 %), в III группе 37 (88,1 %), в IV группе 16 (84,2 %). В условиях полной декомпрессии передней брюшной стенки были прооперированы 303 больных: в I группе 189 (94 %), во II группе 106 (79,7 %), в III группе пять (11,9 %), в IV группе три (15,8 %).
Таблица 1
Основные характеристики примененных технологий хирургического лечения
Показатель Группа наблюдений Критерий Краскела - Уоллиса, /»-уровень
I, n = 201 II, n = 133 III, n = 42 IV, n = 19
Количество уровней ТПФ 4 [3-5] 4 [3-5] 4 [3-5] 4 [3-4,5] Общее сравнение: 0,839; попарное сравнение: I-II: 0,966; I—III: > 0,999; II-III: 0,879; I-IV: > 0,999; II-IV: > 0,999; III-IV: > 0,999
Продолжительность вмешательства, мин 165 [140-190] 150 [130-180] 197,5 [166,2-260] 200 [180-245] Общее сравнение: < 0,001; попарное сравнение: I-II: 0,002; I-III: < 0,001; II-III: < 0,001; I-IV: < 0,001; II-IV: < 0,001; III-IV: 0,607
Интраоперационная кровопотеря, мл 450 [350-500] 700 [600-850] 1100 [950-1200] 1500 [1250-1750] Общее сравнение: < 0,001; попарное сравнение: I-II: < 0,001; I-III: < 0,001; II-III: < 0,001; I-IV: < 0,001; II-IV: < 0,001; III-IV: < 0,001
Интраоперационная кровопотеря, % ОЦК 12,0 [10,0-13,0] 20,0 [17,0-23,0] 34,0 [30,3-36,0] 45,0 [43,5-53,0] Общее сравнение: < 0,001; попарное сравнение: I-II: < 0,001; I-III: < 0,001; II-III: < 0,001; I-IV: < 0,001; II-IV: < 0,001; III-IV: 0,329
Таблица 2
Долевое распределение использованных методов профилактики повышения внутрибрюшного давления, %
Тип декомпрессии Группа наблюдений Точный двусторонний критерий Фишера, /-уровень
I II III IV
Неполная декомпрессия передней брюшной стенки, п = 92 13 30 40 17 < 0,001
Полная декомпрессия передней брюшной стенки, п = 303 63 34 2 1 < 0,001
Таблица 3
Объем интраоперационной кровопотери при различных методах профилактики повышения
внутрибрюшного давления
Параметр Неполная декомпрессия передней брюшной стенки, n = 92 Полая декомпрессия передней брюшной стенки, n = 303 U-критерий Манна - Уитни, /-уровень
Кровопотеря, мл 1100 [937,5-1212,5] 500 [400-650] < 0,001
Кровопотеря, % ОЦК 30 [24,5-38] 14 [11-18] < 0,001
В табл. 2 представлено долевое распределение использованных методов профилактики повышения внутрибрюшного давления в выделенных группах: максимальное число больных, оперированных в условиях полной декомпрессии передней брюшной стенки, вошли в I группу; максимальное число больных, оперированных в условиях неполной декомпрессии передней брюшной стенки, вошли в III группу наблюдений.
В табл. 3 представлены сведения о результирующей величине интраоперационной кровопотери у больных, оперированных в условиях различных методов профилактики повышения внутрибрюшного давления. Обеспечение полной декомпрессии передней брюшной стенки привело к статистически значимому снижению объема интраоперационной кровопотери - на 60,0 %. Измерение внутрибрюшного давления выполня-
ли только у больных, оперированных в условиях обеспечения полной декомпрессии передней брюшной стенки. Контроль динамики внутриже-лудочного давления на основных этапах операции показал, что ни у одного из оперированных увеличения показателей внутрибрюшного давления свыше нормальных значений не наблюдалось. Показатели внутрибрюшного давления на этапах исследования не выходили за пределы нормальных значений и составили 2,2 [0,9; 3,5] мм рт. ст. И хотя измерение внутрибрюшного давления выполнялось только у больных, оперированных в условиях полной декомпрессии передней брюшной стенки, полученные данные о степени тяжести перенесенной кровопотери позволили отвергнуть выдвинутую нулевую гипотезу об отсутствии разницы кровопотери в группах с разной степенью декомпрессии передней брюшной стенки. Столь значительное снижение кровопоте-ри значимо уменьшило и потребность в применении компонентов донорской крови. В I группе гемотрансфузии не проводились, во II группе гемотрансфузии проводились у 36 (27,1 %) больных, в III группе у 40 (95,2 %) больных, в IV группе - всем больным.
Таким образом, нами путем статистического анализа убедительно продемонстрировано, что использование интраоперационной укладки пациента в положении лежа на животе с обеспечением полной декомпрессии передней брюшной стенки позволило избежать эффекта повышения внутрибрюшного давления на всех этапах хирургического вмешательства и минимизировать выраженность интраоперационного венозного кровотечения. Становится очевидным, что увеличение внутрибрюшного давления является основным определяющим кровопотерю фактором, что согласуется с сообщениями других исследователей [8, 14]. Полученные данные позволяют рассматривать обеспечение полной декомпрессии передней брюшной стенки как технологический прием, полноправно относящийся к технологиям кровесбережения при операциях на позвоночнике, выполняемых в положении больного лежа на животе.
В то же время в IV группе наблюдения нами отмечены три случая (16,0 %) развития у больных, оперированных в условиях полной декомпрессии передней брюшной стенки, массивной интраоперационной кровопотери при штатной хирургической ситуации. Это обстоятельство свидетельствует о том, что в ряде случаев данный технологический прием не предотвращает развития геморрагического синдрома, что свидетельствует о существовании и других, не менее значимых факторов, определяющих степень кровоточивости вынужденно поврежденных в зоне
операции тканей. Наиболее вероятными причинами развития массивной кровопотери в этих клинических ситуациях являлись особенности функционального состояния системы гемостаза, что требует дальнейших развернутых исследований на большом клиническом материале [3, 6].
Значимой сложностью в хирургии сколиоза является и то обстоятельство, что объем интраоперационной кровопотери трудно прогнозировать. Это затрудняет выбор стратегии в отношении использования кровесберегающих технологий. Однако именно такая информация является единственным способом для решения задач, связанных с эффективностью их использования. На основе выявленных в ходе выполнения работы закономерностей путем проведения регрессионного анализа нами разработаны математические модели прогнозирования кровопо-тери для операций дорсального спондилодеза с применением техники ТПФ. Модели построены с помощью методов многофакторного регрессионного анализа, при этом вместо апостериорного предиктора времени оперативного вмешательства в моделях использовался априорный предиктор - количество уровней ТПФ. Учитывая то обстоятельство, что хирургические клиники имеют разное оснащение, разработанные нами модели предусматривают реальные технологические возможности ортопедических клиник.
При невозможности обеспечения полной декомпрессии передней брюшной стенки может быть использована следующая модель:
Формула 1: % ОЦК = 1,93 х количество уровней ТПФ - 0,3 х масса тела + 35,68 ± 7,94, где
1.93 - коэффициент линейной регрессии; 0,3 -коэффициент линейной регрессии; 35,68 - база;
7.94 - стандартная ошибка случайного остатка модели.
При наличии возможности обеспечения полной декомпрессии передней брюшной стенки может быть использована следующая модель:
Формула 2: % ОЦК = 0,34 х количество уровней ТПФ - 0,19 х масса тела + 25,88 ± 6,67, где 0,34 - коэффициент линейной регрессии; 0,19 -коэффициент линейной регрессии; 25,88 - база; 6,67 - стандартная ошибка случайного остатка модели.
Сводные результаты регрессионного многофакторного анализа для формул 1 и 2 представлены в табл. 4.
Известно, что математическое моделирование в клинической практике эффективно используется для принятия решений по стратегии и тактике лечения пациентов [4]. Предложенные в настоящем исследовании модели являются реальным средством получения опережающей информации о количественных показателях ожидаемого
Примечание. Модель 1 - пациенты с неполной декомпрессией передней брюшной стенки, модель 2 - пациенты с полной декомпрессией передней брюшной стенки Остатки моделей распределены ненормально согласно критерию Шапиро - Уилка (модель 1: W = 0,942, р-значение < 0,001, модель 2: W = 0,906, р-значение < 0,001) и сдвинуты в отрицательном направлении (модель 1: медиана остатков = -0,65; модель 2: медиана остатков = 0,59), что говорит о переоценке доли кровопотерь моделью. Модель 1: среднее значение остатков < 10-16, стандартная ошибка = 7,943 на 86 степенях свободы; модель 2: среднее значение остатков < 10-16, стандартная ошибка = 6,669 на 261 степени свободы. Модель 1: коэффициент детерминации Я2 = 0,164, модель 2: Я2 = 0,100. F-статистика проверки равенства всех коэффициентов модели нулю равна 8,434 на 2 и 86 степенях свободы (модель 1), 15,6 на 2 и 261 степенях свободы (модель 2), что соответствует р-значению < 0,001.
Таблица 4
Модели линейной регрессии кровопотери, выраженной в % ОЦК, у пациентов с неполной и полной
декомпрессией передней брюшной стенки
Предиктор Модель 1, п = 92 Модель 2, п = 303
а [95%-й ДИ] р-уровень а [95%-й ДИ] р-уровень
База (пересечение) 35,68 [24,44; 46,93] < 0,001 25,88 [21,40; 30,36] < 0,001
Количество уровней ТПФ 1,93 [-0,03; 3,89] 0,057 0,34 [-0,06; 0,74] 0,096
Масса тела -0,30 [-0,47; -0,13] < 0,001 -0,19 [-0,27; -0,12] < 0,001
объема интраоперационной кровопотери при планировании хирургической коррекции ско-лиотической деформации позвоночника. Подтверждением этому является тот факт, что при проведении сравнительного анализа расчетных показателей ожидаемой кровопотери с фактическими данными, полученными в процессе выполнения корригирующих операций, совпадение значений отмечалось в 83 % случаев.
Примеры клинического использования математических моделей прогнозирования объема интраоперационной кровопотери.
Клинический пример 1. Больной А. 16 лет. Клинический диагноз: идиопатический неос-ложненный прогрессирующий мобильный компенсированный правосторонний грудной сколиоз III степени (47°); задний правосторонний реберный горб. Масса тела 60 кг. Планируемое количество уровней ТПФ - 3. Хирургическое лечение в условиях неполной декомпрессии передней брюшной стенки. По результатам расчетов предполагаемая интраоперационная кровопоте-ря 23,5 ± 7,94 % ОЦК. Проведена хирургическая коррекция деформации позвоночника инструментарием НИТЕК. ТПФ выполнена на трех уровнях. Интраоперационная кровопотеря составила 26 % ОЦК (1100 мл).
Клинический пример 2. Больной В. 15 лет. Клинический диагноз: идиопатический неос-ложненный прогрессирующий субкомпенси-рованный ригидный правосторонний грудной сколиоз IV степени 98° с противоискривлением в поясничном отделе позвоночника 70°; Задний правосторонний реберно-позвоночный горб. Масса тела 50 кг. Планируемое количество уровней ТПФ - 4. Хирургическое лечение в условиях полной декомпрессии передней брюшной стенки. Расчетная интраоперационная кровопотеря
17,7 ± 6,67% ОЦК. Проведено хирургическая коррекция деформации позвоночника инструментарием НИТЕК. ТПФ выполнена на четырех уровнях. Интраоперационная кровопотеря составила 17 % ОЦК (600 мл).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Контроль интраоперационной кровопотери требует вклада и хирурга, и анестезиолога. Выполненное исследование еще раз убедительно продемонстрировало, что для решения задачи снижения интраоперационной кровопотери главенствующее значение имеет правильное ин-траоперационное позиционирование пациента. Именно профилактика повышения внутрибрюш-ного давления, путем обеспечения полной декомпрессии передней брюшной стенки оперируемого больного, высокоэффективно снижает интраоперационную кровопотерю и, следовательно, может рассматриваться как технология кровесбережения при операциях на позвоночнике, выполняемых в положении больного лежа на животе. А тщательно выполняемый хирургический гемостаз и применение системно действующих гемостатических препаратов являются эффективно действующими дополнительными компонентами достижения еще более эффективного гемостаза. Использование разработанных моделей прогнозирования кровопотери служит надежным средством получения опережающей информации, с позиций персонифицированного подхода, о количественных показателях ожидаемой интраоперационной кровопотери, реальной опасности развития геморрагического синдрома и может использоваться с целью оптимизации системы периоперационного кровесбережения в хирургии сколиоза.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ежевская А.А., Прусакова Ж.Б. Эпидураль-ная анальгезия при операциях хирургической коррекции сколиоза // Анестезиология и реаниматология. 2012. (2). 27-30.
2. Ежевская А.А., Прусакова Ж.Б. Клинико-био-химические аспекты эндокринно-метаболического стресс-ответа и нарушений системы гемостаза при операциях на позвоночнике высокой интенсивности // Фундам. исслед. 2012. (4). 53-56.
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: тез. докл. Всерос. науч.-практ. конф. Новосибирск, 1996.83-84.
4. Карякина О.Е. Применение математических моделей в клинической практике // Экол. человека. 2012. (7). 56-60.
5. Лебедева М.Н., Агеенко А.М., Новиков В.В., Иванова А.А., Васюра А.С., Михайловский М.В., Шевченко В.П., Иванова Е.Ю. Ретроспективный анализ интраоперационной кровопотери в хирургии идиопатического сколиоза // Хирургия позвоночника. 2012. (2). 70-78.
6. Лебедева М.Н., Терещенкова Е.В., Тют-рин И.И., Агеенко А.М., Иванова А.А. Применение метода низкочастотной пьезотромбоэластографии для оценки гемостатического потенциала крови у больных с идиопатическим сколиозом // Бюл. СО РАМН. 2014. 34. (6). 61-66.
7. Михайловский М.В., Фомичев Н.Г. Хирургия деформаций позвоночника. Новосибирск, 2011. 592 с.
8. Омигова М.К. Изучение давления в нижней полой вене как фактора, определяющего крово-потерю при операциях на позвоночнике: автореф. дис. ... канд. мед. наук. Новосибирск, 1974.
9. Фищенко В.Я. Сколиоз. Макеевка: Полипресс, 2005. 558 с.
10. Collee G.G., Lomax D.M., Ferguson C., Hanson G.C. Bedside measurement of intra-abdominal pressure (IAP) via an indwelling naso-gastric tube: clinical validation of the technique // Intens. Care Med. 1993.19. 478-480.
11. Cristante A.F., Borges P.A., Barbosa A.R., Letaif O.B., Marcon R.M., Barros Filho T.E. Predictive
factors for perioperative blood transfusion in surgeries for correction of idiopathic, neuromuscular or congenital scoliosis // Clinics (Sao Paulo). 2014. 69. (10). 672-676.
12. Ialenti M.N., Lonner B.S., Verma K., Dean L., Valdevit A., Errico T. Predicting operative blood loss during spinal fusion for adolescent idiopathic // J. Pediatr. Orthop. 2013. 33. 372-376.
13. Koerner J.D., PatelA., Zhao C., Schoenberg C., Mishra A., Vives M.J., Sabharwal S. Blood loss during posterior spinal fusion for adolescent idiopathic sco-liosis // Spine. 2014. 39. 1479-87.
14. Li C., Yang M., Wang C., Fan J., Chen Z., Wei X., Zhang G., Bai Y., Zhu X., Xie Y., Li M. Preoperative factors predicting intraoperative blood loss in female patients with adolescent idiopathic scoliosis // Medicine (Baltimore). 2015. 94. (1). e359.
15. Lieberman L., Maskens C., Cserti-Gazde-wich C., Hansen M., Lin Y., Pendergrast J., Yi Q.L., Callum J. A retrospective review of patient factors, transfusion practices, and outcomes in patients with transfusion-associated circulatory overload // Transfus. Med. Rev. 2013. 27. 206-212.
16. Minhas S.V., Chow I., Bosco J., Otsuka N.Y. Assessing the rates, predictors, and complications of blood transfusion volume in posterior arthrodesis for adolescent idiopathic scoliosis // Spine. 2015. 40. 1422-1430.
17. Park C.K. The effect of patient positioning on intraabdominal pressure and blood loss in spinal surgery // Anaesth. Analg. 2000. 91. 552-557.
18. Sarwahi V., Wendolowski S.F., Wang D., Lo Y., Pawar A., Lebwohl N.H., Thompson G.H., Akbar-nia B.A. Blood loss, transfusion, and conservation trends in scoliosis surgery over the past 10 years. Meta-analysis of SRS meeting abstract by the historical committee // IMAST 2015: abstr. 22nd Int. Meet. on Advanced Spine Techniques. Kuala Lumpur, 2015. 162-163.
19. Tse E.Y., Cheung W.Y., Ng K.F., Luk K.D. Reducing perioperative blood loss and allogenic blood transfusion in patients undergoing major spine surgery // J. Bone Joint Surg. Am. 2011. 93. 1268-1277.
20. Yu X., Xiao H., Wang R., Huang Y. Prediction of massive blood loss in scoliosis surgery from preoperative variables // Spine. 2013. 38. (4). 350-355.
MATHEMATICAL MODELS OF BLOOD LOSS PREDICTION IN IDIOPATHIC SCOLIOSIS SURGERY
Maiya Nikolaevna LEBEDEVA1, Anastasiya Alexandrovna IVANOVA1, Mikhail Vitalievich MIKHAYLOVSKIY1, Vitaliy Leonidovich LUKINOV2-3
1 Novosibirsk Research Institute of Traumatology and Orthopedics n.a. Ya.L. Tsivyan 630091, Novosibirsk, Frunze str., 17
2 Institute of Computational Mathematics and Mathematical Geophysics SB RAS 630090, Novosibirsk, Academician Lavrentiev av., 6
3 Novosibirsk State University 630090, Novosibirsk, Pirogov str., 2
Aim of the study: to develop mathematical models of prediction of intraoperative blood loss in scheduling of scoliosis surgical correction and to prove their applicability in clinical practice. Material and methods. The analysis of intraoperative hemorrhage severity level in the course of surgical treatment of 395 patients with idiopathic scoliosis has been carried out. The factors significantly affecting the size of intraoperative blood loss were analyzed: duration of surgical intervention, the number of the executed TPF levels, rising of intra abdominal pressure. Results. It has been shown that use of patient prone intraoperative positioning with control of full decompression of arterial obdominal wall has allowed avoiding effect of increase in intra belly pressure, minimizing severity of intraoperative venous bleeding that has led to decrease in blood loss by 60,0 %. Confirmation to it is the fact that intraoperative blood loss in 50,9 % of patients did not exceed 15 % of circulating blood volume, the volume of intraoperative blood loss in 33,7 % of patients was in the range from 15 to 30 % of circulating blood volume. That has allowed not to carry out a hemotransfusion with use of donor blood components in 75,9 % of operated patients and thereby to reduce the real risk of haemotransfusion complications. Mathematical models of blood loss forecasting for dorsal spondylosyndesis operations with the TPF equipment use have been developed on the basis of the revealed mechanisms by carrying out the regression analysis. Conclusion. Full decompression of arterial obdominal wall of patients is blood saving approach in spine surgery carrying out in patient prone intraoperative positioning. Use of mathematical models of blood loss prediction can be an effective measure of perioperative blood saving technologies optimization in scoliosis surgery on the basis of the personified approach to forecasting and prophylaxis of hemorrhagic syndrome development.
Key words: idiopathic scoliosis, intraoperative blood loss, mathematical modeling, prediction of blood loss.
Lebedeva M.N. - doctor of medical sciences, deputy chief physician for anesthesiology providing, chief researcher of the anesthesiology and emergency medicine department Ivanova A.A. - anesthesiologist of the anesthesiology and emergency medicine department Mihaylovskiy M.V. - doctor of medical sciences, professor, head of the children's and adolescent vertebrology department
Lukinov V.L. - candidate ofphysical and mathematical sciences, senior researcher of the laboratory for numerical analysis of stochastic differential equations, assistant of the chair for applied mathematics e-mail: vitaliy.l.lukinov@sci-boost.com
