CC BY
46
УДК 577.354.9
Вестник СПбГУ. Сер. 11. 2013. Вып. 4
Д. Г. Герасимов, А. Ю. Елизаров, И. И. Тупицын, А. В. Щеголев, И. И. Фаизов
МОНИТОРИРОВАНИЕ СТРЕСС-РЕАКЦИИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ АНЕСТЕЗИИ
Для обеспечения адекватности антистрессовой защиты пациента во время общей анестезии в нейрохирургии необходимо обеспечить снижение метаболизма мозговой ткани, для чего применяют широкий спектр фармакологических средств, обладающих гипнотическим и анальгетическим действиями. В настоящее время отдается предпочтение многокомпонентной анестезии, а не увеличению ее глубины [1]. Для поддержания оптимальных условий анестезии в условиях постоянно меняющейся степени хирургического стимула необходимо контролировать степень антистрессовой защиты пациента, которая не связана непосредственно с концентрацией анестезиологических агентов в крови. Неадекватность антистрессовой защиты пациента во время анестезии определяется реакцией пациента на хирургический стимул — разрез кожи [2]. На рисунке 1 приведена зависимость концентрации про-пофола в выдыхаемой пациентом дыхательной смеси во время фентанил-пропо-фоловой анестезии. Разрез кожного покрова вызвал резкое изменение временной зависимости концентрации пропофола в дыхательном контуре (ДК) аппарата ингаляционной анестезии (АИА) длительностью один дыхательный цикл. Реакция на хирургический разрез предположительно объясняется тем, что мышечные волокна мембраны находятся в состоянии неполной релаксации, приводящей к изменению амплитуды дыхания в момент стресс-реакции на хирургический стимул. Подобное изменение амплитуды дыхания в ответ на первый хирургический разрез было зарегистрировано в 30% исследуемых нами анестезий в присутствии мышечных релаксантов. Эта реакция не фиксировалась ни штатным капнографом АИА, ни методами ЭЭЦ, что объясняется низким временным разрешением указанных датчиков, не позволяющим регистрировать быстро протекающие процессы.
Целью исследования является экспериментальная проверка предположения о том, что прецизионные масс-спектрометрические измерения дыхательного коэффициента за каждый дыхательный цикл фиксируют стресс-реакцию пациента на хирургический стимул в условии присутствия мышечных релаксантов.
Материал и методы. Введение в анестезию осуществляли в.в. инъекцией пропофола в дозе 2 мг/кг массы тела. Одновременно с пропофолом в.в. вводился аналь-
Герасимов Денис Геннадьевич — адъюнкт, Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова; e-mail: dr.gezar@gmail.com
Елизаров Андрей Юрьевич — доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН; e-mail: a.elizarov@mail.ioffe.ru
Тупицын Илья Игоревич — доктор физико-математических наук, профессор, Санкт-Петербургский государственный университет; e-mail: tup@pcqnt1.phys.spbu.ru
Щеголев Алексей Валерьянович — доктор медицинских наук, полковник медицинской службы, начальник кафедры анестезиологии и реаниматологии, Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова; главный анестезиолог-реаниматолог МО РФ; e-mail: schegolev@mail.lanck.net
Фаизов Искандер Иршатович — адъюнкт, Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова; e-mail: ismek@mail.ru
© Д. Г. Герасимов, А. Ю. Елизаров, И. И. Тупицын, А. В. Щеголев, И. И. Фаизов, 2013
Рис. 1. Временная зависимость концентрации пропофола в дыхательном контуре аппарата ингаляционной анестезии
гетик фентанил в дозе 0,4 мкг/кг массы тела. В течение всей анестезии с интервалом 20 мин в.в. вводился фентанил в дозе 0,1 мг. Мышечная релаксация обеспечивалась рокуронием бромида в дозе 0,6 мг/кг массы тела. Поддержание тотальной внутривенной анестезии достигалось посредством постоянной инфузии пропофола, управляемой по целевой концентрации в плазме крови (3 мкг/мл) с помощью автоматического шприцевого насоса Diprifusor (B|Braun). Ингаляционная сбалансированная анестезия осуществлялась при помощи ингаляционного анестетика севофлуран в дозе, соответствующей минимальной альвеолярной концентрации. Забор пробы газовой смеси из дыхательного контура АИА осуществлялся при помощи двухступенчатой системы вакуумной дифференциальной откачки непосредственно из "Y"-образного коннектора ДК АИА, присоединенного к эндотрахеальной трубке. Вакуум в масс-спектрометре поддерживался при помощи турбомолекулярного насоса производительностью 60 л/с. Скорость вакуумирования дифференциальной камеры составляла 20 л/с [3].
Прецизионное измерений концентрации CO2 и О2 в ДК АИА выполнено квадру-польным масс-спектрометром (Prisma Plus, Pfeiffer Vacuum) с разрешающей способностью 50 m/öm и чувствительностью по парциальному давлению газа 10-12 мбар. Время одновременного измерения массового пика СО2 и О2 составляло 10 мс (описание экспериментальной установки представлено в [4]). Вычисление дыхательного коэффициента определялось как отношение массовых концентраций поглощаемого О2 на вдохе и выделяемого из легкого СО2 за каждый дыхательный цикл путем интегрирования кривой временной зависимости концентраций газов в ДК АИА:
N = Mout(CO2)/Min(O2),
где Mout(CO2) и Min(O2) — массовая концентрация выделяемого из легкого СО2 и поглощаемого О2 за время дыхательного цикла соответственно. Границы дыхательного
цикла определялись как минимумы на капнограмме (СО2) и оксиграмме (О2) соответственно, которые находились путем численного дифференцирования кривых временной зависимости концентраций О2 и СО2 в ДК АИА. Поскольку в работе выполнялись относительные измерения, то для удобства представления результатов вычисления временной зависимости N относительные измерения СО2 и О2 нормировались таким образом, что за первый дыхательный цикл устанавливалось N = 1. На рисунке 2 приведены измерения в режиме реального времени временной зависимости СО2, О2 и N во время интранаркозного пробуждения. Из вида зависимости от времени параметра N можно сделать вывод, что он адекватно отражал стресс-реакцию в данном случае.
Рис. 2. Временная зависимость концентрации С02, 02 и дыхательного коэффициента N во время интранаркозного пробуждения
Результат вычисления значения величины N за время сбалансированной ингаляционной анестезии представлен на рисунках 3, 4 и 5. Все этапы операции в зависимости от величины хирургического стимула приводили к изменению амплитуды дыхательного цикла и изменению значения дыхательного коэффициента. За весь период анестезии наблюдается повышение выделения С02, что отражает увеличение метаболизма во время анестезии [5]. В соответствии с хронометражем операции на рисунках 3, 4 и 5 можно выделить следующие этапы операции по транссфенои-дальному эндоскопическому удалению аденомы гипофиза (аденомэктомии). Точки 1), ... 6). соответствуют следующим этапам операции: 1) установка зеркал Кушинга (носорасширитель); 2) резекция хрящевого и костного отделов перегородки носа; 3) вскрытие передней стенки полости клиновидной пазухи; 4) вскрытие твердой мозговой оболочки; 5) удаление опухоли; 6) остановка кровотечения (гемостаз). Как видно на рисунках 3, 4 и 5, изменение значения величины N совпадало по времени со всеми основными болевыми этапами операции, и, следовательно, мониторирова-ние N позволяло контролировать адекватность анестезии. Наименьшая (наибольшая) стресс-реакция пациента представлена на рисунке 3 (рис. 5). Из 20 исследуе-
мых анестезий указанные выше этапы операции по транссфеноидальному эндоскопическому удалению аденомы гипофиза можно было наблюдать в 16 случаях.
Рис. 3. Временная зависимость дыхательного коэффициента N во время операции по транссфеноидальному удалению аденомы гипофиза
Рис. 4. Временная зависимость дыхательного коэффициента N во время операции по транссфеноидальному удалению аденомы гипофиза
20 40 60 80
Время, мин
Рис. 5. Временная зависимость дыхательного коэффициента N во время операции по транссфеноидальному удалению аденомы гипофиза
На рисунке 6 представлена временная зависимость величины интеграла за время дыхательного цикла временной зависимости концентрации СО2 в случае болюс-ного введения пропофола (50 мг) во время сбалансированной ингаляционной анестезии. Длительность реакции величины дыхательного коэффициента превосходит величину терапевтического эффекта на болюсное введение пропофола, но соответствует времени промежуточной фазы распределения по $Ьа£ег.
-1-1——1-1-1-1-1-1-1-1
0 20 40 60 80 100
Время, мин
Рис. 6. Временная зависимость выделения С02, представленная как интеграл по каждому дыхательному циклу после болюсной в.в. инфузии пропофола (50 мг)
Для мониторинга вызванных слуховых потенциалов (AEP-индекс) использовался первый специализированный монитор Alaris (Cardinal Helth Alaris). Для монитора Alaris АЕР индексы обозначаются как AAI. После введения пропофола величина AAI снизилась до нулевого значения, которое соответствует максимальной гипнотической реакции пациента. Изменение амплитуды дыхания выдыхаемого CO2 на указанном выше интервале времени представлено на рисунке 7. В этом случае реакция пациента на болюсную инфузию пропофола была зафиксирована так же, как и в случае использования монитора AAI. Длительность реакции метода ВП и мониторинга параметра N совпадала с высокой точностью (рис. 7). В рассмотренном случае чувствительность метода мониторинга дыхательного коэффициента не уступает методу вызванных звуковых потенциалов.
Время, мин
Рис. 7. Временная зависимость АА1 и N после болюсной в.в. инфу-зии пропофола (50 мг)
На рисунках 8 и 9 приведены зависимости величин дыхательного коэффициента и величин АА1-индекса и В^-индекса. Самый травматический этап операции по транссфеноидальному эндоскопическому удалению аденомы гипофиза соответствует установке носорасширителя (зеркала Кушинга) [6], что и фиксировалось в изменении значения дыхательного коэффициента в обоих представленных случаях. Этот же этап операции был зафиксирован только при помощи метода вызванных звуковых потенциалов (рис. 8). На рисунке 9 представлены временные зависимости дыхательного коэффициента, на которых отражены наиболее травматичные этапы операции, и В^-индекса, величина которого была стабильна в течение всей анестезии.
Рассматриваемый метод мониторинга дыхательного коэффициента имеет перспективы использования для оценки стресс-реакции во время анестезии в режиме
-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1
О 10 20 30 40 50 60 70
Время, мин
Рис. 8. Временная зависимость АА1-параметра и дыхательного коэффициента N во время тотальной внутривенной анестезии во время операции по транссфеноидальному удалению аденомы гипофиза
N. отн.ед
Аденомэктомия гипофиза
0 10 20 30 40 50 60
Время, мин
Рис. 9. Временная зависимость В1Б-параметра и дыхательного коэффициента N во время тотальной внутривенной анестезии во время операции по транссфеноидальному удалению аденомы гипофиза
реального времени. Отметим, что используя масс-спектрометр для мониторинга С02, 02 и пропофола [7] в выдыхаемом пациентом воздухе, можно обеспечить контроль адекватности проведения тотальной внутривенной анестезии в режиме реального времени.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект №12-08-00402-а. Авторы благодарят сотрудников кафедры анестезиологии и реаниматологии и клиники нейрохирургии Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова за содействие в проведении исследований.
Литература
1. Смит Й., Уайт П. Тотальная внутривенная анестезия. М.: Бином, 2006. 172 с.
2. Лихванцев В. В. Анестезия в малоинвазивной хирургии. М.: Миклош, 2005. 351 с.
3. Елизаров А. Ю., Левшанков А. И. Масс-спектрометрическое исследование содержания внутривенных анестетиков в дыхательном контуре аппарата ингаляционной анестезии // ЖТФ. 2011. Т. 81, вып. 4. С. 155.
4. Елизаров А. Ю., Ершов Т. Д., Козловский А. В., Левшанков А. И. Мониторинг внутривенного гип-нотика пропофола в режиме реального времени // Масс-спектрометрия. 2011. Т. 8, вып. 2. С. 143.
5. Schubert J. K., Spittler K. H., Braun G. et al. CO2-controlled sampling of alveolar gas in mechanically ventilated patients // J. Appl. Physiol. 2001. Vol. 90. P. 486.
6. Гайворонский А. В., Гайворонский А. И., Пажинский Л. В. Вариантная анатомия решетчатого лабиринта и клиновидной пазухи у человека // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 11. 2007. Вып. 1. С. 45.
7. Елизаров А. Ю., Левшанков А. И., Фаизов И. И., Щеголев А. В. Метод контроля болевой реакции на хирургическую стимуляцию в режиме реального времени // Труды международного симпозиума по проблемам боли. 22-24.08.2012. СПб., 2012. С. 42.
Статья поступила в редакцию 15 августа 2013 г.
