CC BY
61
Патология кровообращения и кардиохирургия. 2016. Т. 20. № 2. С. 95-103 ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ
РО!: 10.21688-1681 -3472-2016-2-95-103 Сосудистая хирургия
Прогностическое значение церебральной оксигенации и ретроградного давления при каротидной эндартерэктомии
© Карпенко А.А., Кужугет Р.А., Каменская О.В., Игнатенко П.В., Стародубцев В.Б., Шилова А.Н.
Новосибирский научно-исследовательский институт патологии кровообращения им. акад. Е.Н. Мешалкина Министерства здравоохранения
Российской Федерации, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15
Поступила в редакцию 7 апреля 2016 г. Принята к печати 14 июня 2016 г.
Для корреспонденции: Кужугет Росси Александрович. Email: [email protected]
Цель
Определить прогностическую ценность показателей ретроградного давления и церебральной оксигенации в оценке ишемического повреждения головного мозга при каротидной эндартерэктомии.
В нерандомизированное проспективное пилотное исследование включены 87 пациентов с бессимптомными стенозами более 70%, которым проведена каротидная эндартерэктомия под общей анестезией. Толерантность головного мозга к ишемии определяли на основании методов оценки измерения ретроградного давления, АгБО2 и церебральной оксигенации (гБО2) на этапе пробного пережатия сонной артерии. Больные в зависимости от степени снижения церебральной оксигенации от исходного уровня (АгБО2) на этапе пробного пережатия сонной артерии разделены на 3 группы: 1-я группа (п = 35) - АгБО2 <9,9%, 2-я группа (п = 35) - АгБО2 с 10 до 19,9%, 3-я группа (п = 14) - АгБО2 >20%. Первичной конечной точкой исследования являлось значение ЛЫС более 0,70, означающее высокое прогностическое качество методов исследования.
Периоперационных инсультов, инфарктов миокарда не выявлено. Среднее время пережатия сонной артерии составило 28 (26-30) мин. 3 пациента, у которых использованы временные шунты, исключены из исследования, так как у них имелось синхронное снижение показателей ретроградного давления, гБО2 и АгБО2. Выявлено, что концентрация протеина Б-100 и ЫБЕ во всех группах на разных этапах существенно не отличалась (р>0,05). Показано, что временное выключение кровотока по сонной артерии во время каротидной эндартерэктомии сопровождается обязательным достоверным повышением концентрации маркеров повреждения головного мозга (Б-100, ЫБЕ) с последующим восстановлением маркеров на третьи сутки после операции. КОС-анализ показал, что ни один из методов оценки толерантности головного мозга к ишемии (ретроградное давление, АгБО2 и гБО2) не обладает высоким качеством (ЛЫС >0,7) при прогнозировании повреждения головного мозга во время каротидной эндартерэктомии. Удовлетворительным, но низким качеством прогнозирования (ЛЫС <0,7) повышения референтных значений нейромаркера протеина Б-100 обладает ретроградное давление, а для маркера ЫБЕ - АгБО2, в то время как для протеина Б-100 по показателям АгБО2 и гБО2 и для ЫБЕ по показателям ретроградного давления и гБО2 значения ЛЫС не превышали 0,60. 2 2 2
Материал и методы
Результаты
Выводы
Ключевые слова
Методы измерения ретроградного давления и церебральной оксигенации являются лишь отражением коллатерального кровотока и кислородного статуса головного мозга, имеющие тесную взаимосвязь, однако они не могут полностью прогнозировать ишемическое повреждение нейронов при выполнении каротидной эндартерэктомии, так как не обладают высоким прогностическим уровнем.
Каротидная эндартерэктомия Нейроспецифическая енолаза
Церебральная оксигенация • Ретроградное давление • Протеин S-100
Как цитировать: Карпенко A.A., Кужугет P.A., Каменская О.В., Игнатенко П.В., Стародубцев В.Б., Шилова А.Н. Прогностическое значение церебральной оксигенации и ретроградного давления при каротидной эндартерэктомии. Патология кровообращения и кардиохирургия. 2016;20. (2):95-103. DOI: 10.21688-1681-3472-2016-2-95-103
Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
Таблица 1 Характеристика пациентов
Характеристика
Всего, п = 87
Группа больных
1-я, п = 35 2-я, п = 35 3-я, п = 17
Возраст, лет
Мужской пол, п (%)
Курящие, п (%)
Дислипидемия, п (%)
Стеноз оперированной сонной артерии, п (%)
Разомкнутый виллизиев круг, п (%)
Мультифокальный атеросклероз, п (%)
Ишемическая болезнь сердца, п (%)
Постинфарктный кардиосклероз, п (%)
Реваскуляризация миокарда в анамнезе, п (%)
63 (58-73) 67 (61-74) 61 (56-68) 62 (58-72)
52 (60) 16 (46) 24 (69) 12 (71)
34 (39) 10 (29) 14 (40) 10 (57)
47 (54) 14 (40) 22 (63) 11 (64)
78 (74-87) 72 (68-81) 73 (69-80) 73 (69-79)
63 (72)
81 (93)
72 (83)
33 (32)
40 (46)
Симптомный стеноз внутренней сонной артерии, п (%) 28 (32)
22 (63) 31 (89) 29 (83) 8 (23) 14 (40) 12 (34)
25 (71) 33 (94) 27 (77)
11 (31) 16 (46)
12 (34)
16 (93)
17 (100) 16 (93) 10 (57) 10 (57) 4 (26)
1-2: 0,126 2-3: 1,000 1-3: 0,413
1-2: 0,910
2-3: 1,000
1-3: 1,000
1-2: 1,000
2-3: 1,000 1-3: 0,398
1-2: 0,343
2-3: 1,000
1-3: 0,421
1-2: 1,000
2-3: 1,000
1-3: 1,000
1-2: 1,000
2-3: 0,730
1-3: 0,307
1-2: 1,000
2-3: 1,000
1-3: 1,000
1-2: 1,000
2-3: 1,000
1-3: 1,000
1-2: 1,000
2-3: 0,484
1-3: 0,186
1-2: 1,000
2-3: 1,000
1-3: 1,000
1-2: 1,000
2-3: 1,000 1-3: 1,000
р
Ишемический инсульт сохраняет медико-социальную значимость в связи с частотой развития, высоким процентом инвалидизации и смертности. Своевременная хирургическая реваскуляризация сонных артерий доказала эффективность в снижении риска ишемического инсульта [1, 2]. Однако операция на сонных артериях может привести к периоперационным осложнениям, в том числе инсульту [3]. Одной из особенностей реконструктивной хирургии сонных артерий является необходимость временного выключения магистральной артерии головного мозга (ГМ) из кровотока, которое может привести к гемодинамическому нарушению церебральной перфузии с последующим развитием инсульта [4], поэтому во время основного этапа операции важно осуществлять контроль над функциональным состоянием ГМ, позволяющим проводить меры по коррекции нарушений при выявлении его гипоперфузии [5]. В то же время нет единой точки зрения о наиболее информативных показателях, отражающих степень ишемии ГМ в период пережатия
сонных артерий [6]. Для интраоперационного определения показаний к использованию временного шунта (ВШ) рекомендуют измерение ретроградного давления (РД) в сонной артерии, измерение скорости кровотока по средней мозговой артерии с помощью транскраниальной допплерографии и церебральной оксиметрии [7]. В настоящее время еще нет достаточных доказательств преимуществ одной из форм мониторирования по сравнению с другими для определения показаний к применению ВШ и прогнозирования ишемического повреждения нейронов ГМ при каротидной эндартерэктомии (КЭ). Более того, недостаточно доказательств в поддержку рутинного или селективного использования ВШ во время КЭ или отказа от него. [7, 8, 9]. Также окончательно не определены оптимальные пороги РД и церебральной оксигенции при установлении показаний к временному шунтированию [10, 11, 12].
Сравнительный анализ степени ишемического повреждения ГМ при КЭ в зависимости от уровня кислород-
ного статуса и коллатерального кровотока позволят понять механизмы ишемии головного мозга при временной окклюзии сонной артерии.
Материал и методы
Проведено нерандомизированное проспективное пилотное исследование. В анализ включены 87 пациентов с бессимптомными стенозами более 70%, перенесших КЭ под общей анестезией в 2013 г. в центре сосудистой и гибридной хирургии ФГБУ «ННИИПК им. акад. Е.Н. Ме-шалкина» Минздрава России. Исследование рассмотрено и одобрено этическим комитетом. Все пациенты подписывали информированное согласие для участия в исследовании.
Исключались пациенты с гемодинамически незначимыми стенозами сонных артерий; симптомными стенозами; перенесшие инфаркты миокарда и черепно-мозговую травму давностью менее 6 мес.; с хронической сердечной недостаточностью IV функционального класса по классификации Нью-Йоркской ассоциации сердца (NYHA) и злокачественными заболеваниями, пациенты, нуждающиеся в одновременной коррекции коронарного и каро-тидного бассейнов; с сахарным диабетом. Пациенты, которым устанавливались ВШ, в последующем не включены в исследование, так как временная окклюзия внутренней сонной артерии не превышала 2-3 мин.
Из табл. 1 видно, что по гендерным признакам, количеству курящих, дислипидемии, выраженности и симптом-ности стеноза сонной артерии, развитию виллизиева круга, распространенности атеросклероза, сердечной патологии достоверного различия в группах не отмечено (р>0,05).
Всем пациентам выполнена КЭ под общей ингаляционной анестезией севофлюраном и болюсов фентанила. Пациенты (n = 87) в зависимости от степени снижения уровня rSO2 от исходного уровня (ArSO2) на оперируемой стороне во время пробного пережатия сонной артерии были разделены на 3 группы. В 1-ю группу вошли больные (n = 35) с ArSO2 < 9,9%, во 2-ю группу (n = 35) включены пациенты с ArSO2 от 10 до 19,9%, в 3-ю группу (n = 17) вошли больные с ArSO2 >20%.
Толерантность ГМ к ишемии определяли на основании методов оценки РД, ArSO2 и rSO2 на этапе пробного пережатия сонной артерии. Показаниями к установке ВШ были синхронное снижение РД <40 мм рт. ст., rSO2 <40% и повышение ArSO2 >20%. При изолированном снижении или повышении данных показателей ВШ не применяли. Из исследования в дальнейшем исключены 3 больных из 3-й группы, которым применялся ВШ. Таким образом, в исследовании остались 84 пациента. уровень rSO2 при пробном пережатии сонной артерии оценивали через 2 мин после его начала с помощью транскраниального спектрос-
копического мониторинга с билатеральным измерением rSO2 в лобно-височных областях головы одновременно на оперируемой и контралатеральной стороне прибором INV0S-5100 (Somanetics Corp., США).
Для лабораторной оценки ишемического повреждения нейронов ГМ на 5 этапах исследования был выполнен забор крови из внутренней яремной вены: первый - в начале операции, второй - перед пробным пережатием сонной артерии, третий - после восстановления кровотока по сонной артерии, четвертый - 1-е сутки после операции, пятый - 3-е сутки после операции. Для определения концентрации протеина S-100 использовали наборы химических реагентов для иммуноферментного анализа CanAg S100 EIA (Fujirebio, Швеция), диапазон нормальных значений 0-105 нг/л. Для определения концентрации NSE использовали тест-систему CanAg NSE EIA (Fujirebio, Швеция), диапазон нормальных значений 0-13 мкг/л.
Статистический анализ проводили с помощью программ Statistica 7.0, MedCalc Statistical Software v15.4. Для проверки нормальности распределения параметров применяли W-критерий Шапиро - Уилка. Количественные данные представлены в виде медианы (Ме) и 25-75% про-центили (25-75%). Количественные попарные признаки сравнивали с применением критерия Манна - Уитни, для оценки различий более двух независимых признаков использовали критерий Краскела - Уолиса. Зависимые переменные сравнивали критерием Уилкоксона. Для оценки взаимосвязи параметров проведен ранговый корреляционный анализ Спирмена. Уровень отклонения нулевой гипотезы об отсутствии различий между группами принимали при р<0,05. Для определения прогностической значимости (AUC) параметров РД, rS02 и ArS02, для прогнозирования превышения их референтных значений применяли ROC-анализ. Первичной конечной точкой исследования являлось изменение показателя AUC более 0,7, показателей РД, rS02, ArS02, что свидетельствовало о высоком качестве прогнозирования.
Результаты
Операции выполнены ангиохирургами одинаковой квалификации с применением различных способов реконструкции бифуркации сонных артерий: эверсион-ный способ - 45 (54%), пластика заплатой - 31 (37%), протезирование внутренней сонной артерии - 8 (10%). Значимых различий по способу реконструкции бифуркации сонной артерии между группами не выявлено (p>0,05). Периоперационных инфарктов миокарда, инсультов и летальности до 30 дней после КЭ не отмечено. Среднее время пережатия сонной артерии составило 27 (21-30) мин, при этом оно не имело достоверного различия в группах (р>0,05). Уровень пока-
Таблица 2 Показатели ретроградного давления, rSO2 и ArSO2
Характеристика
Всего, n = 87
Группа больных 1-я, n = 35 2-я, n = 35 3-я, n = 14
р
Уровень гБО2 до пробного пережатия сонной артерии (ипсилатерально)
Уровень гБО2 при пробном пережатии сонной артерии (ипсилатерально)
АгБО2 при пробном пережатии сонной артерии (ипсилатерально), %
Уровень РД, мм рт. ст.
Продолжительность временной окклюзии внутренней сонной артерии, мин
61 (54-69) 53 (48-62) 11 (7-15) 65 (46-85) 27 (21-30)
1-2: 0,343
60 (52-66) 64 (54-71) 64 (57-70) 2-3: 1,000
1-3: 0,421
1-2: 1,000
55 (49-62) 54 (47-62) 49 (40-53) 2-3: 0,206
1-3: 0,044
1-2: <0,001
6 (3-8) 13 (11-16) 22 (21-25) 2-3: 0,024
1-3: <0,001
1-2: 0,391
75 (60-87) 64 (48-84) 40 (39-58) 2-3: 0,031
1-3: <0,001
1-2: 1,000
26 (22-30) 28 (22-33) 26 (19-30) 2-3: 0,654
1-3: 0,933
зателей РД, гёО2, АгБО2, продолжительность временной окклюзии внутренней сонной артерии в группах представлены в табл. 2.
Из табл. 2 видно, что уровень гБО2 до пробного пережатия сонной артерии в группах не имел различий (р>0,05) и в среднем составил 61 (54-69). Уровень гБО2 при пробном
90-,
80-
70-
60-
50-
40-
30
□ о
о о
о о о □
□ о
о u о о
-Cr J"L 0 -----
_а о п
10 п □ _ СИ о □ D
jD О □°o4>DDti
о □ flp □ □
20 40 60 80 100 120 140 Ретроградное давление (мм рт. ст.)
г 60
-50
-40
-30
-20
-10
-0
-10
Уровнь rSO2, % (У слева) Степень сниженияг rSO2, % (У слева)
160
Рис. 1. Диаграмма рассеяния и линейной регрессии с двойной осью У для выявления взаимосвязи ретроградного давления с гБО2 и АгБО2 на этапе пробного пережатия сонной артерии
Fig. 1. Scatter/double y-axis linear regression diagram for determining the relationship between retrograde pressure and rSO2 and ArSO2 indicators during carotid artery trial clamping
Таблица 3 Динамика концентрации протеина S-100 в зависимости от ArSO2 на этапах
Этап S-100, нг/л р
Среднее, n = 84 1-я группа, n = 35 2-я группа, n = 35 3-я группа, n = 14
1-2: 1,000
1 70,5 (53,5-84,2) 64,5 (52,4-85,2) 69,6 (53,5-84,2) 74,7 (58,2-80,05) 2-3 1,000
1-3 1,000
1-2: 1,000
2 101,4 (76,6-124,2) 105,3 (74,1-125,5) 99,2 (81,3-118,5) 89,0 (76,6-110,5) 2-3 1,000
1-3 1,000
1-2: 1,000
3 112,3 (83,1-159,7) 117,8 (89,5-156,0) 104,5 (81,2-157,9) 130,0 (90,4-210,2) 2-3 0,533
1-3 1,000
1-2: 1,000
4 61,4 (48,2-77,6) 56,1 (43,6-76,0) 63,5 (48,5-81,4) 59,0 (50,4-76,8) 2-3 1,000
1-3 1,000
1-2: 1,000
5 56,6 (48,2-77,6) 60,2 (45,5-71,8) 54,9 (40,0-64,2) 59,3 (42,0-65,1) 2-3 1,000
1-3 1,000
пережатии сонной артерии на оперируемой стороне в среднем составил 53 (48-62). Выявлены достоверно более низкие значения гБО2 в 3-й группе по сравнению с 1-й - 49 (40-53) против 55 (49-62), р<0,044. Достоверной разницы между 1-й и 2-й, 2-й и 3-й группами не выявлено, р>0,05. Показатель АгБО2 от исходного уровня на оперируемой стороне в среднем составил 11 (7-15). Выявлено достоверно большее снижение в 3-й группе по сравнению с 1-й - 22 (21-25) против 6 (3-8)%, р<0,001, и 2-й - 13 (11-16)%, р = 0,024. Уровень РД в сонной артерии в среднем составил 65 (46-85) мм рт. ст. Выявлены достоверно низкие значения РД в 3-й группе по сравнению с 1-й - 40 (39-58) против 75 (60-87) мм рт. ст., р<0,001, и 2-й - 64 (48-84) мм рт. ст., р = 0,031. Достоверной разницы между 1 -й и 2-й группами не выявлено, р = 0,391.
Для определения взаимосвязи РД и гБО2 и АгБО2 на этапе пробного пережатия сонной артерии построена диаграмма рассеяния и линейной регрессии с двойной осью У (рис. 1).
Как видно из рис. 1, на этапе пробного пережатия сонной артерии зависимости между уровнем РД (ось X графика) и гБО2 (правая ось У графика) не выявлено (Я = 0,07; р = 0,48). Однако выявлена тесная связь между уровнем ретроградного давления (ось X) и АгБО2 (левая ось У графика) (Я = -0,40; р = 0,0002), что подтверждает эффективность показателя АгБО2 для оценки толерантности головного мозга к ишемии наряду с РД для установки ВШ, а не значения гБО2 на этапе пробного пережатия сонной артерии.
Проведен сравнительный анализ динамики концентрации протеина Б-100 в зависимости от АгБО2 на этапах исследования. Установлено, что уровень концентрации протеина Б-100 между группами на всех этапах исследования не имел достоверного различия (р>0,050) (табл. 3).
Для оценки динамики концентрации протеина Б-100 на этапах исследования вычислялись их средние значения.
На первом этапе концентрация протеина S-100 составила в среднем 70,5 (53,5-84,2) нг/л. На втором этапе отмечалось достоверное увеличение концентрации протеина S-100 во всех группах до 101,4 (76,6-124,2) нг/л (p<0,0001). На третьем этапе выявлен дальнейший достоверный рост протеина S-100 от исходного уровня до 112,3 (83,1-159,7) нг/л (p<0,0001). При этом концентрация протеина S-100 во всех группах на данном этапе превышала референтные значения (норма 0-105 нг/л). На четвертом этапе отмечается восстановление концентрации протеина S-100 во всех группах до исходных значений, что составило 61,4 (48,2-77,6) нг/л. На третьи сутки зафиксировано дальнейшее уменьшение протеина S-100 до 56,6 (48,2-77,6) нг/л в трех группах по сравнению с исходными значениями.
Следующим маркером повреждения нейронов ГМ являлась NSE (диапазон нормальных значений 0-13 мкг/л). Из табл. 4 видно, что уровень концентрации NSE в группах и на этапах исследования не различался (р>0,05).
Выявлено, что преимуществом прогнозирования обладает РД, где AUC 0,63 (95% ДИ 0,52-0,73), однако оно имеет слабое качество прогнозирования. Неудовлетворительным качеством обладает ArSO2, где AUC 0,59 (95% ДИ 0,48-0,70), и rSO2, где AUC 0,58 (95% ДИ 0,47-0,69). При этом значимого различия AUC между параметрами не выявлено (р>0,05).
Для оценки преимущества методов оценки толерантности ГМ к ишемии РД, ArSO2 и rSO2 в прогнозировании повышения референтных значений NSE построена ROC-кривая, при этом проведено попарное сравнение площадей под ROC-кривыми (AUC) (рис. 3).
Преимуществом прогнозирования свыше референтных значений NSE обладает ArSO2, где AUC составляла 0,63 (95% ДИ 0,52-0,73), следующим по значимости параметром является РД, где AUC 0,61 (95% ДИ 0,50-
Таблица 4 Динамика концентрации NSE в зависимости от ArSO2 на этапах исследования
Этап NSE, мкг/л
Среднее, n = 84 1-я группа, n = 35 2-я группа, n = 35 3-я группа, n = 14 р
1 4,9 (3,7-7,1) 4,8 (3,6-6,4) 5,3 (3,8-6,8) 4,9 (4,0-9,5) 1-2: 1,000 2-3: 1,000 1-3: 1,000
2 6,7 (4,7-10,5) 6,1 (4,2-9,5) 6,6 (4,9-10,8) 8,5 (5,4-12,6) 1-2: 0,718 2-3: 1,000 1-3: 0,493
3 7,6 (5,4-13,3) 7,0 (4,2-9,5) 8,0 (5,4-11,9) 12,1 (5,6-15,7) 1-2: 1,000 2-3: 1,000 1-3: 0,436
4 6,1 (4,8-8,1) 5,9 (5,2-6,8) 6,0 (4,3-9,9) 6,4 (3,6-8,5) 1-2: 1,000 2-3: 1,000 1-3: 1,000
5 5,1 (3,6-6,9) 4,5 (3,6-6,0) 5,2 (3,8-7,5) 4,9 (3,3-6,6) 1-2: 0,414 2-3: 1,000 1-3: 1,000
0,72), однако оба параметра обладают слабым качеством прогнозирования. Неудовлетворительным качеством обладает гБ02, где ЛЫС 0,54 (95% ДИ 0,42-0,64). При этом значимого различия ЛЫС между параметрами не выявлено (р>0,05).
Таким образом, высоким прогностическим значением (ЛЫС более 0,7) не обладает ни один из методов оценки толерантности ГМ к ишемии. Удовлетворительным, но низким качеством прогнозирования повышения референтных значений нейромаркеров поврежде-
Рис. 2. Сравнение КОС-кривых параметров ретроградного давления, АгБ02 и гБ02 по отношению к прогнозированию протеина Б-100 свыше 105 нг/л
Fig. 2. Comparison of ROC-curves of retrograde pressure, ArSO2 and rSO2 parameters with regard to prediction of S-100 protein value exceeding 105 ng/l.
100-специфичность
Рис. 3. Сравнение ROC-кривых параметров ретроградного давления, ArSO2 и rSO2 по отношению к прогнозированию NSE свыше 13 мкг/л
Fig. 3. Comparison of ROC-curves of retrograde pressure, ArSO2 and rSO2 parameters with regard to prediction of NSE protein value exceeding 13 |jg/l.
ния ГМ (протеин Б-100 и ЫБЕ) обладает РД, в то время другие показатели (АгБО2 и гБО2) не превышали ЛЫС более 0,60. При значении ЛЫС ниже 0,60 метод прогнозирования расценивается как обладающий неудовлетворительным качеством прогнозирования.
Обсуждение
Повышение экстракции кислорода из притекающей крови приводит к снижению насыщения гемоглобина кислородом в оттекающей от мозга венозной крови и является признаком развивающейся тканевой ишемии и гипоксии [1, 13]. В то же время ишемические и гипок-сические церебральные процессы напрямую связаны с состоянием коллатерального кровотока гМ, показателем которое является РД в сонной артерии. Известно, что степень снижения гБО2 при временном пережатии сонной артерии, измеренного при церебральной ок-сигенации, имеет диагностическое и прогностическое значение. Снижение АгБО2 >20% на этапе пробного пережатия сонной артерии свидетельствует о неэффективности коллатерального кровотока ГМ и является значимым диагностическим критерием при определении тактики хирургического лечения по сравнению
с абсолютными показателями кислородного обеспечения ГМ [14, 15]. Настоящее исследование еще раз доказывает, что АгБО2 на этапе пробного пережатия сонной артерии имеет прямую взаимосвязь с уровнем РД (Я = -0,40; р = 0,0002) по сравнению с абсолютными значениями гБО2 (Я = 0,07; р = 0,48).
В настоящее время продолжается поиск и изучение надежных достоверных биохимических маркеров церебральной ишемии [16, 17], что может стать ключевым компонентом успешного лечения и мониторинга исходов цереброваскулярной патологии. В качестве маркеров тканевого повреждения мозга в последние годы предлагается использовать ряд нейроспецифических белков, входящих в состав нервной и глиальной ткани, появляющихся в крови в повышенных концентрациях при различных повреждениях мозга [18, 19]. Циркулирующие в крови нейроспецифические белки Б-100 и ЫБЕ были предложены в качестве биохимических маркеров неблагоприятного неврологического исхода [20]. Известно, что белки Б-100 и ЫБЕ являются достоверными маркерами повреждения ГМ при выполнении операций на брахиоцефальных артериях и других состояниях, приводящих к церебральной ишемии [21, 22, 23], в том числе при развитии инсульта [24].
Настоящее исследование показало, что при КЭ у больных даже с выраженной степенью АгБ02, по сравнению с исходным значением, на этапе пробного пережатия сонной артерии уровень экспрессии маркеров повреждения гМ не различается от такового у пациентов с нормальными значениями АгБ02.
Авторы ряда исследований указывают разные значения прогностической значимости РД и церебральной оксигенации при оценке толерантности ГМ к ишемии, считая их недостаточно надежными во время определения необходимости шунтирования сонной артерии [10, 11, 12]. Однако данные исследования выполнены при КЭ под местной анестезией. Исследования под общей анестезией для определения прогностической значимости методов недостаточно представлены из соображений безопасности пациента. В этом исследовании прогностическую значимость параметров РД и церебральной оксигенации при КЭ под общей анестезией изучили на основании маркеров повреждения ГМ. Установлено, что метод оценки РД при пороговом значении <40 мм рт. ст. обладает низким уровнем прогнозирования повышения референтных значений нейромаркеров (ЛЫС = 0,63), при АгБ02 >20% и гБ02 <40% - неудовлетворительным (ЛЫС <0,60). Таким образом, при КЭ высоким прогностическим уровнем (значение ЛЫС >0,7) не обладает ни один из методов оценки толерантности ГМ к ишемии (РД, АгБ02 и гБ02), которые оцениваются по экспертной шкале для значений ЛЫС [25].
Заключение
Методы измерения ретроградного давления и церебральной оксигенации отражают тесно взаимосвязанные коллатеральный кровоток и кислородный статус головного мозга, однако не способны в полной мере прогнозировать ишемическое повреждение нейронов при каротидной эн-дартерэктомии из-за низкого прогностического уровня.
Ограничения
Проведенное пилотное исследование обладает ограничениями, связанными с небольшим объемом выборки. Также в исследовании не оценивали когнитивную дисфункцию в зависимости от имеющихся параметров.
Финансирование
Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Список литературы
1. Randomised trial of endarterectomy for recently symptomatic carotid stenosis: final results of the MRC European Carotid Surgery Trial (ECST) // Lancet. 1998. Vol. 35 (1). P. 1379-1387.
2. North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial Collaboration. Beneficial effect of carotid endarterectomy in symptomatic patients with high-grade stenosis // J. New England Medicine. 1991. Vol. 32 (5). P. 445-453.
3. Rerkasem K., Rothwell P.M. Carotid endarterectomy for symptomatic carotid stenosis // Cochrane Database Syst. Rev. 2011. Vol. 4. P. CD 001081. DOI: 10.1002/14651858.CD001081.pub2.
4. Федин А.И., Кузнецов М.Р., Берестень Н.Ф., Холопова Е.А., Тугду-мов Б.В., Румянцева Е.И., Павочкина Е.С. Состояние ауторегуляции мозгового кровотока // Журнал неврологии и психиатрии имени С.С. Корсакова. 2011. Т. 3. № 1. С. 68-73.
5. Deogaonkar A., Vivar R., Bullock R., Price K., Chambers I., Mendelow A.D. Bispectral index monitoring may not reliably indicate cerebral ischaemia during awake carotid endarterectomy // British. J. Anaesthesia. 2005. Vol. 94 (6). P. 800-804.
6. Гулешов В.А., Белов Ю.В., Селезнев М.Н. Анестезиологическое обеспечение операций на брахиоцефальных артериях // Кардиология и сердечно-сосудистая хирургия. 2008. № 4. С. 69-74.
7. Национальные рекомендации по ведению пациентов с заболеваниями брахиоцефальных артерий. Режим доступа http:// www.angiolsurgery.org/recommendations/2013/recommendations_ brachiocephalic.pdf (дата обращения 7.04.2016).
8. Aburahma A.F., Stone P.A., Hass S.M., Dean L.S., Habib J., Keiffer T., Emmett M. Prospective randomized trial of routine versus selective shunting in carotid endarterectomy based on stump pressure // J. Vasc. Surg. 2010. Vol. 51 (5). P. 1133-1138. DOI: 10.1016/j.jvs.2009.12.046.
9. Rerkasem K., Rothwell P.M. Routine or selective carotid artery shunting for carotid endarterectomy (and different methods of monitoring in selective shunting) // Cochrane Stroke Group Cochrane Database of Systematic Reviews. 2009. Vol. 2. P. CD000190. DOI: 10.1002/14651858.CD000190.pub2.
10. Belardi P., Lucertini G., Ermirio D. Stump pressure and transcranial Doppler for predicting shunting in carotid endarterectomy // Eur. J. Vasc. Endovasc. Surg. 2003. Vol. 25 (2). P. 164-167.
11. Calligaro K.D., Dougherty M.J. Сorrelation of carotid artery stump pressure and neurologic changes during 474 carotid endarterectomies performed in awake patients // J. Vasc. Surg. 2005. Vol. 42 (4). P. 684689.
12. Rigamonti A., Scandroglio M., Minicucci F., Magrin S., Carozzo A., Casati A. A clinical evaluation of near-infrared cerebral oximetry in the awake patient to monitor cerebral perfusion during carotid endarterectomy // J. Clin. Anesth. 2005. Vol. 17 (6). P. 426-430.
13. Edmonds H.L., Zhang Y.P., Shields C.B. New neurophysiology and central nervous system dysfunction // Curr. Opin. Crit. Care. 2003. Vol. 9 (2). P. 98-105.
14. Караськов А.М., Левичева Е.Н., Логинова И.Ю., Каменская О.В., Карпенко А.А., Стародубцев В.Б., Кужугет Р.А. Возможности церебральной оксиметрии в оценке эффективности коллатерального кровообращения головного мозга при проведении каротидной эндартерэктомии // грудная и сердечно-сосудистая хирургия. 2010. № 6. С. 37-41.
15. Samra S.K., Dy E.A., Welch K., Dorje P., Zelenock G.B., Stanley J.C. Evaluation of a cerebral oximeter as a monitor of cerebral ischemia during carotid endarterectomy // Anesthesiology. 2000. Vol. 93 (4). P. 964-970.
16. Скоромец А.А. Дамбинова С.А., Дьяконов М.М., Гранстрем О.К., Билецкий П.С., Седова О.А., Скоромец А.П., Скоромец Т.А.,
Смолко Д.Г., Хунтеев Г.В., Шикуев А.В., Шумилина М.В. Биохимические маркеры в диагностике ишемии головного мозга // Международный неврологический журнал. 2009. Т. 27. № 5. С. 15-20.
17. Whiteley W., Tseng M., Sandercock P. Blood biomarkers in the diagnosis of ischemic stroke: a systematic review // Stroke. 2008. Vol. 39 (10). 2902-2909. DOI: 10.1161/STROKEAHA.107.511261.
18. Крижановский Г.Н. Общая патофизиология нервной системы. М., 1997. 349 с.
19. Молочный В.П., Макарова Т.Е., Головкова Н.Ф., Обухова Г.Г. Ней-роспецифическая енолаза и глиофибрилярный кислый протеин крови и цереброспинальной жидкости как маркер повреждения ткани мозга при бактериальных гнойных менингитах у детей // Дальневосточный медицинский журнал. 2012. № 2. С. 48-51.
20. Gao F., Harris D.N., Sapsed-Byrne S., Stanfield N.J. Nerve tissue protein S-100 and neurone specific enolase concentrations in cerebrospinal fluid and blood during carotid endarterectomy // Anaesthesia. 2000. Vol. 55 (8). p. 764-769.
21. Brightwell R.E., Sherwood R.A., Athanasiou T., Hamady T., Cheshire N.J. The neurological morbidity of carotid revascularisation: using markers of cellular brain injury to compare CEA and CAS // Eur.
The prognostic value of cerebral oxygenation and retrograde pressure during carotid endarterectomy
Andrey Karpenko, Rossi Kuzhuget, Oksana Kamenskaya, Pavel Ignatenko, Vladimir Starodubtsev, Anna Shilova
Research Institute of Circulation Pathology, Ministry of Health Care of Russian Federation, 15 Rechkunovskaya St., 630055 Novosibirsk, Russian Federation Corresponding author. Rossi Kuzhuget, PhD Student. Email: [email protected]
Aim: The study aimed to determine the predictive value of retrograde pressure (RP) indicators and cerebral oxygenation in the evaluation of ischemic brain damage during carotid endarterectomy (CEA).
Methods: This nonrandomized, prospective pilot study included 87 patients with asymptomatic stenosis greater than 70% who underwent carotid endarterectomy under general anesthesia. Brain tolerance to ischemia was determined by measuring and evaluating RP (ArSO2) and cerebral oxygenation (rSO2) during a trial clamping of the carotid artery. Depending on the degree of reduction of cerebral oxygenation from the baseline (ArSO2) during a trial clamping of the carotid artery, patients were divided into 3 groups: the first group (n = 35) - ArSO2 <9.9%, the second group (n = 35) - ArSO2 from 10 to 19.9%, the third group (n = 14) - ArSO2 > 20%. The primary end-point of the study was to obtain the AUC value exceeding 0.70, which could mean a high predictive quality of research methods.
Results: There were no perioperative strokes or myocardial infarctions during the study. Average time of carotid artery clamping was 28 (26-30) minutes. 3 patients who received temporary shunts were excluded from the study because of a simultaneous decrease in the rSO2 and ArSO2 indicators. It was found out that S-100 and NSE protein concentration in all groups did not significantly differ at different stages (p> 0.05). A temporary shutdown of blood flow in the carotid artery during CEA is accompanied by significant elevation of cerebral damage markers (S100, NSE) concentration with their subsequent restoration at 3 days after surgery. ROC - analysis revealed that none of the methods for assessing cerebral ischemic tolerance (RP, ArSO2 and rSO2) is precise enough (AUC > 0.7) to predict brain injury during carotid endarterectomy. Satisfactory, but a poor quality (AUC< 0.7) of predicting an increase in the reference values of S-100 protein neuromarkers was demonstrated by retrograde pressure, while the other indicators (ArSO2 and rSO2) did not exceed the area under the curve (AUC) over 0.60.
Conclusion: Methods of measuring retrograde pressure and cerebral oxygenation are merely a reflection of the collateral blood flow and the cerebral oxygenation level due to their close relationship, but they cannot be used as predictors of ischemic neuronal damage during carotid endarterectomy because of poor predictive quality.
Key words: carotid endarterectomy; cerebral oxygenation; retrograde pressure; S-100 protein; neuron specific enolase. Received 7 April 2016. Accepted 14 June 2016. Funding: The study had no sponsorship.
Conflict of interest: The authors declare no conflict of interest.
Copyright: © 2016 Karpenko et al. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 License.
How to cite: Karpenko A, Kuzhuget R, Kamenskaya O, Ignatenko P, Starodubtsev V, Shilova A. The prognostic value of cerebral oxygenation and retrograde pressure during carotid endarterectomy. Patologiya krovoobrashcheniya i kardiokhirurgiya = Circulation Pathology and Cardiac Surgery. 2016;20(2):95-103. (In Russ.). DOI: 10.21688-1681 -3472-2016-2-95-103.
J. Vasc. Endovasc. Surg. 2007. Vol. 34 (5). P. 552-560. DOI: 10.1016/j. ejvs.2007.06.016.
22. Shinozaki K., Oda S., Sadahiro T., Nakamura M., Hirayama Y., Abe R., Tateishi Y., Hattori N., Shimada T., Hirasawa H. S-100B and neuron-specific enolase as predictors of neurological outcome in patients after cardiac arrest and return of spontaneous circulation: a systematic review // Crit. Care. 2009. Vol. 13 (4). P. R121. DOI: 10.1186/cc7973.
23. Schneemilch C.E., Ludwig S., Ulrich A., Halloul Z., Hachenberg T. Somatosensory evoked potentials and biochemical markers of neuronal deficits in patients undergoing carotid endarterectomy under regional anesthesia // Zentralbl. Chir. 2007. Vol. 132 (3). P. 176-182. DOI: 10.1055/s-2007-960727.
24. Zaheer S., Beg M., Rizvi I., Islam N., Ullah E., Akhtar N. Correlation between serum neuron specific enolase and functional neurological outcome in patients of acute ischemic stroke // Ann. Indian. Acad. Neurol. 2013. Vol. 16 (4). P. 504-508. DOI: 10.4103/09722327.120442.
25. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1998. 459 с.
