Искусственное кровообращение и гипотермия в хирургии пороков сердца

Для коррекции большинства пороков необходимо временное выключение сердца из кровообращения. Однако прекращение кровоснабжения мозга или сердца на 4—5 мин. уже приводит к необратимым дистрофическим изменениям. Поэтому для проведения операций под контролем зрения необходимы специальные условия. Существуют два метода: умеренная гипотермия и искусственное кровообращение.

Применение умеренной гипотермии основано на том, что по мере понижения температуры тела снижается обмен веществ, а следовательно, и потребление кислорода органами и тканями. Установлено, что при снижении температуры тела на 1°С обмен понижается в среднем на 5%. В опытах Cheng при температуре 30° общее потребление кислорода составляло 60% исходного, а при 20°С — лишь 23%.

В условиях сниженных энергетических затрат гипоксия развивается медленнее, и наиболее чувствительные органы (мозг, сердце, печень) на определенное время могут быть выключены из кровообращения. Поэтому охлаждение больного создает возможность для проведения манипуляций на «сухом» сердце. Однако, как показывают экспериментальные и клинические наблюдения, снижение температуры тела ниже 29—30° С приводит к возникновению тяжелых расстройств сердечной деятельности — фибрилляции желудочков. Поэтому охлаждение допустимо лишь в небольших пределах до этого критического уровня, что создает условия лишь для кратковременных внутрисердечных манипуляций на протяжении 5—7 мин. Этот срок висит над хирургом, как дамоклов меч. Нужен очень строгий отбор больных с простыми пороками, которые можно коррегировать быстро и безопасно. Выявление во время вмешательства всяких непредвиденных аномалий ставит хирурга перед выбором риска или нерадикальной операции. Поэтому гипотермия как самостоятельный метод для обеспечения операций на открытом сердце в настоящее время широкого распространения не получила и применяется лишь по ограниченным показаниям.

Под искусственным кровообращением понимается временная замена функции сердца и легких с помощью специальных аппаратов. Пионером в разработке методики и техники искусственного кровообращения является наш соотечественник С. С. Брюхоненко, который в 1924 г. создал первый эффективный перфузионный аппарат «автожектор».

Со времени внедрения этого метода в клинику прошло немногим более 10 лет. За это время он занял ведущее место в кардиохирургии, обеспечив возможность длительного выключения сердца из кровообращения для устранения сложнейших врожденных и приобретенных пороков.

У нас и за рубежом созданы различные модели аппаратов искусственного кровообращения, с помощью которых в мире уже произведены десятки тысяч таких операций. В частности, п нашей клинике с помощью аппарата оригинальной конструкции (Н. М. Амосов, И. Л. Лиссов, А. Т. Трубчанинов, О. М. Мавродий) произведено свыше 1300 операций при врожденных и приобретенных пороках сердца.

Аппарат искусственного кровообращения (АИК) должен заменить функцию сердца и легких. Поэтому его неотъемлемой частью являются два основных узла: устройство для искусственной артериализации крови — оксигенатор («искусственные легкие») и насос для нагнетания артериализированной крови в организм («искусственное сердце»). Кроме того, современные модели аппаратов содержат различные вспомогательные регулирующие и регистрирующие приборы.

За простотой схемы скрывается решение целого ряда сложнейших физиологических и инженерных задач. Среди них простота конструкции, надежность и точность регулировки, безопасность работы, достаточная производительность, обеспечивающая поддержание необходимого минутного объема кровообращения, минимальная травматизация крови, полноценность газообмена, минимальный расход донорской крови, надежность стерилизации и многое другое.

Термин «оксигенатор» является недостаточным, так как назначением его является не только насыщение крови кислородом, но и выведение углекислоты.

В настоящее время применяются три типа оксигенаторов:

1) пузырьковые, или пенные, в которых кислород или смесь газов пропускается через кровь, в результате чего газообмен происходит на поверхности образующейся пены;
2) пленочные, где кровь распределяется на различных площадях в виде пленки, на поверхности которой осуществляется газообмен;
3) мембранные, в которых нет прямого соприкосновения крови с кислородом, и диффузия газа происходит через тонкую полупроницаемую мембрану.

Насосы для нагнетания крови бывают различных конструкций. Они должны обеспечивать высокую производительность при низкой травматизации крови.

Несмотря на несомненные успехи в создании аппаратов искусственного кровообращения, до сих пор нет идеальных насосов и оксигенаторов. Длительная перфузия при высокой производительности аппарата неминуемо приводит к травме крови и постепенному нарастанию гемолиза, который может достичь катастрофических размеров.

В последние годы наметилась новая линия в развитии методики отключения сердца, открывающая большие возможности не только для хирургии, но и для решения целого ряда биологических проблем. Происходит слияние двух методов, обеспечивающих возможность операций на «открытом» сердце — гипотермии и искусственного кровообращения. Такая комбинация дает многое. Во-первых, благодаря искусственному кровообращению делается нестрашным главный бич гипотермии — фибрилляция желудочков — и создается возможность понижения температуры тела охлаждением крови в аппарате. Во-вторых, гипотермия настолько понижает обменные процессы в тканях, что можно значительно снижать производительность аппарата и даже совсем прекращать искусственное кровообращение на различные сроки в зависимости от степени охлаждения организма. Этим создается возможность осуществления операции на неподвижном обескровленном сердце.
Так, в нашей клинике проводились успешные сложные реконструктивные операции при врожденных пороках сердца под глубокой гипотермией, когда охлаждением крови в аппарате искусственного кровообращения температура тела снижалась до 11° С. В этих условиях прекращалось искусственное кровообращение на срок до 30 мин.

Сочетание гипотермии с искусственным кровообращением требует включения в схему АПК теплообменника — прибора для охлаждения, а затем нагревания крови. Обычно теплообменники представляют собой систему трубок, по которым движется кровь. Между трубками циркулирует охлажденная или подогретая вода.

После торакотомии и тщательной ревизии сердца, когда окончательно уточняется план операции, подключается аппарат искусственного кровообращения. Для снятия свертываемости крови вводится гепарин. Венозные катетеры (полиэтиленовые трубки) проводятся через правое предсердие в верхнюю и нижшою полые вены, а артериальный — в бедренную артерию (рис. 4).

Схема подключения аппарата искуственного кровообращения Включается АИК. После кратковременной параллельной с сердцем работы тесемки на полых венах и бедренной артерии затягиваются, и сердце выключается из кровообращения. Кровь по венозным катетерам из полых вен поступает оксигенатор, где насыщается кислородом. Артериализированная кровь насосом нагнетается в бедренную артерию, откуда, противотоком по аорте, обеспечивает кровоснабжение организма.

В это время рассекается соответствующая камера сердца и проводится коррекция порока. Операционное поле во время искусственного кровообращения не становится полностью «сухим», так как продолжается приток крови к сердцу по легочным венам за счет анастомозов между системой бронхиальных и легочных артерий, а также за счет коронарного кровотока. Эта поступающая кровь удаляется специальными отсосами, которые направляют ее в аппарат.

При необходимости вмешательства на аорте дополнительно проводится искусственное коронарное кровообращение — коронарная перфузия.

После окончания внутрисердечных манипуляций ушивается рана сердца, удаляются катетеры. Действие гепарина нейтрализуется введением протамин-сульфата.

Операции с искусственным кровообращением являются сложнейшими вмешательствами, которые могут производиться только в крупных кардиохирургических центрах. Обеспечение их требует участия высококвалифицированных хирургов, анестезиологов, кардиологов, физиологов и биохимиков, а также сложной специальной аппаратуры.

Искусственное кровообращение приводит к физиологическим нарушениям (метаболический ацидоз, гемолиз и др.), поэтому особое значение приобретает биохимический контроль во время и после перфузии. Контроль за состоянием миокарда и раннее выявление возможных осложнений обеспечивает кардиолог, который ведет постоянное электрокардиоскопическое наблюдение во время работы АИК.