Содержание книги Предыдущая статья Следующая статья Abstract (English)


Методология флоуметрии, Выпуск 5, 2001 г. стр.121-130.

Опыт применения метода лазер-допплер флоуметрии для интраоперационного измерения миокардиального кровотока при трансплантации сердца в эксперименте

А.М.Караськов, Г.Н.Окунева, Л.М.Булатецкая, И.П.Воронова, В.В.Духнов, В.Е.Железчиков

Научно-исследовательский институт патологии кровообращения МЗ РФ им. акад. Е.Н.Мешалкина

В настоящее время метод лазер-допплеровский флоуметрии применяется в кардиохирургии для интраоперационного измерения миокардиального микроциркуляторного кровотока у больных ИБС до и после реваскуляризации миокарда [1, 2], а также у больных с пороками сердца до и после коррекции порока [3, 4].

Не менее важно использовать этот метод измерения миокардиальной микроциркуляции и при трансплантации сердца для оценки адекватности восстановления микроциркуляции в трансплантированном сердце. Подобных исследований в известной литературе не встретилось.

Цель исследования: изучить микроциркуляцию в разных отделах сердца до и после трансплантации сердца в эксперименте.

Материалы и методы исследования

Эксперименты проводились на лабораторных свиньях Сибирской селекции, выведенных Институтом цитологии и генетики СОРАН РФ, с массой тела от 50 до 80 кг в возрасте от 9 до 13 месяцев.

Для измерения миокардиального кровотока использовался лазер-допплеровский флоуметр ALF-21 фирмы "Transonic Systems Inc." датчиком типа "R". Для измерения объемного кровотока по аорте и легочной артерии использовался ультразвуковой флоуметр той же фирмы T101. Миокардиальный кровоток измерялся у донора и реципиента в 6 точках: на поверхности правого предсердия (ПП), левого предсердия (ЛП), правого желудочка (ПЖ) и в 3 точках на левом желудочке: на боковой поверхности левого желудочка (ЛЖБП), на верхушке левого желудочка (ЛЖВ) и на задней поверхности левого желудочка (ЛЖЗП). Измерения производились на следующих этапах эксперимента: в исходном (фоновом) состоянии как у донора, так и у реципиента, на фоне подключения искусственного кровообращения с гипотермией 28-29°С и у реципиента после восстановления деятельности трансплантированного сердца. С помощью ультразвукового флоуметра измерялся кровоток у донора и реципиента по аорте и легочной артерии. Было проведено 3 эксперимента на 6 животных.

Результаты исследования и их обсуждение

Исследования исходного миокардиального кровотока в разных участках сердца у доноров и реципиентов представлено в таблице 11.1. Как видно из представленной таблицы, фоновые значения миокардиального кровотока у доноров варьировали от 60 до 100 мл/мин∙100г. Средние значения миокардиального кровотока для доноров составили 86,2 мл/мин∙100г. Эти величины близки к значениям миокардиального кровотока у здоровых людей [5]. В то же время можно отметить, что по предсердиям уровень микроциркуляции был ниже, чем по желудочкам. Наиболее высокие значения миокардиального кровотока наблюдались по ЛЖ. У реципиентов средние величины миокардиального кровотока были близки к значениям регистрируемым у доноров 80,9 мл/мин∙100г. Однако у реципиентов отмечалось более выраженное различие в миокардиальном кровотоке в разных участках сердца. Наиболее высокие значения МК отмечались у реципиента в эксперименте №1. У реципиентов №2 и №3 наблюдались участки с довольно низким кровотоком: ЛЖВ, ЛЖЗП и ЛЖБП. Более высокие значения МК имели место по ПП, ПЖ, ЛП.

Следует отметить, что объемный кровоток по аорте был более высоким у реципиентов, чем у доноров, в среднем - 1,86 л/мин и 2,3 л/мин, соответственно. Артериальое давление у реципиентов в среднем составило 92/56 мм рт.ст.

На фоне ИК с охлаждением до 28-29°С миокардиальный кровоток снижался в среднем до 47% (таблица 11.2.). Наиболее низкие значения МК отмечены в 3 эксперименте, где средний кровоток составил только 28,5 мл/мин∙100г. Из представленной таблицы четко видно разное снижение МК по разным отделам сердца с вариацией от 71 до 18 мл/мин∙100г. На фоне фибрилляции сердца кровоток по ЛЖВ снижался до 18-20 мл/мин∙100г, т.е. до 23% от исходной величины. Мы измеряли МК на фоне кардиоплегии, когда кровоток по ЛЖВ последовательно снижался до 72-38-9-4,2-0,7 мл/мин∙100г, т.е. до 1-0,8% (рис.11.1.). Однако, следует отметить, что даже на высоте кардиоплегии МК на ЛЖВ поддерживался на уровне 1,2-0,8 мл/мин∙100г с последующим восстановлением его до 70 мл/мин∙100г.

Таблица 11.1. Фоновые показатели кровотока донора и реципиента.

Участок измерения
Донор
Реципиент
Эксперименты
Ср
Эксперименты
Ср
№1
№2
№3
№1
№2
№3
Правое предсердие (мл/мин∙100г)
60
81
85
75
>100
87
67
>85
Правый желудочек (мл/мин∙100г)
90
81
77
83
>100
>100
84
>95
Левое предсердие (мл/мин∙100г)
62
88
92
81
>100
75
75
>83
Левый желудочек (боковая поверхность) (мл/мин∙100г)
>100
>100
94
>98
>100
81
68
>83
Левый желудочек (верхушка) (мл/мин∙100г)
>100
>100
79
>93
>100
55
60
>72
Левый желудочек (задняя поверхность) (мл/мин∙100г)
>100
>100
64
>88
71
82
52
68
Аорта (л/мин)
1,28
1,58
2,70
1,85
2,00
1,40
3,60
2,33

Таблица 11.2. Сравнительная характеристика микроциркуляторного кровотока донора и реципиента по разным участкам сердца при охлаждении и после трансплантации.

Участок измерения
Донор
Реципиент
Фон (n=3)
Фон (n=3)
ИК Т-28°с (n=3)
После трансплантации (n=1)
мл/мин∙100г
мл/мин∙100г
%
мл/мин∙100г
%
мл/мин∙100г
%
Правое предсердие
75
>85
100
37
44
18
21
Правый желудочек
83
>95
100
39
41
56
59
Левое предсердие
81
>83
100
49
59
28
34
Левый желудочек (боковая поверхность)
>98
>83
100
42
51
57
69
Левый желудочек (верхушка)
>93
>72
100
49
68
47
65
Левый желудочек (задняя поверхность)
>88
68
100
29
42
>100
147

После трансплантации сердца на фоне вспомогательного ИК МК немного повышался в среднем до 49%. Следует отметить очень низкий МК по ПП - 18 мл/мин∙100г и по ЛП - 28 мл/мин∙100г. Наиболее высокий МК наблюдался по ПЖ - 56 мл/мин∙100г и по ЛЖБП - 57 мл/мин∙100г.


Рисунок 11.1. Изменения миокардиального кровотока на верхушке левого желудочка при проведении кардиоплегии.

После отключения аппарата ИК и восстановления деятельности трансплантированного сердца при 34-35°С МК восстанавливался до 53%. Однако, он оставался очень низким по ПП - 20,5 мл/мин∙100г, что, возможно, обусловлено травмой предсердий при трансплантации сердца [6].

Средний МК трансплантированного сердца составлял 44 мл/мин∙100г. Следует отметить, что в этих условиях был небольшим и объемный кровоток по аорте - 2,5 л/мин, при исходном кровотоке 3,5 л/мин.

Полученные экспериментальные результаты помогают объяснить, те элетрофизиологические нарушения, которые развиваются у пациентов после трансплантации сердца. Так у 30-40% реципиентов после трансплантации сердца реполяризационные изменения создают предпосылки для различных электрофизиологических нарушений [7]. Наиболее частые посттрансплантационные аритмии: суправентрикулярные нарушения ритма выявляются более, чем в 80% наблюдений, желудочковые аритмии выявляются в ранние сроки после операции у 56% пациентов [8]. Дисфункция синусного узла у пациентов после трансплантации объясняется состоянием денервации трансплантированного сердца [9,10]. В наших экспериментах замедленное восстановление МК по разным участкам сердца после трансплантации можно объяснить замедленной функциональной адаптацией трансплантированного сердца к новым условиям его работы, включая и влияние денервации сердца [11]. Однако, несомненно только одно: использование лазер-допплеровской флоуметрии по ходу трансплантации сердца позволяет оценить состояние микроциркуляторного русла сердца донора и реципиента после трансплантации и прогнозировать возможные осложнения.

Выводы

  1. Миокардиальный кровоток в разных отделах сердца у доноров и реципиентов варьирует от 85 до 100 мл/мин∙100г, при этом средний кровоток составляет 81-86 мл/мин∙100г.
  2. На фоне гипотермического ИК миокардиальный кровоток реципиента снижется в среднем до 40,8 мл/мин∙100г или до 47% от исходного фона.
  3. На фоне фибриляции ЛЖ МК снижается до 18-20 мл/мин∙100г, а на фоне кардиоплегии до 1,2-0,8 мл/мин∙100г.
  4. После отключения аппарата ИК и восстановления сердечной деятельности в первые часы МК остается сниженным - в среднем 44 мл/мин∙100г или 53% от исходного фона, что объясняется замедленной функциональной адаптацией трансплантированного сердца к новым условиям его работы.

Литература

  1. Окунева Г.Н., Чернявский А.М., Кузнецова Е.Г., Булатецкая Л.М., Севастьянов А.В., Бобошко А.В., Илюхина Л.Б. Интраоперационная оценка миокардиального кровотока в разных отделах сердца методом лазер-допплеровской флоуметрии у больных ИБС до и после реваскуляризации. //Сб."Методология флоуметрии", М., 1999. Вып.3 - С, 15-29.
  2. Окунева Г.Н., Чернявский А.М., Булатецкая Л.М., Воронова И.П., Власов Ю.А., Бобошко А.В., Севастьянов А.В., Питиримова Л.М., Альсов С.А., Марченко А.В. Оценка реваскуляризации миокарда у больных ИБС по данным физиологических методов исследования. //VI Всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов, М., 2000., №2, - С. 269.
  3. Окунева Г.Н., Щукин В.С., Илюхина Л.Б., Назаров В.М., Короткова Р.П., Кулешова Р.Г., Варнек Ю.В., Андрианова М.А. Диагностическое значение миокардиального резерва и коронарного кровотока у больных приобретенными пороками сердца. //V Всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов, М., 1999. - С. 43.
  4. Кузнецова Е.Г., Окунева Г.Н., Чернявский А.М., Булатецкая Л.М., Бобошко А.В., Севастьянов А.В., Хапаев С.А., Духнов В.В., Иванцова О.А. Исследование миокардиального кровотока до и после реваскуляризации у больных ИБС разного возраста. // V Всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов, М., 1999. - С. 68.
  5. Greigy Scientific Tables, Ciba-Greigy Limited, Basel, Switzarland, 1990, №5. P. 179-180.
  6. Adams D., Chen R.H., Kadner A., Naficy S. Technique for Heterotopic Pig Heart Xenotransplantaton in Primates. // Ann. Thorac. Surg. 1999, 68:265 - 8.
  7. Kondo Y., Gradel F., Kantrowitz A.A. Heart homotransplantation in puppieslong Survival without immunodepressive Therapy. // Circulation - 1965-31. P.181-187.
  8. Трансплантология, под ред. В.И.Шумакова. М.,1995. С.226-229.
  9. Шумаков В.И., Хубутия М.Ш., Селезнева Е.А., Олейникова Л.Г., Казаков Э.Н., Кормер А.Я., Колпаков Е.В. Исследование функции синусового узла после трансплантации сердца. // Трансплантология и искусственные органы. М., 1996, 1-2. С. 3-5.
  10. Шумаков В.И., Кормер А.Я., Казаков Э.Н., и др. Дисфункция синусного узла после трансплантации сердца. //Кардиология,- 1994, №1. С. 29-32.
  11. Шумаков В.И., Кормер Л.Я., Казаков Э.Н. Честухин В.В., Селезнева Е.А., Щемапин С.Ю. Некоторые аспекты электрофизиологии и функционирование пересаженного сердца. //Трансплантология и искусственные органы. 1996, 3-4. С. 5-14.


Experience of intraoperative Laser-Doppler flowmetry for myocardial blood flow measurement in experimental heart transplantation

A.M.Karas'kov, G.N.Okouneva, L.M.Bulatetskaja, I.P.Voronova, V.V.Doukhnov, B.E.Zheleztchikov

The Blood Circulation Pathology Research Institute, Novosibirsk, Russia

Volume blood flow of aorta and pulmonary artery and myocardial blood flow in 6 points were measured  by ultrasonic and laser-doppler flowmeters  respectively in donor and recipient during the experimental heart transplantation.

It was found that artificial hypothermia (28-29°C) decreased myocardial blood flow to 47% of the initial level. The fibrillation of ventriculars decreased it to 18-20ml/min∙100g. After heart transplantation myocardial blood flow keeps decreased, especially, in atriums.


Содержание книги Предыдущая статья Следующая статья Наверх к началу