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
Литература
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.