Влияние гипокапнии на системную перфузию у пациентов с гемодинамикой единственного желудочка после хирургической коррекции

Цель: выявить взаимосвязь артериальной гипокапнии и системной гипоперфузии у новорожденных с единственным желудочком сердца, которым проводят искусственную вентиляцию легких после гемодинамической коррекции врожденного порока сердца.

Материалы и методы. Ретроспективно обследовано 125 новорожденных с врожденными пороками сердца. Проведен анализ показателей газового состава артериальной и центральной венозной крови в послеоперационном периоде у новорожденных, оперированных с параллельным кровообращением, в зависимости от признаков артериальной гипокапнии и нарушения системной перфузии. Всего отобрано 670 пар результатов лабораторных исследований.

Результаты. По признаку наличие/отсутствие гипокапнии (РаСО2 менее 35 мм рт. ст.) сформировано две группы: «Г-0» (гипокапнический вариант одножелудочковой циркуляции, n = 44) и «Г-1» (РаСО2 более 35 мм рт. ст., n = 40). В 32 (38%) наблюдениях уровень системной перфузии находился в пределах референсных значений, в 52 (62%) ‒ выявлена системная гипоперфузия. В пробах группы «Г-1» признаки острой сердечной недостаточности (ОСН) отмечены в 20 случаях. Наиболее выраженная межгрупповая разница параметрических данных наблюдалась среди показателей, отражающих потребление кислорода и, как следствие, скорость системного потока (РО2 в венозной крови, сатурация смешанной венозной крови, артериовенозная разница по насыщению крови кислородом, содержание кислорода в венозной крови, коэффициент экстракции кислорода, артериовенозная разница по CО2). Кроме того, маркеры ОСН (артериовенозная разница по насыщению крови кислородом, коэффициент экстракции кислородом, артериовенозная разница по CО2) имели сильную корреляционную связь с признаком системной гипоперфузии. У пациентов гипокапнической группы определена тенденция к более выраженной десатурации венозной крови, а также отмечены более высокие параметры артериовенозной разницы по насыщению крови кислородом, содержанию кислорода в венозной крови, коэффициенту экстракции кислорода, артериовенозной разницы по CО2.

Выводы. Артериальная гипокапния может быть признаком гиперциркуляции потока крови в малом круге кровообращения и снижения системного потока крови у новорожденных с физиологией единого желудочка после гемодинамической коррекции врожденного порока сердца. При ведении новорожденных с параллельной циркуляцией необходимо избегать гипокапнии как фактора, способствующего перераспределению потока крови слева направо и развитию системной гипоперфузии. 

1. Наумов А. Б., Полушин Ю. С., Хубулава Г. Г. и др. Оценка нарушений системной перфузии у пациентов с единым желудочком сердца на основании параметров газового состава крови // Вестник анестезиологии и реаниматологии. ‒ 2020. ‒ Т. 17, № 3. ‒ С. 6‒16. doi:10.21292/2078-5658-2020-17-3-6-16.

2. Селиверстова А. А., Савенкова Н. Д., Хубулава Г. Г. и др. Острое повреждение почек у новорожденных и детей грудного возраста с врожденными пороками сердца после кардиохирургических вмешательств // Нефрология. ‒ 2017. ‒ Т. 21, № 3. ‒ С. 54‒60. doi:10.24884/1561-6274-2017-3-54-60.

3. Унгуряну Т. Н., Гржибовский А. М. Краткие рекомендации по описанию, статистическому анализу и представлению данных в научных публикациях // Экология человека. ‒ 2011. ‒ № 5. ‒ С. 55‒60.

4. Хубулава Г. Г., Марченко С. П., Наумов А. Б. и др. Газовый состав крови у новорожденных с нарушением системной перфузии после коррекции врожденных пороков сердца и параллельным кровообращением // Детские болезни сердца и сосудов. ‒ 2019. ‒ Т. 52, № 1. ‒ С. 43‒55. doi:10.24022/1810-0686-2019-16-1-43-55.

5. Хубулава Г. Г., Марченко С. П., Наумов А. Б. и др. Особенности гемодинамического статуса у здоровых новорожденных в раннем неонатальном периоде // Вестник перинатологии и педиатрии. ‒ 2019. ‒ Т. 64, № 1. ‒ С. 30‒38. doi:10.21508/1027.

6. Хубулава Г. Г., Наумов А. Б., Марченко С. П. и др. Показатели газового состава крови у новорожденных с синдромом малого выброса после кардиохирургических вмешательств // Сердечно-сосудистые заболевания. Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН. ‒ 2018. ‒ Т. 19, № 5. ‒ С. 676‒687. doi:10.24022/1810-0694-2018-19-5-676-687.

7. Хубулава Г. Г., Наумов А. Б., Марченко С. П. и др. Теоретические модели показателей гемодинамики и газообмена при одножелудочковой циркуляции // Патология кровообращения и кардиохирургия. ‒ 2019. ‒ Т. 23, № 3. ‒ С. 65. doi:10.21688/1681-3472-2019-3-65-75.

8. Barnea O., Santamore W. P., Rossi A. et al. Estimation of oxygen delivery in newborns with a univentricular circulation // Circulation. ‒ 1998. Vol. 98, № 14. ‒ P. 1407‒1414. doi:10.1161/01.CIR.98.14.1407.

9. Bradley S. M., Atz A. M., Simsic J. M. et al. Redefining the impact of oxygen and hyperventilation after the Norwood procedure // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. ‒ 2004. ‒ Vol. 127, № 2. ‒ P. 473‒480. doi:10.1016/j.jtcvs.2003.09.028.

10. Chang A. C., Zucker H. A., Hickey P. R. et al. Pulmonary vascular resistance in infants after cardiac surgery: Role of carbon dioxide and hydrogen ion // Crit. Care Med. ‒ 1995. ‒ Vol. 23, № 3. ‒ P. 568‒574. doi: 10.1097/00003246-199503000-00024.

11. DeWaal K. A. The methodology of doppler-derived central blood flow measurements in newborn infants // Int. J. Pediatr. ‒ 2012. ‒ № 3. ‒ Р. 1‒13. doi:10.1155/2012/680162.

12. Furqan M., Hashmat F., Amanullah M. et al. Venoarterial PCO2 difference: a marker of postoperative cardiac output in children with congenital heart disease // J. Coll. Physicians. Surg. Pak. ‒ 2009. ‒ Vol. 19, № 10. ‒ P. 640‒643. doi:10.2009/JCPSP.640643.

13. Ghanayem N. S., Hoffman G. M., Mussatto K. A. et al. Perioperative monitoring in high-risk infants after stage 1 palliation of univentricular congenital heart disease // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. ‒ 2010. ‒ Vol. 140, № 4. ‒ P. 857‒863. doi:10.1016/j.jtcvs.2010.05.002.

14. Hauck A., Porta N., Lestrud S. et al. The pulmonary circulation in the single ventricle patient // Child (Basel, Switzerland). ‒ 2017. ‒ Vol. 4, № 8. doi:10.3390/children4080071.

15. Jenkins K. J., Gauvreau K. Center-specific differences in mortality: Preliminary analyses using the risk adjustment in congenital heart surgery (RACHS-1) method // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. ‒ 2002. ‒ Vol. 124, № 1. ‒ P. 97-104. doi:10.1067/mtc.2002.122311.

16. Khawaja A. A., Corridore M., Tobias J. D. A novel technique for the administration of sub-ambient oxygen in the operating room // Cardiol. Res. ‒ 2017. ‒ Vol. 8, № 5. ‒ P. 254‒257. doi:10.14740/cr608w.

17. Khubulava G. G., Vogt P. R., Naumov A. B. et al. Strategies to treat acute biventricular failure in borderline left ventricle after primary correction of tetralogy of Fallot: case report // 26th Annu Meet Asian Soc Cardiovasc Thorac Surgery Lect Abstr 26th ASCVS Meet. 2018; 1.

18. Li J., Zhang G., Holtby H. et al. Carbon dioxide-a complex gas in a complex circulation: Its effects on systemic hemodynamics and oxygen transport, cerebral, and splanchnic circulation in neonates after the Norwood procedure // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. ‒ 2008. ‒ Vol. 136, № 5. ‒ P. 1207‒1214. doi:10.1016/j.jtcvs.2008.02.096.

19. Lundell B. P., Casas M. L., Wallgren C. G. Oxygen consumption in infants and children during heart catheterization // Pediatr. Cardiol. ‒ 1996. ‒ Vol. 17, № 4. ‒ Р. 207‒213. doi:10.1007/BF02524795.

20. Mallat J., Lemyze M., Meddour M. et al. Ratios of central venous-to-arterial carbon dioxide content or tension to arteriovenous oxygen content are better markers of global anaerobic metabolism than lactate in septic shock patients // Ann. Intens. Care. ‒ 2016. ‒ Vol. 6, № 1. ‒ P. 1‒9. doi:10.1186/s13613-016-0110-3.

21. Naito Y., Aoki M., Watanabe M. et al. Factors affecting systemic oxygen delivery after Norwood procedure with Sano modification // Ann. Thorac. Surg. ‒ 2010. ‒ Vol. 89, № 1. ‒ Р. 168‒173. doi:10.1016/j.athoracsur.2009.09.032.

22. Ramamoorthy C., Tabbutt S., Kurth C. D. et al. Effects of inspired hypoxic and hypercapnic gas mixtures on cerbral oxygen saturation in neonates with univentricular heart defects // Am. Soc. Anesthesiol. Inc. ‒ 2002. ‒ Vol. 96, № 2. ‒ P. 283‒288. doi: 10.1097/00000542-200202000-00010.

23. Schranz D., Akintuerk H., Voelkel N. "End-stage" heart failure therapy: potential lessons from congenital heart disease: from pulmonary artery banding and interatrial communication to parallel circulation // Heart. ‒ 2016. ‒ Vol. 103. ‒ P. 1‒6. doi:10.1136/heartjnl-2015-309110.

24. Tabbutt S., Ramamoorthy C., Montenegro L. M. et al. Impact of inspired gas mixtures on preoperative infants with hypoplastic left heart syndrome during controlled ventilation // Circulation. ‒ 2001. ‒ Vol. 104, № I. ‒ P. 159‒164. doi:10.1161/circ.104.suppl_1.I-159.

25. Tweddell J. S., Ghanayem N. S., Mussatto K. A. et al. Mixed venous oxygen saturation monitoring after stage 1 palliation for hypoplastic left heart syndrome // Ann. Thorac. Surg. ‒ 2007. ‒ Vol. 84, № 4. ‒ P. 1301‒1311. doi:10.1016/j.athoracsur.2007.05.047.

26. Tweddell J. S., Hoffman G. M., Fedderly R. T. et al. Phenoxybenzamine improves systemic oxygen delivery after the Norwood procedure // Ann. Thorac. Surg. ‒ 1999. ‒ Vol. 67, № 1. ‒ P. 161‒168. doi:10.1016/S0003-4975(98)01266-1.

27. Vander Hoeven M. A., Maertzdorf W. J., Blanco C. E. Continuous central venous oxygen saturation (ScvO2) measurement using a fibre optic catheter in newborn infants // Arch. Dis. Child. ‒ 1996. ‒ Vol. 74. ‒ P. 177‒181. doi: 10.1136/fn.74.3.f177.

28. Villa C. R., Marino B. S., Jacobs J. P. et al. Intensive care and perioperative management of neonates with functionally univentricular hearts // World J. Pediatr. Congenit. Hear Surg. ‒ 2012. ‒ Vol. 3. ‒ P. 359‒363. doi:10.1177/2150135111433473.

29. Vrancken S. L., VanHeijst A. F., DeBoode W. P. Neonatal hemodynamics: from developmental physiology to comprehensive monitoring // Front Pediatr. ‒ 2018. ‒ Vol. 6, № 4. ‒ P. 1‒15. doi:10.3389/fped.2018.00087.