Способ прогнозирования возникновения соматических осложнений в послеоперационном периоде у пациентов с эндопротезированием тазобедренного и коленного суставов
METHOD FOR PREDICTION OF SOMATIC POSTOPERATIVE COMPLICATIONS IN PATIENTS WITH HIP AND KNEE JOINT HIP REPLACEMENT

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, и может найти применение при эндопротезировании суставов с цементной фиксацией компонентов эндопротеза.
Выполнение операции замены сустава в ряде случаев (выраженный остеопороз, анатомические особенности, необходимость быстрой активизации после операции в пожилом возрасте) возможно только при использовании костного цемента (КЦ).
В процессе формирования соединения костных структур и костного цемента у пациента развивается специфический синдром имплантации костного цемента (СИКЦ).
При цементном эндопротезировании высок риск общих проявлений имплантационного синдрома вследствие эмболических осложнений (тромбоэмболии, тканевой и жировой эмболии), а также токсического действия мономера метилметакрилата (ММА), развивающегося при введении полимеризующегося костного цемента в костномозговой канал. ММА. является одним из компонентов при приготовлении КЦ. В количестве 3-5% от использованной дозы он может проникать в общий кровоток и приводить к острой дыхательной недостаточности, выраженной гипотонии, изменениям сердечного ритма вплоть до остановки кровообращения, инфарктам миокарда (Learned D.W., Hantler Ch.B. Lethal progression of heart block after prosthesis cementing with methyl-methacrylate//Anesthesiol. - 1992. - V. 77. - N5. - P. 1044-1046). Возникающая при указанных осложнениях гипоксия различных уровней неизбежно приводит к патологическому росту активности процессов ПОЛ (Ляпков Б.Г., Ткачук Е.Н. Тканевая гипоксия: клинико-биохимические аспекты//Пробл. мед. хим. - 1995. - Т42. - N2. - С. 2-8).
Летальность при цементном эндопротезировании крупных суставов существенно выше, чем при бесцементной установке эндопротезов (Dahl О.Е. Cardiorespiratory and vascular disfunc tion related to major reconstructive orthopedic surgery // Acta Orthop. Scand. - 1997. - V. 68. - N6. - P. 607-614). Однако к настоящему времени в клинической практике альтернативы костным цементам на основе метилметакрилата нет.
Несмотря на настоятельную потребность в способе дооперационного прогнозирования, который позволил бы определять резистентность больного к токсическому действию ММА и гипоксической активации процессов ПОЛ, что имеет место при развитии имплантационного синдрома, до настоящего времени такой способ не разработан. В то же время выявление пациентов, у которых снижена устойчивость к вышеназванным патогенетическим факторам цементного эндопротезирования, позволило бы исходно планировать тактику хирургического лечения (возможно, вплоть до изменения характера операции) и применять повышенные меры защиты при самом вмешательстве.
По современным представлениям о патогенезе патологической активации ПОЛ ведущую роль в нем играют мембрано-деструктивные процессы (Смирнов А.В., Криворучко Б.И. Антигипоксанты в неотложной медицине//Анестезиол. и реаниматол. - 1998. - N2. - C. 50-55). Известно также, что ММА имеет цитотоксическое воздействие (Dahl О.Е., Garvic L., Lyberg Т. Toxic effects of methylmethacrylate monomer on leucocytes and endothelial cells in vitro // Acta Orthop. Scand. - 1994.- V65. - N4. - P. 147-153), а механизм цитотоксичности может лежать в усилении генерирования свободных радикалов (Vale F.M., Castro М., Monteiro J. et al. Acrylic bone cement induces the production of free radicals by cultured human fibroblasts // Biomateriais. - 1997. - V. 18. - N16. - P. 1133-1135).
Известен способ прогнозирования имплантационного синдрома при цементном эндопротезировании суставов (патент РФ №2154274, МПК G01N 33/52, опубл. 10.08.2000 г.). У больного перед эндопротезированием берут 0,3 мл венозной крови, центрифугируют ее, к осадку добавляют буфер с рН 7,2-7,4 до 1,5 мл, делят полученную взвесь на 5 равных частей, после чего добавляют к первой - 0,3 мл 2,2%-ного раствора перекиси водорода, к второй - 48 мкл 1%-ного раствора метилметакрилата, к третьей - 96 мкл 1%-ного раствора метилметакрилата. Затем все пробы инкубируют при 37°С в течение 1 ч, за 10 мин до окончания инкубации в пятую пробу добавляют 4%-ный раствор сапонина до полного гемолиза эритроцитов, пробы центрифугируют и полученную надосадочную жидкость фотометрируют при λ=414 нм, затем вычисляют процентное содержание А гемолизированных эритроцитов в первых трех пробах по формуле:
A=(a-b)/c-b)×l00
где: а - средняя экстинция 1-й, 2-й и 3-й проб;
b - экстинция 5-й пробы;
с - экстинция 4-й пробы.
Если А1<4,1%, А2<1,6%, A3<2,5% прогноз считают благоприятным, а если А1>5,1%, А2>2,2%, A3>6% - неблагоприятным, при промежуточных значениях Al, А2 и A3 больного относят к группе риска.
Однако, предлагаемый способ весьма громоздок - требует дополнительной аппаратуры и обучения персонала, прогнозирует ближайшие послеоперационные осложнения. Не рассматривается пролонгированное действие на организм в целом. Кроме того, этот способ обеспечивает прогнозирование осложнений только со стороны сердечнососудистой системы.
Известен способ диагностики синдрома имплантации костного цемента путем исследования сыворотки крови больных и определения метаболитов и мономеров полимерного метилметакрилата (Мамаева Е.Г. Роль мономера метилметакрилата в развитии синдрома имплантации костного цемента при эндопротезировании // Вестник хирургии им. Грекова. - 2002. - Т. 161. - №3. - С. 114-117).
Недостатком этого способа является окончательно неустановленная роль мономеров костного цемента в развитии синдрома имплантации костного цемента, отсутствие клинических способов определения мономеров, а также отсутствие связи между количеством мономеров в крови и тяжестью синдрома имплантации.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ прогнозирования синдрома имплантации костного цемента путем исследования биохимических показателей в крови (патент РФ №2328742, МПК G01N 33/49, опубл. 10.07.2008 г.). При проведении операций по цементному эндопротезированию крупных суставов нижней конечности исследуют венозную кровь в количестве 3 мл, проводят экспресс-гемовискозиметрию до введения цемента, и принимают их за исходные показатели, и через 5 мин от начала введения цемента, и при увеличении интенсивности спонтанной агрегации тромбоцитов (Ar) не менее 50% от исходного, уменьшении времени начала образования сгустка (r) не менее 60% от исходного, снижении константы тромбина (k) не менее 40% от исходного, уменьшении фибринолитической активности (F) не менее 30% от исходного в сочетании со снижением насыщения гемоглобина кислородом до 90% прогнозируют высокую вероятность развития синдрома имплантации костного цемента.
Однако, в способе-прототипе осуществляют прогнозирование соматических осложнений только со стороны сердечно-сосудистой системы в ближайший послеоперационный период. Кроме того, указанный способ может быть реализован только в условиях стационара до и во время проведения операции по имплантации костного цемента.
Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка такого способа прогнозирования осложнений в послеоперационном периоде у пациентов с эндопротезированием суставов, который позволил бы определять в поликлинических условиях возможность соматических осложнений не только со стороны сердечно-сосудистой, но и дыхательной системы, а также со стороны печени и почек, как в ближайший послеоперационный период, так и на протяжении года.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе прогнозирования возникновения соматических осложнений в послеоперационном периоде у пациентов с эндопротезированием тазобедренного и коленного суставов, включающем исследование образцов венозной крови и определение ее показателей до и после проведения операции, согласно изобретения, до начала прогнозирования проводят исследования историй болезней статистически значимой выборки пациентов, разделенных на 2 группы, у которых соответственно имеется положительный результат оперативного лечения или наличие соматических осложнений, а также содержатся данные о проведении у них биохимических исследований образцов сыворотки крови с определением концентрации острофазовых белков: C-реактивного белка, фибриногена, мочевины, мочевой кислоты, креатинина и показателей общего анализа крови: СОЭ, лейкоцитов и лимфоцитов до операции и на первые, третьи, седьмые, тридцатые сутки и каждый последующий месяц до полугода и год после оперативного вмешательства, причем, указанные данные динамики показателей крови сводят в таблицу «Динамика показателей крови пациентов до и после операции»; этап прогнозирования до операции включает определение в образцах сыворотки крови концентрации острофазовых белков: C-реактивного белка, фибриногена, мочевины, мочевой кислоты, креатинина и показателей общего анализа крови: СОЭ, лейкоциты, лимфоциты и при концентрации C-реактивного белка 0-28 мг/л, фибриногена 1,5-4,0 г/л, мочевины 2,5- 11, мочевой кислоты не более 430 мг/л, креатинина (для женщин не более 97 мкмоль/л; для мужчин не более 115 мкмоль/л) и результатах общего анализа крови в пределах нормы считают состояние больного компенсированным и готовым к проведению оперативного вмешательства; если хотя бы один показатель отклоняется от указанных в таблице границ, то состояние считается недостаточно толерантным к хирургическому лечению и дается заключение о необходимости терапевтической коррекции состояния показателей крови пациента; в послеоперационном периоде аналогичные исследования сыворотки крови пациента проводят на первые, третьи, седьмые, тридцатые сутки и каждый последующий месяц до полугода и год после оперативного вмешательства, сравнивают полученные данные с данными таблицы «Динамика показателей крови пациентов до и после операции», используя вначале колонку таблицы «Динамика показателей крови, 1 группа, благоприятное течение до и после операции»; если показатели крови пациента не выходят за пределы границ параметров в указанной колонке таблицы, то прогнозируют течение реабилитационного периода в норме и коррекция послеоперационного течения не требуется; если показатели крови пациента выходят за пределы указанных в таблице границ, то сравнивают с колонкой таблицы «Динамика показателей крови, 2 группа, неблагоприятное течение до и после операции» и прогнозируют у пациента возникновение соматических осложнений в послеоперационном периоде; на основе полученных данных проводят коррекцию послеоперационного ведения пациента; причем, таблица «Динамика показателей крови пациентов до и после операции» имеет следующий вид:
Наиболее быстрый и точный показатель крови, который может сигнализировать о начале воспалительных процессов, разрушении костной ткани в организме человека - это СРБ, или исследование на C-реактивный белок (норма <5 мг/л). Уровень белка в анализе крови напрямую, зависит от степени запущенности заболевания. Наиболее высокая концентрация белка говорит о том, что в организме есть инфекция, бактериального или паразитарного происхождения, или же об опухоли, травме, некротическом процессе. Наблюдать резкий скачок уровня C-реактивного белка можно при травме тканей, когда через 6 часов после получения повреждения, его уровень повышается, а через 12 часов возрастает в несколько раз.
Фибриноген также является одним из факторов крови, известных под названием «ревматические пробы» (норма 2-4 г/л). Уровни фибриногена и других ревматических факторов резко возрастают в крови при воспалении или повреждении ткани. Уровень фибриногена в крови повышается при острых воспалительных заболеваниях, а также при некрозе тканей.
Фибриноген является белком острой фазы воспаления. Это значит, что концентрация фибриногена может резко возрастать при любом состоянии, вызванном воспалительными процессами или повреждениями тканей. Его уровень напрямую влияет на повышение или понижение показателей СОЭ. Динамика показателей фибриногена в течение всего периода наблюдения в случае благоприятного периоперационного периода во всех группах наблюдения находится в пределах допустимых значений нормы. Поэтому, любое отклонений от нормы в послеоперационном периоде должно настораживать врача и требовать проведения коррекции в лечении пациента.
Отклонения уровня мочевой кислоты в крови могут быть обусловлены относительно безобидными факторами, и даже суточными колебаниями (по вечерам ее концентрация возрастает) (норма для женщин составляет 150-350 ммоль/л, для мужчин - 210-420 ммоль/л). Уровень мочевины в крови снижается при многих заболеваниях печени. Это происходит из-за неспособности поврежденных клеток печени синтезировать мочевину, что, в свою очередь, ведет к повышению концентрации аммиака в крови и развитию печеночной энцефалопатии. Почечная недостаточность проявляется при утрате клубочка способности фильтровать через себя метаболиты крови. Это может произойти внезапно (острая почечная недостаточность) в ответ на заболевание, введение лекарств, ядов, повреждение. Иногда это следствие хронических заболеваний почек (пиелонефрита, гломерулонефрита, амилоидоза, опухоли почек и др.) и других органов (диабета, гипертонической болезни и др.). Уровень мочевины следует трактовать неотрывно от показателей креатинина.
Креатинин - это один из метаболитов биохимических реакций аминокислотно-белкового обмена в организме. Образование этого соединения происходит постоянно и связано с обменными процессами в мышечной ткани. Поэтому существуют максимальные и минимальные границы нормы креатинина, которые учитывают все эти моменты и говорят о нормальном функционировании органов (норма для женщин составляет 53-97 мкмоль/л, для мужчин - 62-115 мкмоль/л).
Нормой показателя СОЭ считаются значения для женщин до 25 мм/ч, для мужчин - до 10 мм/ч.
Лейкоциты - клетки отвечающие за иммунную защиту организма. Каждый тип клеток лейкоцитарного ряда несет свою функцию. Норма лейкоцитов зависит от возраста людей - у детей иммунных клеток больше, чем у взрослых. Лейкоцитарный состав здорового человека выглядит следующим образом:
Лейкоцитарный состав здорового человека выглядит следующим образом: Нейтрофилы - 55% (из них сегментоядерных 47-72%», палочкоядерных - 1-6%); Лимфоциты - 35%; Моноциты - 5%; Эозинофилы - 2,5%; Базофилы -0,5-1%.
В течение первых часов после операции наблюдается повышенное содержание лимфоцитов крови во всех группах наблюдения. В течение первых суток выявлено резкое падение количества лимфоцитов, как ответ на хирургическую агрессию. Наблюдаемый в первый послеоперационный месяц лимфоцитарный «провал» восстанавливается на следующий период наблюдения и достигает дооперационных показателей к 3-4 месяцам.
Таким образом, закономерные изменения в динамике показателей острофазовых белков и внимательного изучения результатов общеклинического анализа могут служить основой прогнозирования течения послеоперационного периода и наблюдения за восстановительным лечением в послеоперационном периоде, а также своевременно сигнализировать о возможных осложнения и адекватности лечебного процесса.
Ниже приведены примеры 1-4 конкретного выполнения способа прогнозирования возникновения соматических осложнений в послеоперационном периоде у пациентов с эндопротезированием тазобедренного и коленного суставов.
Пример №1.
Больной Л., 64 г. Диагноз: «двусторонний диспластический коксартроз: справа 3 ст., слева 2 ст. НФС 2. Синдром правосторонней коксалгии. ИБС. Стенокардия напряжения 2 ФК. Гипертоническая болезнь 2 ст, риск 2. Сахарный диабет 2 типа». Исследуемые показатели перед операцией в пределах нормы, что позволило допустить больного к оперативному лечению. Дальнейшее ведение пациента осуществлялось согласно принятым стандартам и порядкам оказания высокотехнологичной помощи. Показатели крови первые сутки после операции: (СРБ - 12,2; мочевая кислота - 566,4; креатинин - 98; мочевина - 9,7; фибриноген - 3,5; лейкоцитов - 17,2; лимфоцитов - 11,3; СОЭ - 58) - находятся в пределах рассчитанной нормы (см. таблицу), хотя и отличаются от нормы до оперативного лечения. 3-и сутки: (СРБ - 12,6; мочевая кислота - 588,5; креатинин - 98,8; мочевина -16,3; фибриноген - 3,1; лейкоцитов - 13,1; лимфоцитов - 14,3; СОЭ - 52) -находятся в пределах рассчитанной нормы. 7-е сутки (СРБ - 9,8; мочевая кислота - 6169,2; креатинин - 92,8; мочевина - 17,2; фибриноген - 15,9; лейкоцитов - 13,7; лимфоцитов - 14,3; СОЭ - 50). Показатели находятся в пределах рассчитанной нормы (см. таблицу). Наличие показателей от трех исследуемых периодов 1, 3 и 7-е сутки после операции позволяют составить динамику показателей и сравнить его с таблицей «Динамика показателей крови пациентов до и после операции». В данном случае динамика исследуемых показателей практически повторяет таковой данные таблицы при благоприятном течении послеоперационного периода. Пациента можно выписывать на реабилитацию с рекомендацией проведения исследования показателей на 30-е сутки. 30-е сутки (СРБ - 9,7; мочевая кислота - 654,1; креатинин - 98,0; мочевина - 16,1; фибриноген - 15,8; лейкоцитов - 11,1; лимфоцитов - 10,3; СОЭ - 37). Показатели пациента в этот и последующий период находятся в пределах допустимых рассчитанных значений для благоприятного течения согласно таблицы «Динамика показателей крови пациентов до и после операции». Прогноз: исход операции благоприятный.
Пример №2.
Больной Р., 58 л. Диагноз: «двусторонний идиопатический коксартроз: справа 3 ст., слева 2 ст. НФС 2. Синдром правосторонней коксалгии. Гипертоническая болезнь 2 ст, риск 2. Хроническая болезнь почек. ХПН 2». Исследуемые показатели перед операцией в пределах нормы, что позволило допустить больного к оперативному лечению. Дальнейшее ведение пациента осуществлялось согласно принятым стандартам и порядкам оказания высокотехнологичной помощи. Показатели крови первые сутки после операции: (СРБ - 12,1; мочевая кислота - 564,4; креатинин - 93,4; мочевина - 6,3; фибриноген - 3,5; лейкоцитов - 21,3; лимфоцитов - 9,3; СОЭ - 74) -находятся в пределах рассчитанной нормы (см. таблицу), хотя и отличаются от нормы до оперативного лечения. 3-и сутки: (СРБ - 23,4; мочевая кислота - 623,7; креатинин - 103,3; мочевина - 12,5; фибриноген - 3,1; лейкоцитов -22,1; лимфоцитов - 9,5; СОЭ - 86) - многие исследуемые показатели находятся за пределами допустимых показателей для благоприятного течения - возможно возникновение соматических осложнений (см. таблицу). На 4-е сутки у пациента развилась дыхательная недостаточность, вызванная эмболией мелких легочных артерий. 7-е сутки (СРБ - 17,3; мочевая кислота - 627,8; креатинин - 67; мочевина - 19,1; фибриноген - 3,1; лейкоцитов -21,7; лимфоцитов - 8,2; СОЭ - 88). Показатели остаются за пределами показателей благоприятного течения послеоперационного периода (см. таблицу). У больного продолжаются явления дыхательной недостаточности, диагностирован отек легких - пациент переведен на ИВЛ. Наличие показателей от трех исследуемых периодов (1, 3 и 7 -е сутки позволяют уже составить динамику исследуемых показателей крови пациента и сравнить его с заявляемой таблицей «Динамика показателей крови пациентов до и после операции». В данном случае график практически повторяет таковой при неблагоприятном течении послеоперационного периода. 30-е сутки (СРБ - 11,7; мочевая кислота - 630,1; креатинин - 97,5; мочевина - 16,1; фибриноген - 3,1; лейкоцитов - 10,1; лимфоцитов - 6,3; СОЭ - 37). Вовремя скорректированное лечение с использованием таблицы разрешило проблему соматических осложнений. Показатели пациента в этот и последующий период находятся в пределах допустимых рассчитанных значений для благоприятного течения. Дальнейший прогноз: исход операции благоприятный.
Пример №3.
Больной Т., 54 г. Диагноз: «двусторонний идиопатический коксартроз: справа 3 ст., слева 2 ст. НФС 2. Синдром правосторонней коксалгии. Гипертоническая болезнь 2 ст, риск 3. Хронический гастрит в стадии стойкой ремиссии. ЖКБ». Исследуемые показатели перед операцией в пределах нормы, что позволило допустить больного к оперативному лечению. Дальнейшее ведение пациента осуществлялось согласно принятым стандартам и порядкам оказания высокотехнологичной помощи. Показатели крови первые сутки после операции: (СРБ - 13,4; мочевая кислота - 576,4; креатинин - 98,2; мочевина - 8,7; фибриноген - 3,2; лейкоцитов - 13,2; лимфоцитов - 10,3; СОЭ - 48) - находятся в пределах рассчитанной нормы (см. таблицу), хотя и отличаются от нормы до оперативного лечения. 3-и сутки: (СРБ - 12,7; мочевая кислота - 578,9; креатинин - 98,6; мочевина -13,3; фибриноген - 3,1; лейкоцитов - 12,1; лимфоцитов - 13,3; СОЭ - 42) -находятся в пределах рассчитанной нормы (см. таблицу). 7-е сутки (СРБ -19,8; мочевая кислота - 699,6; креатинин - 102,8; мочевина - 11,2; фибриноген - 15,9; лейкоцитов - 23,7; лимфоцитов - 8,3; СОЭ - 70). Показатели резко вышли за пределы допустимых значений (см. таблицу «Динамика показателей крови пациентов до и после операции»). Прогноз: требуется медикаментозная коррекция состояния. В данном случае коррекция своевременно не была сделана - произошло развитие острой почечной и печеночной недостаточности. Пациент длительное время проходил лечение в палате интенсивной терапии.
Пример №4.
Больной Л., 66 л. Диагноз: «двусторонний диспластический коксартроз: справа 3 ст., слева 2 ст. НФС 2. Синдром правосторонней коксалгии. ИБС. Стенокардия напряжения 2 ФК., хронический вирусный гепатит В». Исследуемые показатели перед операцией в пределах нормы, что позволило допустить больного к оперативному лечению. Дальнейшее ведение пациента осуществлялось согласно принятым стандартам и порядкам оказания высокотехнологичной помощи. Показатели крови первые сутки после операции: (СРБ - 12,6; мочевая кислота - 568,4; креатинин - 97,8; мочевина - 8,7; фибриноген - 3,4; лейкоцитов - 13,2; лимфоцитов - 10,3; СОЭ - 58) -находятся в пределах рассчитанной нормы (см. таблицу), хотя и отличаются от нормы до оперативного лечения. 3-и сутки: (СРБ - 12,6; мочевая кислота -584,5; креатинин - 98,3; мочевина - 14,3; фибриноген - 3,1; лейкоцитов -11,1; лимфоцитов - 13,3; СОЭ - 52) - находятся в пределах рассчитанной нормы (см. таблицу). 7-е сутки (СРБ - 8,8; мочевая кислота - 659,2; креатинин - 95,8; мочевина - 17,2; фибриноген - 13,9; лейкоцитов - 12,7; лимфоцитов - 11,3; СОЭ - 40). Показатели находятся в пределах рассчитанной нормы. Наличие показателей от трех исследуемых периодов (1, 3 и 7 -е сутки позволяют уже составить динамику показателей крови пациента и сравнить его с составленной таблицей «Динамика показателей крови пациентов до и после операции». В данном случае полученная динамика показателей крови практически повторяет таковой при благоприятном течении послеоперационного периода. Пациента можно выписывать на реабилитацию с рекомендацией проведения исследования показателей на 30-е сутки. 30-е сутки (СРБ - 19,7; мочевая кислота - 734,1; креатинин - 108,0; мочевина - 26,1; фибриноген -5,8; лейкоцитов - 17,1; лимфоцитов - 7,3; СОЭ - 87). Показатели пациента в этот исследуемый период находятся за пределами допустимых значений (см. таблицу). Судить о прогнозе в данном случае затруднительно - требуется медикаментозная коррекция состояния пациента и наблюдение за динамикой показателей крови через месяц. На данный момент у пациента диагностирован токсический гепатит. Своевременная коррекция лечения купировала неблагоприятное течение. 2 месяца после операции (СРБ - 9,8; мочевая кислота - 659,2; креатинин - 95,8; мочевина - 16,2; фибриноген - 6,9; лейкоцитов - 10,7; лимфоцитов - 13,3; СОЭ - 40) показатели находятся в пределах допустимых рассчитанных значений (см. таблицу) для благоприятного течения. Дальнейший прогноз: исход операции благоприятный.
Таким образом, описание изобретения, в том числе примеры 1-4, убедительно подтверждают достижение технического результата заявляемого изобретения заключающегося в разработке способа прогнозирования осложнений в послеоперационном периоде у пациентов с эндопротезированием суставов, который позволяет определять в поликлинических условиях возможность соматических осложнений не только со стороны сердечно-сосудистой, но и дыхательной системы, а также со стороны печени и почек, как в ближайший послеоперационный период, так и на протяжении года.