СПОСОБ НЕПРЯМОГО ДРЕНИРОВАНИЯ ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА ПРИ ПРОТЕЗИРОВАНИИ ФУНКЦИИ СЕРДЦА МЕТОДОМ ВЕНО-АРТЕРИАЛЬНОЙ ЭКСТРАКОРПОРАЛЬНОЙ МЕМБРАННОЙ ОКСИГЕНАЦИИ (ЭКМО)
METHOD FOR INDIRECT LEFT VENTRICULAR DRAINAGE IN PROSTHETIC HEART FUNCTION USING VENO-ARTERIAL EXTRACORPOREAL MEMBRANE OXYGENATION (ECMO) METHOD

Область техники
.
Изобретение относится к области медицины, а именно – к сердечно-сосудистой хирургии, и может быть использовано при проведении вено-артериальной ЭКМО в случае проявления застоя крови в малом круге кровообращения и развития отека легких.
Уровень техники.
Периферическая вено-артериальная экстракорпоральная мембранная оксигенация (ВА ЭКМО) все чаще применяется не только в качестве метода предтрансплантационной поддержки кровообращения у потенциальных реципиентов сердца [Barth E., Durand M., Heylbroeck C., Rossi-Blancher M., Boignard A., Vanzetto G., Albaladejo P., Chavanon O. Extracorporeal life support as a bridge to high-urgency heart transplantation. Clin. Transplant. 2012; 26 (3): 484–488.], но и как основной метод временной механической поддержки кровообращения других категорий кардиохирургических больных, при этом исследования показывают положительные стороны периферической методики проведения ВА ЭКМО, а также указывают на возможные осложнения и ограничения использования этого метода [Camboni D., Phillip A., Schimid C. Possibilities and limitations of a miniaturized long-term extracorporeal life support system as bridge to transplantation in a case with biventricular heart failure. Interactiv Cardiovasc. Thorac. Surg. 2009; 8: 168–170].
Одной из значимых проблем при ЭКМО является объемная перегрузка (переполнение) или нарушение дренирования левого желудочка (ЛЖ), что может существенно повлиять на конечную результативность самой экстракорпоральной оксигенации [Kotani Y., Chetan D., Rodriges W., Sivarajan V.B., Gruenwald C., Van Arsdell, Honjo O. Left Atrial Decomression During Venoarterial ECMO for children: Сurret Strategy and Clinical Outcomes. Artifi cal Organs. 2013; 37 (1): 29–36]. Отсутствие адекватной гемодинамической разгрузки ЛЖ при проведении периферической ВА ЭКМО в 25–40% наблюдений может привести к развитию застоя крови в малом круге кровообращения и клинико-рентгенологическим проявлениям отека легких, а в тяжелых случаях и к легочному кровотечению, что может негативно повлиять на результативность ее применения [Hsu Pj-Shun, Chen Gui-Jieng, Tsai Yi-Jieng et al. Extracorporeal membrane oxygenation for refractory cardiogenic shock after cardiac surgery: predictors of early mortality and outcome from 51 patients. Eur. J. Cardiothorac. Surg. 2010; 37: 328–333.].
Даже несмотря на адекватный уровень объемной скорости экстракорпоральной перфузии при ЭКМО, переполнение ЛЖ приводит к застою крови и повышению давления в малом круге кровообращения, развитию клинической картины интерстициального или альвеолярного отека легких. Проблемой при использовании венозных канюль является периодически возникающий коллапс стенок полых вен с обтурацией ими собирающих отверстий наконечника, вследствие высокого темпа венозного возврата в контур ИК, превышающего возможности притока крови по артериальной магистрали, что приводит к остановке венозного дренажа [Seib P.M., Faulkner S.C., Erickson C.C., Van Devanter S.H., Harrell J.E., Fasules J.W., Frazier E.A., Morrow W.R. Blade and balloon atrial septostomy for left heart decompression in patients with severe ventricular dysfunction on extracorporeal membrane oxygenation. Catheter Cardiovasc. Interv. 1999; 46 (2): 179– 186. ; Soleimani B., Pae W.E. Management of left ventricular distension during peripheral extracorporeal membrane oxygenation for cardiogenic shock. Perfusion. 2012; 27 (4): 326–331.]
Предложены различные варианты дренирования ЛЖ при ЭКМО, включая малоинвазивные (пункционные) и открытые (хирургические) методы. Выполнение открытой канюляции левых отделов сердца сопряжено с риском развития интра- и послеоперационной кровопотери, а также раневых инфекционных осложнений, связанных с длительным нахождением канюли в полости перикарда и/или плевральной полости [Kotani Y., Chetan D., Rodriges W., Sivarajan V.B., Gruenwald C., Van Arsdell, Honjo O. Left Atrial Decomression During Venoarterial ECMO for children: Сurret Strategy and Clinical Outcomes. Artifi cal Organs. 2013; 37 (1): 29–36], поэтому нами подробно не рассматривается.
Известны способы малоинвазивной прямой разгрузки ЛЖ при периферическом ВА ЭКМО: 1) чрескожная баллонная атриосептостомия [Seib PM, Faulkner SC, Erickson CC, et al. Blade and balloon atrial septostomy for left heart decompression in patients with severe ventricular dysfunction on extracorporeal membrane oxygenation. Catheter Cardiovasc Interv 1999;46:179-86.] 2) чрескожная постановка дренажной канюли в легочную артерию [Roberto Lorusso, Giuseppe Maria Raffa, Samuel Heuts, Valeria Lo Coco, Paolo Meani, Ehsan Natour, Elham Bidar, Thijs Delnoij, Antonio Loforte. Pulmonary artery cannulation to enhance extracorporeal membrane oxygenation management in acute cardiac failure Interact Cardiovasc Thorac Surg. 2020 Feb 1;30(2):215-222.]; 3) чрескожная постановка дренажной канюли через правое предсердие в левое предсердие [Brasseur A, Scolletta S, Lorusso R, Taccone FS. Hybrid extracorporeal membrane oxygenation. J Thorac Dis. 2018 Mar;10(Suppl 5):S707-S715. doi: 10.21037/jtd.2018.03.84. PMID: 29732190; PMCID: PMC5911562.]; 4) дренирование ЛЖ с помощью катетера, установленного через бедренную артерию и проведенного через аортальный клапан в полость ЛЖ [Fumagalli R, Bombino M, Borelli M, et al. Percutaneous bridge to heart transplantation by venoarterial ECMO and transaortic left ventricular venting. Int J Artif Organs 2004;27:410-3.]. Общими недостатками способов является то, что при данных методиках не всегда удается обеспечить эффективную разгрузку левых отделов сердца, что может быть связано с недостаточным диаметром или прикрытием отверстия в межпредсердной перегородке [Dahdouh Z., Roule V., Lognonй T., Sabatier R., Grollier G. Percutaneous blade and balloon atrioseptostomy as a supplement to extracorporeal membrane oxygenation as a bridge to heart transplantation. Cardiovasc. Revasc. Med. 2012; 13 (1): 69–711]. Противопоказанием для дренирования левого предсердия является наличие его тромбоза; кроме того, любая дополнительная прямая манипуляция с целю установки дренажа ЛЖ связана с дополнительной травматизацией и проблемами верификации установки дренажа с помощью рентгенологической визуализации и введения контраста [Johnston T.A., Jaggers J., McGovern J.J., O'Laughlin M.P. Bedside transseptal balloon dilation atrial septostomy for decompression of the left heart during extracorporeal membrane oxygenation. Catheter Cardiovasc. Interv. 1999; 46: 197–199.]
Известен способ использования катетерного насоса крови типа Impella. Необходимым условием использования Impella 2,5 является состоятельность аортального клапана. Кроме того, противопоказано применение устройства при наличии протеза аортального клапана (возможно повреждение протеза), у пациентов с недостаточностью клапана (возможно увеличение степени недостаточности), при кальцинозе (существует опасность отрыва кальцинатов, развития эмболии и инсульта). Также противопоказано использование Impella 2,5 при тромбозе ЛЖ, т.к. существует возможность засасывания тромбов в осевой насос с их последующей фрагментацией и развитием системной эмболии [Vlasselaers D., Desmet M., Desmet L., Meyns B., Dens J. Ventricular unloading with a miniature axial fl ow pump in combination with extracorporeal membrane oxygenation. Intensive Care Med. 2006 Feb; 32 (2): 329–333. ]. Также существенным недостатком способа является то, что вполне вероятна недостаточная объемная скорость кровотока при относительной гиповолемии, необходимая для эффективной гемодинамической разгрузки ЛЖ; риск развития ишемии нижней конечности и тромбоэмболии в сосуды головного мозга. Использование Impella 2,5 требует использования дополнительных расходных материалов [16. Koeckert M.S., Jorde U.P., Naka Y., Moses J.W., Takayama H. Impella LP 2.5 for left ventricular unloading during venoarterial extracorporeal membrane oxygenation support. J. Card. Surg. 2011; 26 (6): 666–668].
Известен способ установки в систему полых вен, так называемой, стент-канюли (smartcanul - [Abdel-Sayed S, Favre J, Taub S, von Segesser LK. Prevention of caval collapse during venous drainage for CPB. ASAIO J. 2013 Jan-Feb;59(1):46-51. doi: 10.1097/MAT.0b013e318277a84f. PMID: 23263336], которая имеет круговое сетчатое строение проксимального конца, обеспечивающее невозможность «присасывания» стенки вены к канюле. Недостатком способа является необходимость в применении дорогостоящей стент-канюли; установка стент-канюли возможна только в условиях рентген-операционной (невозможен транспорт пациента в критическом состоянии в ренген-операционную); предварительный подбор диаметра стент-канюли должен быть точно рассчитан также помощью рентген-контрастного КТ-исследования, поэтому ее установка возможна только при плановом проведении ВА ЭКМО как моста для дальнейшей терапии.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ejhf.849)
Известен способ (Vitaly Sorokin,Graeme MacLaren, Choosing the appropriate configuration and cannulation strategies for extracorporeal membrane oxygenation: the potential dynamic process of organ support and importance of hybrid modes, European Journal of Heart Failure Supplements (2017) 19 (Suppl. 2) 75–83, , согласно которому из-за нарушения венозного возврата через контрлатеральную конечность вводится  меньшая по диаметру канюля, расположенная дистальнее основной дренажной канюли для обеспечения венозного оттока из нижней конечности, которая затем соединяется с основной дренажной канюлей. Недостатком способа является вполне вероятная недостаточная объемная скорость кровотока при относительной гиповолемии, необходимая для эффективной гемодинамической разгрузки ЛЖ.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6379187/
Наиболее близким к заявляемому решению является способ (Daniele Camboni et al, Double, triple and quadruple cannulation for veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation support: is there a limit, Ann Cardiothorac Surg. 2019 Jan; 8(1): 151–159.  ), согласно которому дополнительная венозная возвратная канюля вводится сверху в правую внутреннюю яремную вену с наконечником в верхней полой вене на минимальном расстоянии от канюли нижней полой вены, чтобы свести к минимуму рециркуляцию (вено-артериовенозная поддержка). Недостатками способа являются то, что часть артериального оттока направляется в правое предсердие и в легочную сосудистую сеть, тем самым более эффективно насыщая кислородом коронарные артерии и верхнюю часть тела, но не разгружая левый желудочек; вторая канюля устанавливается «конец-в-конец» к первой, что не исключает высокую вероятность уменьшения венозного притока при присасывании стенки полой вены к перфорационным отверстиям канюль при недостаточном объемном кровотоке.
Технической проблемой является обеспечение дренирования левого желудочка (ЛЖ) при протезировании функции сердца методом ЭКМО, при котором снижается риск перегрузки камер сердца недренированным объемом крови, и при длительном использовании ЭКМО ЛЖ остается разгруженным.
Раскрытие сущности изобретения.
Технический результат заявленного способа состоит в обеспечении непрямого дренирования левого желудочка (ЛЖ) при протезировании функции сердца методом экстракорпоральной мембранной оксигенации сердца ЭКМО за счет полного исключения преднагрузки на миокард, исключая перегрузку камер сердца недренированным объемом крови, а ЛЖ остается разгруженным при сколь угодно длительном использовании ЭКМО.
Указанный технический результат реализуется за счет следующих приемов. Выполняют артериальную канюляцию. После чего осуществляют пункцию одной из общих бедренных вен и под контролем чреспищеводной эхокардиографии (ЧПЭХО) в систему ПВ  заводят венозную канюлю диаметром от 19F до 29F. Затем выполняют канюляцию контралатеральной общей бедренной вены и в систему НПВ вводят дополнительную канюлю диаметром не менее Ѕ от ранее установленной, при этом дренажные отверстия канюль позиционируют на разном уровне относительно друг друга. После чего обе венозные канюли соединяют в единую венозную систему контура ЭКМО с помощью Y-образного коннектора и фиксируют швами в паховой области.
Краткое описание чертежей.
Заявленный способ поясняется чертежами: на фиг. 1 показано позиционирование 1-й и 2-й канюли. На фиг. 2 представлена схема установки канюль, где 1- основная канюля; 2 – дополнительная канюля; 4 – стенки полой вены; 5 - бедренные вены. На фиг. 3 представлена схема работы дополнительной канюли и формирования суммарного восьмиобразного профиля при присасывании стенок полой вены, где 1 – основная канюля; 2 - дополнительная канюля; 3 – дренажные отверстия; 4 – стенка полой вены; 6 – дренажное пространство, свободное от прижатия стенок вены к перфорационным отверстиям. На фиг.3 отдельными стрелками показано воздействие (присасывание) стенок полой вены под действием насоса.
Осуществление изобретения.
Во время проведения вено-артериального ЭКМО при проявлении застоя крови в малом круге кровообращения и развитии отека легких, несмотря на адекватную объемную скорость экстракорпорального кровотока (>2,2 л/мин/м2) и оптимальную разгрузку правых отделов сердца при рентгенологическом проявлении отека легких: феномен «белые легкие»; ЗДЛА > 18 мм рт. ст; прогрессирующее ухудшение остаточной насосной функции ЛЖ: ФИ < 15% или ее снижение по сравнению с предшествующим периодом; прогрессирование диффузного гипокинеза миокарда ЛЖ; сохранение выраженной митральной регургитации или ее прогрессирование >2 ст. и  при отсутствии эффекта от применения диуретических препаратов или заместительной почечной терапии или при ограничении инфузионно-трансфузионной терапии, использовании кардиотонических препаратов в высоких дозировках и уровне АДср < 60–80 мм рт. ст. -  проводится дополнительная канюляция системы полой вены. Для этого в асептических условиях проводят аортальную канюляцию. Далее выполняют пункцию по методике Сельдингеру одной из общих бедренных вен. Под контролем чреспищеводной эхокардиографии (ЧПЭХО) в систему полых вен заводят венозную канюлю расчетного диаметра от 19F до 29F. При начале проведения ЭКМО оценивается эффективность работы венозной канюли. При недостаточном объеме кинетического дренажа из системы полых вен в контур аппарата ЭКМО, либо при прогнозируемом высоком риске перерастяжения левого желудочка (ЛЖ), а также в случае прогнозируемого продленного проведения ЭКМО более 5 суток – выполняется канюляция контрлатеральной общей бедренной вены по Сельдингеру, для чего в систему НПВ вводят дополнительную канюлю диаметром не менее Ѕ от ранее установленной под контролем ЧПЭХО в зону локализации первой канюли с позиционированием дренажных отверстий на разном уровне относительно друг друга (см. фиг. 1). Эффект увеличения возврата крови в контур ЭКМО достигается тем, что единый суммарный профиль поперечного сечения венозных канюль из линейного становится восьмиобразным, что исключает вероятность присасывания стенки полых вен к дренажным отверстиям (фиг. 2 и 3). При этом исключается перегрузка камер сердца недренированным объемом крови, а ЛЖ остается разгруженным при сколь угодно длительном ЭКМО. Снижается необходимость в дополнительной инфузионно-волемической нагрузке для поддержания адекватной объемной скорости притока в контур, что обычно используется как метод профилактики присасывания стенок вен к канюле. Затем обе канюли соединяют в единую венозную систему контура ЭКМО с помощью Y-образного коннектора ѕ и фиксируют обжимными швами в паховой области для профилактики их смещения.
Клинический пример.
Пациент N., 62 лет. Диагноз: Приобретенный порок сердца, недостаточность митрального и трехстворчатого клапанов. Длительно-персистирующая форма фибрилляции предсердий, тахисистолическая форма. С/п пластики митрального клапана, хирургического лечения нарушений ритма сердца «операция Лабиринт IV». НК IIА. ФК 4 по NYHA, легочная гипертензия 1В.
Оперативное вмешательство проведено в плановом порядке. В послеоперационном периоде в связи с прогрессированием левожелудочковой недостаточности и прогрессированием полиорганной недостаточности было принято решение о постановке системы ЭКМО.
На 2-е сутки применения ЭКМО у больного имеется прогрессия снижения остаточной насосной функции ЛЖ, что сопровождалось уменьшением остаточного сердечного выброса, пульсового артериального и легочного давлений, ростом давления в легочной артерии, давления заклинивания в легочной артерии, несмотря на адекватную объемную скорость экстракорпорального кровотока, развитие отека легких, подтвержденное рентгенологическими методами диагностики. На 2-е сутки выполнена постановка дублирующей венозной канюли трансфеморальным доступом с бикавальным ее позиционированием, по данным чреспищеводной эхокардиографии. На фоне чего отмечается положительная динамика в виде снижения ДЛА, ЗДЛА и клинико-рентгенологический регресс картины отека легких, развившегося на фоне ЭКМО и недостаточной разгрузки ЛЖ (табл. 1.). На 7 сутки успешное отлучение от В-А ЭКМО.
Таблица 1. Показатели центральной гемодинамики на фоне ЭКМО, где АД - артериальное давление, ДПП - давление правого предсердия, ДЛА - давление легочной артерии, ЗДЛА - заклинивающее давление легочной артерии, СВ - сердечный выброс собственного сердца.
<img file="00000001.jpg" he="7" wi="1" img-content="undefined" img-format="jpg" />Показатель
ЭКМО
1 сутки
2 сутки(до постановки канюли)
2 сутки(после постановки дублирующей венозной канюли)
5 сутки
7 сутки
АД, мм рт.ст.
93/81/74
88/80/73
100/95/90
110/95/89
109/92/90
ДПП, мм рт.ст.
5
4
4
4
4
ДЛА, мм рт.ст.
35/23/16
46/42/39
28/23/19
21/18/16
20/18/14
ЗДЛА, мм рт.ст.
14
30
16
14
12
ЭКМО, л/мин
5,2
5,1
5,0
4,0
3,5
СВ, л/мин
2,1
0,9
3,2
4,5
5,0
добутамин, кг/кг/мин
4,0
7,8
6,0
3,0
3,0
Примечание. АД - артериальное давление, ДПП - давление правого предсердия, ДЛА - давление легочной артерии, ЗДЛА - заклинивающее давление легочной артерии, СВ - сердечный выброс собственного сердца.
Таким образом, данный способ используется в клинике ФГБУ НМИЦ хирургии им. А.В. Вишневского Минздрава России г. Москва и позволяет надежно дренировать левые отделы сердца, не требуя для проведения разгрузки открытого оперативного или эндоваскулярного вмешательства и дополнительных устройств.