Zusammenfassung
Der Zweck dieser Studie bestand darin, die Wirkung der intermittierenden normobaren Hypoxietherapie (INH) auf die kompensatorischen und adaptiven Fähigkeiten des Körpers bei der komplexen präoperativen Vorbereitung auf die herzchirurgische Behandlung von Patienten mit ischämischer Kardiomyopathie (ICMP) zu untersuchen. Material und Methoden. Die vorliegende Studie umfasste 70 männliche Patienten mit einer etablierten ICMP-Diagnose (n=35 in der Hauptgruppe (MG) und der Kontrollgruppe (CG)). Alle Patienten hatten eine linksventrikuläre Ejektionsfraktion (LVEF) von <35 % und eine CHF im NYHA-Stadium II–IV. In der Phase der Vorbereitung auf eine Herzoperation absolvierten die Patienten im MG einen INH-Kurs mit der Bio-Nova-204G1-Installation.
Die Indikation für eine chirurgische Behandlung war das Vorhandensein von mindestens 50 % des Myokards mit einer radiopharmazeutischen Akkumulation von mehr als 50 % bei Vorhandensein eines gut entwickelten distalen Betts und dem Fehlen eines schweren rechtsventrikulären Versagens. Ergebnisse. Der anfängliche Schweregrad des Zustands der untersuchten Patienten wurde durch eine Verletzung der kontraktilen Funktion des LV sowie durch die maladaptive Natur des Umbaus der LV-Höhle und eine signifikante Störung des Zustands der Myokardperfusion vor dem Hintergrund mehrerer atherosklerotischer Läsionen der Herzkranzgefäße bestimmt. Nach dem INH-Kurs zur präoperativen Vorbereitung auf die herzchirurgische Behandlung von Patienten mit ICMP kam es zu einer Abnahme der Schwere der metabolischen Azidose und Hypoxämie vor dem Hintergrund einer signifikanten Zunahme der Fläche des lebensfähigen Myokards von 84,62 (76,47; 99,82) % auf 94,12 (92,31; 100,00) % (p=0,000).
Die Verbesserung der allgemeinen körperlichen Leistungsfähigkeit von Patienten mit ICMP MG nach dem INH-Kurs wurde durch Spiroveloergometriedaten bestätigt: eine Erhöhung des geleisteten Arbeitsvolumens sowie der Schwellenbelastung und des Prozentsatzes der erreichten maximalen Belastungsleistung. Der maximale Sauerstoffverbrauch stieg von 11,89±0,59 auf 13,69±0,64 ml/kg/min (p=0,009). Bei allen MG-Patienten kam es im Verlauf der INH zu einer Steigerung der Aktivität von Stoffwechselprozessen und adaptiven Reserven. Bei MG-Patienten wurde ein günstigerer Verlauf der intra- und frühen postoperativen Phase beobachtet: Die Entwicklung eines Low-Cardiac-Output-Syndroms, eines perioperativen Myokardinfarkts, lebensbedrohlicher Tachyarrhythmien und die Verwendung einer langfristigen inotropen Unterstützung mit Sympathomimetika wurden deutlich seltener beobachtet, was eine Verkürzung der Aufenthaltsdauer auf der Intensivstation und eine Verringerung der Anzahl perioperativer Komplikationen ermöglichte.
Abschluss. Der Einsatz des INH-Kurses zur präoperativen Vorbereitung auf die herzchirurgische Behandlung von Patienten mit ICMP beeinflusste Veränderungen der Grundparameter des Gewebestoffwechsels und der Funktionsreserven des kardiorespiratorischen Systems, was sich in einer Vergrößerung des Volumens des lebensfähigen Myokards und einer Verbesserung der Kompensations- und Anpassungsfähigkeiten des Körpers widerspiegelte, was einen angemesseneren Schutz vor Reperfusionsschäden und einen günstigeren Verlauf der perioperativen Phase bei dieser Patientenkategorie ermöglichte.
Einführung
Trotz offensichtlicher Erfolge auf dem Gebiet der Erforschung der Pathogenese, Diagnose und Behandlung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind die Invaliditäts- und Sterblichkeitsraten der Bevölkerung immer noch hoch, hauptsächlich aufgrund komplizierter Verlaufsvarianten der koronaren Herzkrankheit (KHK) [3, 5, 8]. Die ischämische Kardiomyopathie (ICMP) nimmt im Gesamtgefüge der koronaren Herzkrankheit eine Sonderstellung ein [13]. Die medizinische und gesellschaftliche Bedeutung der ICMP wird durch ihre hohe Prävalenz, die Tendenz zu einem progressiven Verlauf, die Resistenz gegenüber medikamentöser Therapie sowie die hohe Wahrscheinlichkeit der Entwicklung schwerer und prognostisch ungünstiger Komplikationen bestimmt [13]. Die Inzidenz von ICMP liegt nach Angaben verschiedener Autoren zwischen 10 und 35 % [6, 34].
Trotz offensichtlicher Fortschritte in der therapeutischen Behandlung komplizierter Formen der koronaren Herzkrankheit beträgt die jährliche Sterblichkeitsrate in der Allgemeinbevölkerung von Patienten mit koronarer Herzkrankheit und schwerer linksventrikulärer (LV) Dysfunktion mehr als 20 % [6] und die Prognose für das 5-Jahres-Überleben liegt nicht über 50 % [3, 43]. Aufgrund des Vorliegens einer multiplen stenotischen Atherosklerose der Koronararterien, einer Herzklappenschädigung und einer strukturellen Myokardumgestaltung bei Menschen mit ICMP ist eine isolierte konservative Therapie bei dieser Patientengruppe in der Regel wirkungslos. Eine chirurgische Revaskularisierung des Myokards mit Rekonstruktion der Atrioventrikularklappen und der LV-Höhle ist in solchen Situationen prognostisch der medikamentösen Behandlung vorzuziehen [13, 17, 25, 43].
Die gesammelten Erfahrungen in der chirurgischen Behandlung von Patienten mit komplizierten Formen der koronaren Herzkrankheit, die Verbesserung der chirurgischen und anästhesiologischen Versorgung, der weit verbreitete Einsatz von Methoden des intraoperativen Myokardschutzes und Kreislaufunterstützungsmethoden haben es ermöglicht, die Indikationen zu erweitern und die Ergebnisse der herzchirurgischen Behandlung von Patienten mit ICMP zu verbessern. Gleichzeitig sind eine verminderte systolische Kapazität und geringe Funktionsreserven des Myokards sowie das Vorliegen einer progressiven Herzinsuffizienz (HF) bei Patienten mit ICMP unabhängige Risikofaktoren für die operative Mortalität [4, 43]. Die frühe postoperative Mortalität bei Patienten mit reduzierter LV-Ejektionsfraktion (EF) (EF<35 %) ist 1,5–6 mal höher als bei Personen mit Werten dieses Indikators über 35 % [8, 44].
Der häufigste Grund für ungünstige Ergebnisse der chirurgischen Behandlung von Patienten mit komplizierter koronarer Herzkrankheit ist mit einem hohen Risiko für die Entwicklung perioperativer Komplikationen verbunden, die einen führenden Platz in der Struktur der Todes- und Behinderungsursachen bei Menschen mit ICMP in der frühen und späten Phase nach einer Herzoperation einnehmen [25].
Eine wichtige Rolle bei der Entstehung früher postoperativer Komplikationen bei herzchirurgischen Patienten spielt die Art der präoperativen Vorbereitung. Daher ist die Suche nach neuen Technologien für eine effektivere Vorbereitung von Patienten mit ICMP auf eine Operation sehr relevant.
Die derzeitige Routinepraxis der präoperativen Vorbereitung, die ausschließlich auf dem medikamentösen Prinzip basiert, schützt den Patienten nicht vollständig vor den Belastungen eines chirurgischen Traumas [15].
Eine vielversprechendere Richtung im modernen System der präoperativen Vorbereitung ist ein integrierter Ansatz mit dem zusätzlichen Einsatz von Technologien, die die Kompensations- und Anpassungsfähigkeiten des Körpers an mehrkomponentigen chirurgischen Stress erhöhen und darauf abzielen, die Toleranz gegenüber chirurgischen Traumata zu verbessern und schwere Stoffwechselkomplikationen in der perioperativen Phase zu verhindern. Da bei der Genese verschiedener Erkrankungen, die als Folge von chirurgischen Traumata und chirurgischem Stress auftreten, Hypoxie und Störungen des Gewebesauerstoffstoffwechsels die Hauptrolle spielen [26], erscheint es angemessen, die Anpassung an den Hypoxiefaktor als adäquate präoperative Vorbereitung auf Herzoperationen zu betrachten. Die vielversprechendste und physiologischste Methode der adaptiven Hypoxietherapie, die in den letzten Jahren breite Anerkennung gefunden hat, ist die Methode der intermittierenden normobaren Hypoxietherapie (INH) [20, 22, 27].
Zweck der Studie
Es sollte die Wirkung einer intermittierenden normobaren Hypoxietherapie auf die kompensatorischen und adaptiven Fähigkeiten des Körpers bei der komplexen präoperativen Vorbereitung auf die herzchirurgische Behandlung von Patienten mit ischämischer Kardiomyopathie untersucht werden.
Material und Methoden
Die vorliegende Studie umfasste 70 männliche Patienten mit ischämischer Kardiomyopathie und gezielter Auswahl für eine Herzoperation. Die Diagnose ICMP wurde auf der Grundlage standardisierter Diagnosekriterien gestellt: Vorliegen von Hinweisen auf einen früheren Myokardinfarkt (MI), bestimmte echokardiographische Parameter (LV enddiastolische Dimension (EDD)>55 mm, LVEF<35 %, Index der beeinträchtigten lokalen Kontraktilität (INLS)>1,3, relativer Wanddickenindex (IOTS) LV <0,45), diagnostiziert mit hämodynamisch signifikanter stenotischer Läsion der Koronararterien, dem Vorliegen von Symptomen einer fortschreitenden Herzinsuffizienz (NYHA FC II–IV) [1, 36].
Klinische Kriterien für die Aufnahme in die Studie: Patienten mit einer bestätigten ICMP-Diagnose, die einer chirurgischen Revaskularisierung des Myokards unterzogen werden müssen, vorausgesetzt, dass ein ausreichendes Volumen an lebensfähigem Myokard vorhanden ist (mindestens 50 % des Myokards mit einer Anreicherung von Radiopharmazeutika (RP) >50 % [39]). Ausschlusskriterien aus der Studie waren: Kardiomyopathie nicht ischämischen Ursprungs; Pathologie des Klappenapparates rheumatischer Ätiologie; Rechtsherzversagen (rechtsventrikuläre Ejektionsfraktion (RV) <35 %); Pathologie der Schilddrüse, die eine medikamentöse Korrektur erfordert; hämodynamisch signifikante Störungen des Blutflusses im extrakraniellen Bereich; Diabetes mellitus im Stadium der Dekompensation; primäre oder sekundäre Erythrozytose; individuelle Unverträglichkeit gegenüber Sauerstoffmangel.
Nach Überprüfung der Diagnose anhand klinischer, instrumenteller und labortechnischer Parameter wurden alle Studienpatienten in zwei Gruppen eingeteilt, die hinsichtlich der wichtigsten klinischen, demografischen sowie labortechnischen und instrumentellen Merkmale vergleichbar waren (Tabelle 1): 35 Patienten der Kontrollgruppe (CG) mit standardmäßiger präoperativer Vorbereitung und 35 Patienten der Hauptgruppe (MG), die vor dem Hintergrund der standardmäßigen Arzneimittelvorbereitung in der präoperativen Phase eine intermittierende normobare hypoxische Therapie erhielten nach einer von uns für Personen mit ICMP modifizierten Methode durchgeführt.
Gemäß den anfänglichen klinischen, demografischen und labortechnischen Merkmalen unterschieden sich die untersuchten Patienten der Vergleichsgruppen nicht signifikant.
Als standardmäßige präoperative Vorbereitung erhielten die Patienten beider Studiengruppen eine komplexe medikamentöse Therapie gemäß den nationalen Empfehlungen und den Empfehlungen der Europäischen Gesellschaft für Kardiologie. Die Standard-Basistherapie umfasste Thrombozytenaggregationshemmer, Angiotensin-Converting-Enzym-Hemmer (ACE-Hemmer), β-Blocker, Statine, Diuretika (Loop- und kompetitive Aldosteronantagonisten) und, sofern angezeigt, Nitrate und niedermolekulare Heparine (NMH).
Die intermittierende normobare Hypoxietherapie als komplexe präoperative Vorbereitung für die herzchirurgische Behandlung von Patienten mit ICMP wurde unter Verwendung einer Gastrennmembrananlage für die Hypoxietherapie „Bio-Nova-204G1“ (Russland) durchgeführt. Für Personen mit ICMP haben wir eine modifizierte Methode zur schrittweisen Anpassung an periodische Hypoxie vorgeschlagen, die sich vom Standard durch eine Änderung der Häufigkeit und Exposition der kontinuierlichen hypoxischen Exposition während INH-Sitzungen unterscheidet. Der INH-Verlauf zur präoperativen Vorbereitung von Patienten mit ICMP umfasste 10 tägliche Sitzungen einer adaptiven Hypoxietherapie. Jede Sitzung mit einer Gesamtdauer von 50 Minuten bestand aus 5 aufeinanderfolgenden 10-Minuten-Zyklen, in denen sich jeweils 5-Minuten-Intervalle, in denen der Patient ein hypoxisches Stickstoff-Sauerstoff-Gasgemisch (HGM) einatmete, mit 5-Minuten-Intervallen, in denen er atmosphärische Luft einatmete, ab.
In jedem Zyklus von Sitzung zu Sitzung kam es in 5-Minuten-Intervallen der HGM-Inhalation zu einem schrittweisen Anstieg der Häufigkeit und Dauer der kontinuierlichen hypoxischen Exposition, wobei sich die Gesamtdauer der hypoxischen Stimulation in einer Sitzung im Verlauf der INH von 15 auf 25 Minuten erhöhte.
Instrumentelle und klinische Laboruntersuchungen wurden bei Patienten in der MG zu Studienbeginn, am Ende des INH-Kurses und am 10–14 Tag nach der Herzoperation durchgeführt, und bei Patienten in der CG – zu Studienbeginn und am 10–14 Tag nach der chirurgischen Behandlung.
Zur Objektivierung der funktionellen Klasse der Herzinsuffizienz wurde die NYHA-Klassifikation anhand des 6-Minuten-Gehtests [33] verwendet. Das Operationsrisiko wurde mit der EuroScore-Skala [38] berechnet. Die instrumentelle Untersuchung umfasste transthorakale Echokardiographie, Koronarangiographie, Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie mit 99mTc-MIBI (SPECT mit 99mTc-MIBI) und Spiroergometrie sowie die laborchemische Bestimmung der wichtigsten Blutgasparameter und des B-Typ-natriuretischen Peptids (BNP).
Kardiohämodynamische Störungen wurden anhand von Echokardiographiedaten unter Verwendung eines digitalen Herzultraschallgeräts Vivid-7 (General Electric, USA – Belgien) gemäß Standardmethoden gemäß den Empfehlungen der American Society of Echocardiography [28] beurteilt.
Die selektive Koronarangiographie wurde mit einem digitalen Angiographiegerät Innova 3100 (GE, USA) gemäß der allgemein anerkannten Standardtechnik [35] durchgeführt.
Um den Zustand der Myokardperfusion zu beurteilen, wurden alle Patienten einer Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie mit 99mTc-MIBI auf einer Rotationstomographie-Gammakamera mit einem Detektor Nucline X-Ring/R (Mediso, Ungarn) unterzogen. Die Schwere der Störungen der LV-Myokardperfusion wurde in Form einer Abnahme der Anreicherung von Radiopharmaka im Verhältnis zum intakten Myokard sichtbar gemacht. Die folgenden Grade der myokardialen Perfusionsbeeinträchtigung wurden unterschieden: normale Perfusion (der Grad der radiopharmazeutischen Akkumulation ist höher als 75 % der maximalen Akkumulation), eine mäßige Abnahme der Perfusion (von 51 % bis 75 %), eine deutliche Abnahme der Perfusion (von 31 % bis 50 %) und Aperfusion oder eine starke Abnahme der Perfusion (weniger). 30%), die narbige Veränderungen charakterisierten [19].
Die Anreicherung von Radiopharmaka in Bereichen mit beeinträchtigter Durchblutung von mehr als 50 % [39] wurde als Kriterium für die Lebensfähigkeit des Myokards angesehen.
Die funktionellen Fähigkeiten des kardiorespiratorischen Systems wurden anhand der Ergebnisse von spiroVEP [38] beurteilt. Der Test wurde mit einem Hardware-Software-Komplex für Spiroveloergometrie AT-104 ErgoSpiro (Schiller AG, Österreich) unter Verwendung einer kontinuierlichen schrittweisen Steigerungsmethode, beginnend mit 25 W, mit einer Erhöhung der Belastungsleistung alle 3 min um 25 W durchgeführt, bis allgemein anerkannte Kriterien für die Beendigung der Belastungsforschung erschienen [7, 8] und/oder das Erreichen einer Atemnot von 17–18 Punkten auf der Borg-Skala [24].
Zur Objektivierung des Schweregrads der chronischen Herzinsuffizienz (CHF), zur Prognosebeurteilung und zur Überwachung der Behandlungseffektivität wurde bei allen Patienten das B-Typ-natriuretische Peptid (BNP) bestimmt [7]. Als Normalbereich galten 0 bis 100 pg/ml.
Die klinische Blutanalyse wurde mit einem automatischen Analysegerät von ABX Micros 60 (Frankreich) durchgeführt. Um den Zustand des Sauerstoffhaushalts und des Gewebestoffwechsels zu charakterisieren, wurden Indikatoren der Gaszusammensetzung von arteriellem und gemischtvenösem Blut [16] mit einem Blutgas- und Elektrolytanalysator Radiometer ABL 800 FLEX (Dänemark) untersucht. Wir haben die folgenden Indikatoren bewertet: Partialspannung von Sauerstoff (pO₂, mm Hg) und Kohlendioxid (pCO₂); Gesamthämoglobingehalt (ctHb) im Blut; Grad der Hämoglobinsättigung mit Sauerstoff (sO₂); Konzentration des an Hämoglobin gebundenen und im Blutplasma gelösten Sauerstoffs (ctO₂); Blutsauerstoffspannung bei 50 % Blutentsättigung (p50). Die Art der Stoffwechselveränderungen wurde anhand der Verschiebung des pH-Werts zur sauren oder alkalischen Seite sowie anhand der Konzentration von Laktat (cLac), Bicarbonat (HCO₃⁻), tatsächlichem (ABE) und Standardüberschuss/-mangel (SBE) an Pufferbasen im Blut beurteilt.
Bei allen Patienten beider Studiengruppen wurde eine chirurgische Revaskularisierung des Myokards unter Verwendung standardmäßiger chirurgischer Techniken durch mediane longitudinale Sternotomie [18, 30] unter kardiopulmonalem Bypass (CPB) durchgeführt. Die Indikationen für eine herzchirurgische Behandlung von Patienten mit ICMP waren die allgemein anerkannten Indikationen für eine Koronararterien-Bypass-Transplantation (CABG) und Klappenkorrektur bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit [30] mit einem gut entwickelten distalen Bett, einem ausreichenden Volumen an lebensfähigem Myokard (Vorhandensein von mindestens 50 % Myokard mit Ansammlung von Radiopharmaka >50 %). [39]) und das Fehlen einer schweren rechtsventrikulären Insuffizienz (RV EF>35 %) [18]. Auf der Grundlage der Operationsprotokolle, Karten des kardiopulmonalen Bypasses und der Anästhesie sowie der Art und Häufigkeit der Entwicklung perioperativer Komplikationen wurde eine Analyse des Verlaufs der intraoperativen Phase und des Ausmaßes des chirurgischen Eingriffs durchgeführt.
Merkmale des Umfangs des chirurgischen Eingriffs und intraoperative Parameter in den Vergleichsgruppen sind in der Tabelle dargestellt. 2.
Die statistische Verarbeitung der erhaltenen Ergebnisse erfolgte mit dem Standard-Statistiksoftwarepaket Statistica 7.0 für das Betriebssystem Windows XP (StatSoft Inc., Version 7.0, 2004). Bei der Durchführung der Berechnungen wurden alle Variationsreihen mit der Kolmogorov-Smirnov-Methode auf die Normalität der Varianzverteilung in den untersuchten Gruppen getestet. Die Daten werden als arithmetisches Mittel ± Standardfehler des arithmetischen Mittels (М±m) mit einer Normalverteilung des Merkmals oder als Median (Me) und Interquartilbereich (Unteres Quartil (LQ) – 25-Perzentil; Oberes Quartil (UQ) – 75-Perzentil) mit einer Verteilung des Merkmals dargestellt, die von der Normalverteilung abweicht [9]. Die Zuverlässigkeit von Intergruppenunterschieden in den Mittelwerten auf quantitativer Basis wurde mit dem Student-t-Test für abhängige und unabhängige Stichproben mit Normalverteilung und mit einer Nichtnormalverteilung untersucht – unter Verwendung des nichtparametrischen Mann-Whitney-U-Tests für nicht verwandte Gruppen und des Wilcoxon-Paarvergleichstests für verwandte Gruppen.
Die Charakterisierung von Unterschieden in qualitativen Merkmalen erfolgte durch Bewertung der Häufigkeit des untersuchten Merkmals auf der Grundlage des exakten Fisher-Tests oder des χ2-Tests von Pearson für Daten aus den Tabellen 2×2 in zwei unabhängigen Stichproben und unter Verwendung des McNemar-Tests zwischen abhängigen Stichproben. Der Unterschied wurde auf dem Wahrscheinlichkeitsniveau 95 % (p<0,05) [9] als statistisch signifikant angesehen.
Ergebnisse und Diskussion
Beurteilung des Ausgangsstatus von Patienten mit ICMP in den Studiengruppen
Anfänglich hatten alle Patienten beider Gruppen ausgeprägte klinische Manifestationen einer CHF, was sich in den Ergebnissen von 6-Minuten-Gehtest (345,69±16,52 m in der MG und 300,69±16,58 m in der CG, p=0,061) widerspiegelte und durch den hohen BNP-Wert als Labormarker für den Schweregrad der CHF bestätigt wurde: 310,20 (174,23; 668,01) pg/ml im MG und 284,01 (87,50; 734,01) pg/ml im CG (p=0,471). Die Mehrheit der Patienten hatte mehrere atherosklerotische Läsionen der Herzkranzgefäße (31 (81,57 %) Patient MG und 31 (88,57 %) Patient CG, p=0,414), während die Anzahl der Koronararterien (CA) mit hämodynamisch signifikanten stenosierenden Läsionen jeweils 4,01 betrug (2,01; 5,01) und 3,01 (2,01; 5,01), p=0,778 (Tabelle 1).
Strukturelle und funktionelle Veränderungen des LV vor dem Hintergrund von Mehrgefäßläsionen der Koronararterie bei den untersuchten Patienten mit ICMP waren durch eine deutliche Abnahme der LVEF (LVEF<30%) mit einer Zunahme der Größe und des Volumens des LV sowie einer Veränderung der Form und Dicke seiner Wände gekennzeichnet (Tabelle 1), die mit dem Vorhandensein von Herden myokardialer Asynergie in Bereichen verbunden ist Postinfarktkardiosklerose sowie ischämische Dysfunktion des hibernierenden Myokards und eine Abnahme seiner Kontraktions- und Pumpfunktionen [47]. Signifikante Veränderungen der strukturellen, geometrischen und funktionellen Parameter des LV hatten einen maladaptiven Umbaucharakter, der zum Fortschreiten der CHF bei Patienten mit ICMP beitrug [5].
Eine besondere Rolle bei der Entwicklung einer LV-Dysfunktion bei Patienten mit ICMP spielen der Perfusionszustand und die Lebensfähigkeit des Myokards, die weitgehend die Art der Entwicklung ischämischer Reperfusionskomplikationen in der frühen postoperativen Phase bestimmen und auch die Vollständigkeit der Wiederherstellung der Myokardkontraktilität nach chirurgischer Revaskularisation bestimmen [14]. Gemäß den Ergebnissen der SPECT mit 99mTc-MIBI vor der Operation betrug die Anzahl der LV-Myokardsegmente mit beeinträchtigter Perfusion 7,57±0,53 im MG und 7,57±0,44 im CG (p=1,0). Der Ausgangszustand der Myokardperfusion unterschied sich bei Patienten der Studiengruppen nicht signifikant und wurde wie folgt charakterisiert: Das Volumen des Myokards bei normaler Perfusion betrug 52,94 (35,29; 61,53) % in der MG und 46,15 (35,29; 52,94) % in der CG, % des Myokards mit mäßigen und ausgeprägten Perfusionsdefekten – 35,29 (23,53; 41,18) % und 11,77 (0,00; 23,08) % im MG mit 41,18 (30,77; 46,15) % bzw. 7,69 (0,00; 17,65) % in CG.
Die Fläche des lebensfähigen Myokards betrug 84,62 (76,47; 99,82) % im MG und 84,62 (76,92; 100,00) % im CG (p=0,601).
So zeichneten sich zunächst alle Patienten mit ICMP in den Vergleichsgruppen durch das Vorhandensein prognostisch ungünstiger morphofunktioneller Veränderungen im Herzen aus, die auf die maladaptive Natur des Umbaus der LV-Höhle vor dem Hintergrund einer ausgedehnten Kardiosklerose nach Infarkt und einer erheblichen Beeinträchtigung der Myokardperfusion zurückzuführen waren, die zweifellos erhebliche Risikofaktoren für die Entwicklung perioperativer Komplikationen darstellen und die Notwendigkeit einer sorgfältigen präoperativen Vorbereitung von Patienten mit kompliziertem IHD-Verlauf erfordern um die Kompensations- und Schutzmechanismen des Körpers bei Operationsstress zu erhöhen.
Bewertung des Einflusses von INH auf die kompensatorischen und adaptiven Fähigkeiten des Körpers bei der komplexen präoperativen Vorbereitung auf die herzchirurgische Behandlung von Patienten mit ICMP
Um die Wirksamkeit der Anwendung der INH-Methode bei Patienten mit ICMP zu bewerten, wurde die Wirkung der adaptiven Hypoxietherapie auf die Funktionsreserven des kardiorespiratorischen Systems und die Hauptparameter des Blutgastransportsystems sowie auf Veränderungen im Zustand der Myokardperfusion untersucht.
Die Sauerstofftransportfunktion des Blutes und die Angemessenheit des Sauerstoffverbrauchs des Körpergewebes während der Anpassung an den Hypoxiefaktor wurden anhand der Dynamik der Parameter der Gaszusammensetzung des venösen Blutes vor und nach einer INH-Exposition untersucht (Tabelle 3).
Unter dem Einfluss von INH kam es zu einer Abnahme der Schwere der metabolischen Azidose und Hypoxämie, was durch einen signifikanten Anstieg des pH-Werts und des HCO₃⁻ sowie einen statistisch signifikanten Anstieg der Pufferbasenkonzentration bestätigt wurde (Tabelle 3). Eine der Auswirkungen der Anpassung an intermittierende Hypoxie war eine Erhöhung der Sauerstoffkapazität des Blutes vor dem Hintergrund des INH-Verlaufs, die durch die reflexartige Freisetzung roter Blutkörperchen aus dem Depot in den Blutkreislauf auftritt, sowie eine Stimulation der Erythropoese und der Hämoglobinsynthese, die durch zahlreiche wissenschaftliche Daten bestätigt wird [10, 20, 23, 27, 37, 40] und die Ergebnisse dieser Studie.
Nach einer INH-Behandlung bei Patienten mit ICMP wurde ein statistisch signifikanter Anstieg der Anzahl der Erythrozyten im Blut von 4,71±0,10 auf 5,02±0,11 ×10¹²/l (p=0,002) und des Gesamthämoglobinspiegels (ctHb) verzeichnet 144,66±3,21 bis 153,80±3,09 g/l (p=0,001). Eine Erhöhung der Sauerstoffkapazität des Blutes sowie die Aktivierung oxidativer Prozesse im Gewebe unter dem Einfluss der Anpassung an Hypoxie wirkten sich günstig auf die Sauerstofftransporteigenschaften des Blutes und die Schwere der Hypoxämie aus. Somit kam es nach dem INH-Kurs zu einem signifikanten Anstieg der Konzentration von O₂, das mit Hämoglobin verbunden ist und im Blutplasma gelöst ist (ctO₂), sowie zu einem Anstieg des Grades der Hämoglobin-Sauerstoffsättigung (sO₂) und des Grades der Blutsauerstoffsättigung (SpO₂) (Tabelle 3).
Nach den verfügbaren wissenschaftlichen Daten [11, 40] erklärt sich die positive Wirkung der adaptiven Hypoxietherapie auf Indikatoren des Sauerstoffstatus des Körpers von Patienten mit ICMP durch die Tatsache, dass beim Einatmen eines hypoxischen Gasgemisches ein O₂-Mangel die Erregung von Chemorezeptoren der Aorta-Carotis-Zone des Gefäßbetts und der Halsschlagadern sowie von Zentren, die Atmung und Blutzirkulation regulieren, fördert und dazu führt eine kompensatorische Steigerung der Lungenventilation und Umverteilung des Blutflusses, wodurch die Öffnung ungenutzter Kapillaren gefördert und die Mikrozirkulation und der Kollateralblutfluss verbessert werden [11, 40]. Darüber hinaus sorgt eine Erhöhung der Sauerstoffkapazität des Blutes für eine stärkere Aufnahme von O₂ aus der Alveolarluft, wodurch die Zufuhr und Nutzung von Sauerstoff durch das Gewebe nicht nur intensiver, sondern auch effizienter wird [11].
Einer der wichtigen adaptiv-kompensatorischen Mechanismen des Körpers zur Korrektur des Sauerstoffmangels bei hypoxischer Exposition ist die Entwicklung einer mäßigen kompensatorischen Hyperventilation, die aufgrund der stärkeren Eliminierung von Kohlendioxid einen Anstieg des pO₂ in der Alveolarluft fördert, was zu einem leichten Anstieg des pO₂ und einer Abnahme des pCO₂ im Blut führt [26] und durch diese Studie bestätigt wird. Nach einer INH-Exposition stieg der Partialdruck von Blut-O₂ signifikant von 25,40 (19,80; 31,90) auf 28,80 (21,40; 40,10) mmHg an. (p=0,015). Basierend auf Untersuchungen von Swift P.C. et al. [42], ein Anstieg des pO₂ im Blut trägt zur Wiederherstellung der Funktion von Myokardiozyten im Ruhezustand in ischämischen Geweben bei, was eine wichtige Rolle bei der präoperativen Vorbereitung von Patienten mit ICMP spielt.
Eine der wichtigsten klinischen Manifestationen des Schweregrads von Patienten mit ICMP ist eine Abnahme der körperlichen Leistungsfähigkeit (PP) [21]. Einen wesentlichen Beitrag zu den Mechanismen der verminderten Belastungstoleranz (PE) leisten periphere Systeme, die Bewegung bereitstellen: schwere Störungen der Lungenventilation und Mikrozirkulation sowie Schädigungen der Skelettmuskulatur [32].
Die quantitative Beurteilung der Sauerstoffversorgung bei körperlicher Aktivität und die Messung der Toleranz gegenüber körperlicher Aktivität spiegeln den Zustand der kompensatorisch-adaptiven Reserven des Körpers wider und haben wichtige diagnostische und prognostische Bedeutung bei der Untersuchung der Fähigkeit des kardiorespiratorischen Systems, unter Stressbedingungen einen angemessenen Lungen- und Gewebegasaustausch aufrechtzuerhalten [46].
Eine umfassende Beschreibung der körperlichen Leistungsfähigkeit und Belastungstoleranz gemäß SpiroVEP-Daten bei Patienten mit ICMP vor und nach einer INH-Behandlung ist in der Tabelle dargestellt. 4.
Die Analyse der erhaltenen Ergebnisse ergab die folgenden Merkmale. Die Verbesserung der allgemeinen körperlichen Leistungsfähigkeit von Patienten mit ICMP nach einer adaptiven Hypoxietherapie wurde durch einen signifikanten Anstieg des Arbeitsvolumens von 1350,00 (825,00; 2175,00) auf 2058,00 (1760,00; 2700,00) kgm (p=0,024) bestätigt. Gleichzeitig kam es zu einem statistisch signifikanten Anstieg der Schwellenlastleistung und des Prozentsatzes der maximal erreichten Lastleistung gegenüber der tatsächlich erwarteten (Tabelle 4). Unter Schwellenleistung wurde das Belastungsniveau zum Zeitpunkt des Erreichens der anaeroben Schwelle verstanden, also in dem Moment, in dem Sauerstoffverbrauch und Kohlendioxidproduktion gleich sind.
Eines der Kriterien zur indirekten Charakterisierung der koronaren Reserve und des myokardialen Sauerstoffbedarfs ist das Doppelprodukt (DP) und dessen Belastungsanstieg (ΔDP). Einer Reihe von Autoren zufolge könnte das Ausmaß des DP-Anstiegs (ΔDP) einen unabhängigen prognostischen Wert hinsichtlich der Entwicklung von Komplikationen und wiederholten kardiovaskulären Ereignissen bei Menschen mit koronarer Herzkrankheit haben [45]. Bei den untersuchten Patienten mit ICMP kam es unter dem Einfluss des INH-Verlaufs zu einem signifikanten Anstieg des absoluten DP-Wertes während der Belastung sowie des ΔDP-Wertes (Tabelle 4). Es gab keine statistisch signifikante Dynamik der HFmax-Werte während des Trainings und des Prozentsatzes der HFmax von der erwarteten HF sowie des Wertes des Sauerstoffpulses bei submaximaler Belastung [12] nach dem INH-Verlauf bei ICMP-Patienten (Tabelle 4).
Als zuverlässigstes und objektivstes Kriterium für die Belastungstoleranz gilt die Höhe des maximalen Sauerstoffverbrauchs (VO₂max), worunter der Sauerstoffverbrauch zum Zeitpunkt der Testunterbrechung aus irgendeinem Grund verstanden wird, der die maximale Fähigkeit des Körpers widerspiegelt, das Gewebe während der Belastung mit Sauerstoff zu versorgen und zu verbrauchen [20]. Nach modernen Empfehlungen gilt der Wert von VO₂max≤14 ml/kg/min als wichtiger prognostischer Marker für eine hohe Wahrscheinlichkeit der Entwicklung kardiovaskulärer Komplikationen und weist auf eine schlechte Prognose bei Menschen mit CHF hin [31]. Nach einer INH-Behandlung bei Patienten mit ICMP wurde ein Anstieg des VO₂max-Spiegels von 11,89±0,59 ml/kg/min auf 13,69±0,64 ml/kg/min (p=0,009) verzeichnet, was sich in der Verbesserung des klinischen Verlaufs von CHF in der Studiengruppe der Patienten widerspiegelte.
Die Bestätigung des oben Gesagten war ein Rückgang des Niveaus des CHF-Schweregradmarkers BNP von 310,20 (174,23; 668,01) auf 180,49 (86,92; 335,79) pg/ml (p=0,000) während einer adaptiven hypoxischen Therapie.
Nach einer INH-Exposition bei Patienten mit ICMP gab es keine signifikanten Veränderungen im Atemminutenvolumen (VE), den Ventilationsäquivalenten für Sauerstoff (VE/VO₂) und Kohlendioxid (VE/VCO₂) sowie im Verhältnis von „Totraum“/Atemvolumen (VD/VT) (Tabelle 4), was die Ventilationsreaktion und die Art der Ventilations-Perfusions-Verhältnisse bei steigender Belastung widerspiegelt. Das Fehlen negativer Veränderungen der Parameter der Lungenventilation bei den Studienteilnehmern vor dem Hintergrund der Anpassung an Sauerstoffmangel ermöglicht es uns, die sichere Anwendung des vorgeschlagenen Regimes der hypoxischen Stimulation bei Personen mit ICMP zu beurteilen.
Ein signifikanter Anstieg der metabolischen Äquivalentwerte (MET) nach dem INH-Kurs von 3,39±0,17 auf 3,97±0,20 (p=0,006), der das Verhältnis des Sauerstoffverbrauchs bei einer bestimmten Belastung zu seinem Verbrauch im Ruhezustand charakterisiert, deutete auf eine Verbesserung der Effizienz des Sauerstofftransportsystems und eine Erhöhung der Aktivität von Stoffwechselprozessen im Körper vor dem Hintergrund der Anpassung an hypoxische Effekte hin [24].
Der wirksame Einfluss von INH auf die Funktionsreserven des Blutgastransportsystems sowie auf die Reservekompensations- und Anpassungsfähigkeiten des Körpers wirkte sich positiv auf den Perfusionszustand lebensfähiger Bereiche des Myokards aus, was durch einen signifikanten Rückgang nach einer INH-Expositionsdauer in der Gesamtzahl der Segmente mit beeinträchtigter Perfusion von 7,57±0,53 bis 5,89±0,43 bestätigt wurde (p=0,002). Eine detaillierte Untersuchung der Art der quantitativen Veränderungen in Segmenten mit unterschiedlichem Grad an Myokardperfusionsbeeinträchtigung ergab Folgendes: Im Durchschnitt der Gruppe stieg die Anzahl der Segmente mit normaler Perfusion von 7,57±0,44 auf 8,60±0,51 (p=0,029), die Anzahl der Segmente mit mäßiger und schwerer Minderperfusion verringerte sich entsprechend mit 5,23±0,36 auf 4,91±0,35 (p=0,473) und von 2,09±0,33 bis 0,86±0,20 (p=0,000).
Die Dynamik des Zustands der Myokardperfusion bei Patienten der Studiengruppe vor und nach dem INH-Kurs wurde wie folgt charakterisiert: Das Volumen des Myokards bei normaler Perfusion stieg signifikant von 52,94 (35,29; 61,53) % auf 58,82 (46,15; 76,47) % (p=0,015) mit einer statistisch signifikanten Abnahme im Myokardvolumen mit ausgeprägten Perfusionsdefekten von 11,77 (0,00; 23,08) % bis 5,88 (0,00; 7,69) % (p=0,001). Gleichzeitig erhöhte sich die Fläche des lebensfähigen Myokards nach dem Verlauf der INH signifikant von 84,62 (76,47; 99,82) % auf 94,12 (92,31; 100,00) % (p=0,000).
Die erhaltenen Ergebnisse ermöglichten es uns, die Annahme einer möglichen wirksamen Wirkung der adaptiven Hypoxietherapie auf chronische reversible ischämische Dysfunktion und Myokardhypoperfusion zu bestätigen, die vor dem Hintergrund einer anhaltenden Abnahme des koronaren Blutflusses mit okklusiven Läsionen der Koronararterien auftritt, was zweifellos eine wichtige Rolle bei der präoperativen Vorbereitung dieser Patientenkohorte spielt.
Vergleichende Beurteilung des Verlaufs der perioperativen Phase in den Studiengruppen von Patienten mit ICMP
Chirurgische Eingriffe unter Bedingungen eines kardiopulmonalen Bypasses sind eine ausgeprägte Form der Aggression, auf die der Körper mit einer Reihe komplexer Reaktionen reagiert. Sie basieren auf einem hohen Maß an neuroendokriner Spannung, begleitet von ausgeprägten Veränderungen der Hämodynamik und einer deutlichen Intensivierung des Stoffwechsels, was zu einer Verschlechterung dysmetabolischer Veränderungen und Veränderungen der Funktionen lebenswichtiger Organe und Systeme führt. Ein Maß für die Stoffwechselreaktion des Körpers auf jeden aggressiven Faktor, einschließlich traumatischer Operationen ist der Grad der endogenen Vergiftung, der den Prozess der Entstehung postoperativer Komplikationen bestimmt [2].
Trotz der Tatsache, dass sich die Patienten in der MG hinsichtlich der anfänglichen klinischen, labortechnischen und instrumentellen Merkmale sowie des Umfangs der durchgeführten Herzoperationen statistisch nicht signifikant von der untersuchten CG unterschieden (Tabellen 1 und 2), wiesen die Indikatoren des Gewebestoffwechsels und des Sauerstoffhaushalts in der frühen postoperativen Phase eine Reihe von Merkmalen auf (Tabelle 5).
Die frühe postoperative Phase in den Vergleichsgruppen war durch eine statistisch signifikante Abnahme der Manifestationen von metabolischer Azidose und Gewebehypoxämie in der MG im Vergleich zur CG gekennzeichnet, was durch eine signifikante Änderung des Blut-pH-Werts, der Bikarbonatkonzentration, niedrigere Blutlaktatspiegel und einen Rückgang des Pufferbasenmangels in der Hauptgruppe am Ende des ersten Tages nach der Herzoperation im Vergleich zur CG bestätigt wurde (Tabelle 5). Gleichzeitig wurden bei Patienten mit MG am ersten Tag nach der Operation deutlich höhere Werte des ctHb- und Hct-Spiegels sowie der mit Hämoglobin verbundenen und im Blutplasma gelösten O₂-Konzentration (ctO₂) festgestellt (Tabelle 5).
Dies weist darauf hin, dass die in der präoperativen Phase erzielte positive Wirkung von INH auf die Sauerstoffkapazität des Blutes und seine Sauerstofftransportfunktion in der frühen postoperativen Phase erhalten blieb, was zu einem günstigeren klinischen Verlauf der perioperativen Phase beitrug.
Eine vergleichende Bewertung der intraoperativen und frühen postoperativen Phasen bei Patienten MG und CG ergab einen signifikanten Rückgang früher perioperativer Komplikationen bei Patienten mit ICMP bei zusätzlicher Anwendung des INH-Kurses in der präoperativen Phase (Tabelle 6).
Alle untersuchten Patienten im MG und CG wurden erfolgreich operiert. Im Gegensatz zur CG kam es bei Patienten aus der MG zu keinen tödlichen Folgen im Krankenhaus (Tabelle 6). Die Hauptursache für 2 (5,71 %) Todesfälle bei Patienten im CG war das Fortschreiten des biventrikulären Versagens in der frühen postoperativen Phase vor dem Hintergrund der Entwicklung eines perioperativen Myokardinfarkts. Die Wiederherstellung der Herzaktivität nach CPB bei Patienten in den Vergleichsgruppen war durch ein signifikantes Überwiegen des Auftretens von Episoden von Kammerflimmern/ventrikulärer Tachykardie in der Kontrollgruppe gekennzeichnet (Tabelle 6).
Die postoperative Phase bei 2 (5,71 %) Patienten im MG und 8 (22,85 %) Patienten im CG (p=0,041) wurde durch die Entwicklung einer schweren Herzinsuffizienz aufgrund des „Low“ Cardiac Output Syndroms (LCOS) erschwert, das eine langfristige inotrope Unterstützung mit Sympathomimetika und die Installation eines intraaortalen Ballonsystems zur Gegenpulsation erforderte (IABP) (Tabelle 6). Auch in der Häufigkeit des Einsatzes inotroper und vasoaktiver Medikamente unterschieden sich die untersuchten Patienten der Vergleichsgruppen im perioperativen Zeitraum deutlich (Tabelle 6). Ein günstigerer klinischer Verlauf der frühen postoperativen Phase bei Patienten der Hauptgruppe wurde durch die Tatsache bestimmt, dass in der MG die Anzahl der Patienten mit Fortschreiten der Herzinsuffizienz in der perioperativen Phase 4 (11,43 %) Personen betrug und in der CG 10 (28,57 %) Personen (p=0,032).
Einer der Hauptgründe für die Schwere des Zustands von Patienten in der CG in der frühen postoperativen Phase war die häufigere Entwicklung eines perioperativen Myokardinfarkts bei ihnen – 2 (5,71%) in der MG und 7 (20,01%) in der CG (p=0,074), was das Fortschreiten der CHF beeinflusste, was durch hohe BNP-Werte bestätigt wurde – 374,50 (183,88; 608,01) pg/ml im MG und 644,01 (271,01; 955,01) pg/ml im CG (p=0,022). Der günstigere klinische Verlauf der frühen perioperativen Phase in der Gruppe spiegelte sich auch in einer statistisch signifikanten Verkürzung der Dauer der künstlichen Lungenbeatmung (ALV) und der Verweildauer auf der Intensivstation (ICU) wider (Tabelle 6).
Die Merkmale der Inzidenz nichtkardialer perioperativer Komplikationen in den Studiengruppen weisen auf eine signifikante Verringerung der Inzidenz des Postkardiotomiesyndroms bei Personen hin, die in der präoperativen Phase eine intermittierende normobare Hypoxietherapie anwenden (Tabelle 7). Bei der Analyse der erhaltenen Ergebnisse kann daher festgestellt werden, dass der Einsatz der Anpassung an intermittierende normobare Hypoxie in der präoperativen Vorbereitung auf die herzchirurgische Behandlung von Patienten mit ICMP eine positive Beeinflussung des Verlaufs der intra- und frühen postoperativen Perioden in dieser Patientenkohorte ermöglichte, was unserer Meinung nach mit der Aktivierung der Mechanismen des natürlichen unspezifischen Widerstands des Körpers und einer Erhöhung seiner Kompensations- und Anpassungsfähigkeiten vor dem Hintergrund des Trainings hypoxischer Einflüsse verbunden ist und dadurch eine ermöglicht angemessene Reaktion auf den Stressfaktor, der durch einen chirurgischen Eingriff unter kardiopulmonalem Bypass verursacht wird.
Schlussfolgerungen
1. Bei der überwiegenden Mehrheit der Patienten in den Studiengruppen traten schwere klinische Manifestationen einer chronischen Herzinsuffizienz auf. Der Schweregrad der Herzinsuffizienz bei Menschen mit ICMP war durch eine hohe funktionelle Herzinsuffizienzklasse, ausgeprägte Veränderungen der strukturellen und geometrischen Parameter des Herzens aufgrund der maladaptiven Natur des LV-Remodellings sowie eine signifikante Beeinträchtigung der Myokardperfusion vor dem Hintergrund mehrerer atherosklerotischer Läsionen der Herzkranzgefäße gekennzeichnet.
2. Eine intermittierende normobare Hypoxietherapie bei Patienten mit ICMP hatte einen positiven Einfluss auf die Funktionsreserven des Blutgastransportsystems, den Schweregrad der metabolischen Azidose und den Grad der Hypoxämie. Die Erhöhung der Sauerstoffkapazität des Blutes vor dem Hintergrund des INH-Verlaufs aufgrund der Stimulierung der Erythropoese und der Hämoglobinsynthese trug dazu bei, die Effizienz der Sauerstoffzufuhr in die Peripherie und deren Nutzung entsprechend dem Sauerstoffbedarf des Gewebes aufrechtzuerhalten.
3. Die Anpassung an intermittierende Hypoxie verbesserte die Funktionsindikatoren für die Aktivierung des kardiorespiratorischen Systems erheblich und erweiterte die aeroben Reservekapazitäten des Körpers, was eine Erhöhung der Toleranz gegenüber körperlicher Aktivität von Patienten mit ICMP gewährleistete.
4. Die intermittierende normobare Hypoxietherapie trug zu einer signifikanten Vergrößerung der Fläche des lebensfähigen Myokards (p=0,000) von Patienten mit ICMP bei, und zwar aufgrund einer statistisch signifikanten Verringerung der Gesamtzahl der Segmente mit beeinträchtigter Perfusion (p=0,002) sowie der Anzahl der Segmente (p=0,000) und der Fläche des Myokards mit schweren Perfusionsdefekten (p=0,001). im Bereich der Kardiosklerose nach einem Infarkt beobachtet, was auf eine verbesserte Perfusion des hibernierenden Myokards und eine Reversibilität der ischämischen Schädigung lebensfähiger Kardiomyozyten hindeutet.
5. Der Einsatz der Methode der intermittierenden normobaren Hypoxietherapie bei der präoperativen Vorbereitung von Patienten mit ICMP reduzierte die Anzahl perioperativer Myokardinfarkte (p=0,074), lebensbedrohlicher Reperfusionstachyarrhythmien (p=0,047), die Inzidenz von Low-Cardiac-Output-Syndrom, die den Anschluss eines IABP erfordern (p=0,047), und den Einsatz einer langfristigen inotropen Unterstützung erheblich Sympathomimetika (p=0,024), wodurch die Dauer der postoperativen mechanischen Beatmung (p=0,053) und die Gesamtaufenthaltszeit auf der Intensivstation (p=0,001) verkürzt werden konnten.
6. Ein integrierter Ansatz zur Behandlung von Patienten mit ICMP mit der zusätzlichen Anwendung einer intermittierenden normobaren Hypoxietherapie in der präoperativen Vorbereitung kann den klinischen Verlauf der perioperativen Phase und die Ergebnisse einer herzchirurgischen Behandlung bei Personen mit einem hohen Risiko für die Entwicklung perioperativer Komplikationen verbessern.
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Vollständige Haupttextübersetzung: L.G. Gelis, T.A. Dubovik, L.V. Rachok et al. Einfluss intermittierender normobarer Hypoxietherapie auf die kompensatorische und adaptive Kapazität bei der präoperativen Vorbereitung auf eine Herzoperation bei ischämischer Kardiomyopathie. Kardiologie in Belarus. 2013;5(30):19–38.
Weiterführende Inhalte
Weiterführende Informationen zur Technologie und Anwendung des Hypoxietrainings.