Распространенность и предикторы развития послеоперационной пневмонии при коронарном шунтировании: одноцентровое регистровое исследование

Введение

Сердечно-сосудистые заболевания остаются одной из наиболее приоритетных проблем общественного здоровья как в России, так и во многих других странах мира. Наряду с медикаментозными и эндоваскулярными методами хирургическая реваскуляризация миокарда занимает важнейшее место в лечении ишемической болезни сердца [1]. За прошедшие десятилетия значительные изменения коснулись многих аспектов медицинской помощи: совершенствуются подходы к реваскуляризации, инструментарий, разработаны и введены в клиническую практику новые лекарственные препараты, улучшающие отдаленный прогноз [2]. Вместе с тем, в послеоперационном периоде у части кардиохирургических пациентов могут развиваться клинически значимые осложнения, влияющие на течение как госпитального, так и более отдаленного периода.

Послеоперационные пневмонии (ПП) являются серьезным осложнением кардиохирургических операций, негативно влияющим на клинические результаты и экономические аспекты лечения [3][4]. Коронарное шунтирование (КШ) является наиболее часто выполняемой кардиохирургической операцией в мире [5]. В рамках КШ проводится также коррекция дегенеративных и ревматических клапанных пороков сердца. По имеющимся сведениям, частота развития ПП у данных пациентов неоднозначна и составляет от 2 до 10% [4][6-8]. Более высокие показатели 24,2-52,5% сообщаются при вмешательствах на аорте [9-11], трансплантации сердца 52,5% [12].

По данным литературы для развития ПП может иметь значение ряд предоперационных факторов. К ним относятся: пожилой возраст, курение, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), хроническая болезнь почек, анемия, нарушение сократимости миокарда, избыточный вес, сахарный диабет 2 типа и другие состояния. Среди интраоперационных факторов важная роль отводится типу хирургии, длительности искусственного кровообращения (ИК) и вентиляции легких, объему трансфузионной терапии и др. [3][13]. Частота выявления и факторы риска развития пневмоний после операции КШ недостаточно изучены в отечественных исследованиях. Понимание этих особенностей может помочь в своевременном обнаружении, терапии и профилактике данного осложнения. Цель данной работы — изучить распространенность и предикторы развития ПП после операции КШ по данным госпитального регистра.

Материал и методы

Проанализированы данные 925 пациентов госпитального регистра КШ¹, отвечающих критериям включения (возраст >18 лет, постоянная регистрация по месту жительства в Томске и Томской области), из них 214 (23,1%) женщин. В период 2017-2019гг этим пациентам была проведена плановая хирургическая операция КШ в связи с ишемической болезнью сердца. В некоторых случаях также выполнялась коррекция различных форм сочетанной патологии (одновременное проведение хирургической реваскуляризации миокарда, реконструкции левого желудочка, вмешательств на аортальном, митральном, трикуспидальном клапане). Доля сочетанных операций в структуре КШ составила 11%. В ассоциативный анализ включались блоки дооперационных, операционных и послеоперационных факторов (таблицы 1-3). Среди последних учитывали только те, которые предшествовали развитию пневмонии по времени.

Диагноз пневмонии устанавливали в соответствии с национальными рекомендациями². Хроническая бронхолегочная патология определялась как наличие в анамнезе бронхиальной астмы или ХОБЛ. Количеством пораженных коронарных артерий (КА) считали число магистральных артерий (передняя нисходящая, правая КА, огибающая артерии), имеющих стеноз ≥50%; поражение ствола левой КА принималось эквивалентным одновременному поражению передней нисходящей и огибающей ветвей. При развитии инфаркта миокарда (ИМ) в пределах 48 ч после операции КШ использовались критерии ИМ 5 типа. При развитии ИМ в период >48 ч после операции КШ использовались следующие критерии ИМ: повышение или снижение кардиоспецифических ферментов в динамике с ≥1 значением выше верхней границы нормы в сочетании с любым из следующего:

1) клинические симптомы ишемии миокарда;

2) новые ишемические изменения ЭКГ;

3) развитие патологических зубцов Q;

4) выявление новых сегментов потери жизнеспособности или нарушения локальной сократимости миокарда ишемического типа визуализирующими методами;

5) выявление тромба в КА.

Анализ данных осуществляли в пакетах статистических программ SPSS (v.13) и R (v.3.60). Сравнение частот проводили с помощью метода χ², а при его неприменимости — точного теста Фишера. Для сравнения величин со сплошным распределением использовали критерии Стьюдента и Манна-Уитни при соответствии фактического распределения нормальному и отклонении от него, соответственно. При определении соответствия нормальному распределению опирались на данные визуального анализа гистограммы распределения и теста Колмогорова-Смирнова. Для анализа взаимосвязей использовали корреляционный анализ Спирмена, методы однофакторной и множественной логистической регрессии с прямым пошаговым отбором информативных признаков. Статистически значимым считали уровень р<0,05.

Результаты

Распространенность ПП в обследуемой когорте составила 8,7% (95% доверительный интервал (ДИ): 7,0-10,6%): 8,7% у мужчин vs 8,4% у женщин (р=0,889). Частота развития данного осложнения при сочетанном и изолированном КШ составила 10,8 и 8,4% (p=0,416), соответственно; при артериальном (≥1 шунт) по сравнению с только аутовенозным шунтированием — 8,5 и 10,3%, соответственно (p=0,598). Пневмония развивалась на 5,5 [ 3; 8] сут. (Me [Q25; Q75]) после оперативного вмешательства.

В таблице 1 представлена сравнительная характеристика дооперационных факторов у пациентов с развитием и отсутствием ПП. По большинству предоперационных параметров, включая перенесенный ИМ, хроническую сердечную недостаточность III-IV функционального класса, курение, хроническую бронхолегочную патологию, значимых различий между двумя категориями пациентов не выявлено. Обращает на себя внимание более высокий исходный уровень лейкоцитов у пациентов с ПП по сравнению с остальными. У данной категории больных также отмечена тенденция к более высокому числу тромбоцитов и частоте преходящего нарушения мозгового кровообращения в анамнезе.

Сравнительная характеристика операционных факторов представлена в таблице 2. У пациентов с пневмонией среднее количество наложенных дистальных анастомозов несколько превышало соответствующий показатель у пациентов без пневмонии. По остальным показателям значимых различий не наблюдалось.

При рассмотрении в сравнительном аспекте послеоперационных факторов (таблица 3) у пациентов с пневмонией относительно чаще встречался послеоперационный ИМ, пролонгированная инотропная поддержка, наблюдались более высокие максимальные значения креатинфосфокиназы (КФК) и ее МВ-фракции (КФК-МВ) по сравнению с лицами без данного осложнения. ИМ 5 типа составил 93% всех случаев послеоперационного ИМ.

Изучены факторы, ассоциированные с рассматриваемым осложнением. В таблице 4 показаны статистически значимые предикторы ПП по данным однофакторного анализа. Наиболее значимыми из них были дооперационный уровень лейкоцитов, экспонента длительности пережатия аорты (ПА), максимальные послеоперационные уровни КФК и МВ-КФК.

Проведен множественный регрессионный анализ, в рамках которого рассмотрены две модели ПП. Первая из них в качестве кандидатов включала предоперационные и интраоперационные факторы, во вторую были добавлены послеоперационные переменные. В первую регрессионную модель (χ²=13,64; df=2, р<0,001) отобрались — дооперационный уровень лейкоцитов и экспонента длительности ПА. Во вторую (χ²=18,66; df=3, р<0,001) — дооперационный уровень лейкоцитов, максимальный послеоперационный уровень КФК и экспонента длительности ПА, соответственно (таблица 5).

Обсуждение

В настоящее время в России выполняется >35 тыс. операций КШ ежегодно и ожидается дальнейший рост потребности в данном методе лечения [1]. Особое внимание в современных исследованиях уделяется проблеме профилактики послеоперационных респираторных осложнений [14-16]. Развитие ПП у кардиохирургических пациентов негативно влияет на клинические результаты и экономические аспекты лечения, что обосновывает актуальность изучения распространенности и причин развития данного осложнения в специфических группах кардиохирургических пациентов [3][4][6].

По данным литературы частота развития пневмонии при операциях на открытом сердце варьирует в широких пределах — от 2 до 52,5% [4][6][7][9][10][12], что объясняется как структурой сочетанных вмешательств, в разной степени влияющих на риск развития осложнения, так и возможными методическими различиями в определении пневмонии. В настоящей работе на основе полнофункционального госпитального регистра проанализирована когорта пациентов, прооперированных в 2017-2019гг, что позволяет исключить влияние на исследуемые показатели новой коронавирусной инфекции. Согласно полученным данным, частота развития ПП в обследованной когорте составила 8,7%, что в целом согласуется с современными литературными данными. При КШ и хирургии клапанов сердца разными авторами приводятся показатели в пределах 2-10% [4][6-8], в частности 2,1% [6] и 3,3% [17] при изолированном КШ, 2,9% — при сочетанном КШ [8], 8,2% [7] и 10% [4] — при хирургии клапанов сердца. Более высокие показатели сообщаются при реконструкции дуги аорты — 24,2% [9], хирургическом лечении расслоения аорты — 34,6 [11], 36,9% [10], трансплантации сердца 52,5% [12].

Полученные результаты не свидетельствуют в пользу самостоятельного значения пола в развитии ПП, что согласуется с данными многих современных исследований. Действительно, по данным однофакторных оценок в отдельных работах отмечается гендерная специфика [7][9][11][18], однако независимый характер таких ассоциаций исследования не подтверждают.

Согласно литературным данным, в группах пациентов с хирургией клапанов сердца наблюдается более высокая частота развития ПП по сравнению с изолированным КШ [4][6][7][17]. При сочетании КШ с другими кардиохирургическими процедурами частота развития данного осложнения изучена в единичных работах. Есть данные о более высоком риске развития пневмоний при сочетанных по сравнению с изолированными вмешательствами. Основные факторы риска — тип сочетанного вмешательства, длительность операции, сложность лежащих в основе заболеваний [3]. Так, при сочетании хирургии клапанов сердца и КШ пневмония развивалась чаще, чем при изолированном вмешательстве на клапанах [7]. По нашим данным при сравнении с изолированным КШ сочетанные операции не ассоциировались с риском развития ПП, что согласуется с результатами исследования [6].

Длительность ПА и ИК напрямую связана с риском интраоперационных и послеоперационных осложнений у кардиохирургических пациентов. Сведение данных показателей к минимуму является одной из наиболее сложных проблем в кардиохирургии. Длительность ИК отражает сложность оперативного вмешательства, а также возникающие в ходе плановой операции технические трудности, обусловленные анатомическими особенностями и интраоперационными осложнениями. Отмечается, что развитие отдельных послеоперационных осложнений в большей мере может быть связано с длительностью ПА, чем с длительностью ИК [19]. Хотя длительность ИК в обследованной когорте в значительной мере объяснялась длительностью ПА (Spearman's rho 0,86; р<0,001), с риском развития ПП была связана длительность ПА, в то время как значимой корреляции с продолжительностью ИК не отмечено. Роль данных факторов затрагивалась в единичных работах. Так, ни один из рассматриваемых параметров не оказался в числе предикторов развития ПП при изолированном КШ [17]. При сочетании КШ с хирургией клапанов сердца (10%) длительность ПА и ИК коррелировали с развитием пневмонии в однофакторном, но не многофакторном анализе [6].

Точные механизмы, связывающие длительность ПА и риск ПП, на текущий момент не установлены. Предполагается, что длительность ПА соотносится с тяжестью ишемического повреждения миокарда, и, даже с использованием современных методов органопротекции, может влиять на госпитальную летальность и риск клинических осложнений [20]. Критически значимой проблемой в кардиохирургии является реперфузионное повреждение внутренних органов, в частности миокарда и легких, возникающее после снятия зажима с аорты. При этом ишемическое повреждение, возникающее во время операции, еще больше усугубляется реперфузионным повреждением, возникающим по ее окончании. Легкие особенно восприимчивы к повреждению по двум основным причинам. Во-первых, это единственный орган, пропускающий через себя весь объем сердечного выброса. Во-вторых, ввиду достаточно малого диаметра легочных капилляров (≤15 мкм) в легких относительно быстро развиваются расстройства микроциркуляции [21]. Реперфузионное повреждение легких рассматривается в качестве одного из факторов развития ПП [18].

Значимым предиктором ПП в обследованной когорте был максимальный послеоперационный уровень КФК. Повышение данного фермента после кардиохирургических операций может быть следствием более частого развития острого ИМ. Кроме того, это может свидетельствовать о реперфузионном синдроме, который возникает при операциях, проводимых в условиях ПА. Кроме того, при применении ИК развивается эндотелиальная дисфункция, которая усугубляет реперфузионное повреждение периферических тканей. В обследованной когорте более высокая частота послеоперационного ИМ, а также пролонгированной инотропной поддержки отмечена у пациентов, у которых выявлялась пневмония. По данным литературы, шансы развития данного осложнения повышались в 1,6-2,2 раза при систолической дисфункции левого желудочка, сердечной недостаточности IV функционального класса, потребности в расширенной инотропной поддержке, внутриаортальной баллонной контрпульсации [3][17][22].

Одним из предикторов развития ПП оказался дооперационный уровень лейкоцитов. Возможность такой ассоциации ранее была показана в группах пациентов с изолированным КШ [17] и хирургией аорты [11]. Точные механизмы развития пневмоний в зависимости от данного фактора на текущий момент не установлены. Лейкоциты являются ключевым звеном клеточного иммунного ответа, им отводится важная роль в повреждении легких, миокарда, почек, головного мозга, развитии полиорганной недостаточности у кардиохирургических пациентов [23][24]. Исходный уровень лейкоцитов может зависеть от ряда экологических и поведенческих факторов. В популяционных исследованиях данный показатель коррелировал с курением, индексом массы тела и демонстрировал обратную взаимосвязь с возрастом, физической активностью, потреблением алкоголя [25], вентиляционной функцией легких [26]. Повышение числа лейкоцитов может отражать активность субклинического воспалительного ответа [23] в ответ на действующие патогены [17]. Необходимы дальнейшие исследования, которые помогли бы прояснить механизмы выявленной ассоциации.

В настоящей работе независимых ассоциаций с рядом предполагаемых факторов риска развития ПП выявить не удалось. Среди них, в частности, длительность искусственной вентиляции легких, объем трансфузионной терапии, минимальный послеоперационный уровень гемоглобина, низкая фракция выброса, курение, ХОБЛ, хроническая болезнь почек, избыточный вес, сахарный диабет 2 типа и другие состояния. Полученные результаты не ограничивают значимость, а скорее свидетельствуют об опосредованной роли данных факторов в развитии рассматриваемого осложнения.

Проведенному исследованию присущ ряд ограничений, характерных для регистровых исследований. В качестве ограничений также стоит отметить относительно небольшую численность когорты для оценки частоты изучаемого осложнения, позволяющую выявить лишь наиболее очевидные детерминанты развития ПП.

Заключение

Согласно полученным данным, частота выявления ПП в когорте пациентов с КШ составила 8,7%. Гендерных различий по частоте развития изучаемого осложнения не наблюдалось. Ассоциативными факторами пневмонии в обследованной когорте были — дооперационное число лейкоцитов, длительность ПА и максимальный послеоперационный уровень КФК. По сравнению с изолированным КШ сочетанные операции с риском ПП не ассоциировались. Полученные результаты свидетельствуют о возможной пользе мониторинга отдельных воспалительных маркеров и минимизации времени ПА для прогнозирования и снижения риска развития пневмонии.

Благодарности. Авторы выражают признательность к.м.н. А. А. Бродской и Е. А. Головиной, внесшим вклад в сбор данных, использованных в данной статье.

Отношения и деятельность: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.