Защита головного мозга

Защита головного мозга становиться особенно актуальна при выполнении кардиохирургических операций на дистальных отделах восходящей аорты и дуге аорты. Имеется два возможности для организации защиты головного мозга: 

  • гипотермия
  • церебральная перфузия (антеградная или ретроградная).

Гипотермия

При выполнении рутинных операций на сердце (АКШ, протезирование/пластика клапанов сердца) используется умеренная гипотермия с охлаждением до 28-32 градусов Цельсия или не используется вовсе и искусственное кровообращение проводится в режиме нормотермии (36-37 градусов Цельсия). При нарушении перфузии головного мозга в условиях нормотермии необратимые повреждения головного мозга могут развиться через 3-4 минуты. Потребление кислорода головным мозгом снижается примерно на 5% на каждый градус при температуре от 37 до 22 градусов. При температуре 20 градусов Цельсия потребление кислорода головным мозгом составляет около 20% от уровня при нормотермии. Таким образом, на данной температуре относительно безопасной может быть остановка кровообращения на 15-20 минут, в клинике считается, что возможно продлить эту остановку до 30-40 минут и до 60 минут, если температура тела 15 градусов Цельсия. Кроме гипотермии и другие факторы, такие как уровень pH крови и супрессия активности нейтрофилов могут оказать существенное влияние на степень защиты головного мозга.

Изменения кислотно-основного состояния во время гипотермии

Нормальным уровнем pH является 7,4, при pCO2 37,5 мм.рт.ст. (5kPa) и 37 градусов Цельсия. В пробе крови закрытой в шприц непроницаемый для воздуха уровень напряжения углекислого газа может варьировать в зависимости от температуры: понижение температуры повышает растворимость газов крови и ведет к снижению их парциального давления. Уровень pH, напротив, реагирует обратным образом: чем больше концентрация углекислого газа, тем выше концентрация ионов водорода (протонов) в растворе.

Контур системы искусственного кровообращения не является полностью замкнутой системой, т.е. углекислый газ может удаляться с различной скоростью из него. После развития гипотермии, у медицинского персонала появляется возможность поддерживать уровень CO2 постоянным и давать изменяться уровням pH и рCO2 к уровням соответственно текущей температуре, или повышать уровень CO2, поддерживая его уровень так чтобы рCO2 был около 37,5 мм.рт.ст. (5kPa) и pH сохранялся около 7,4. Первая техника называется альфа-стат, а вторая pH-стат методика. В этом случае при альфа-стат методике рCO2 растет и pH снижается, в то время как при pH-стат уровень pH остается постоянным в следствии увеличения CO2 при снижении температуры и наоборот.

pH-стат методика выглядит более логичной так как большое количество ферментных систем организма человека нормально работают при pH оптимальном для их функционирования, в то же время как снижение метаболизма который возникает при развитии ацидоза по альфа-стат методике может быть более полезным в целях защиты миокарда и головного мозга. Последние исследования показывают что альфа-стат методика дает более хорошие результаты при проведении искусственного кровообращения в условиях гипотермии. При использовании глубокой гипотермии наилучший результат может дать использование обей подходов: pH-стат методика при охлаждении и альфа-стат методика при согревании, реперфузии и окончании искусственного кровообращения.

Перфузия головного мозга

Ретроградная перфузия головного мозга

Данная техника используется не часто. Для проведения ретроградной перфузии необходима раздельная канюляция верхней полой вены и нижней полой вены. Кроме того, необходимо на срок проведения ретроградной перфузии головного мозга остановить искусственное кровообращение. После этого канюля в нижней полой вене пережимается и поток оксигенированной крови из оксигенатора направляется в верхней полой вене (или через мостик между артериальной и венозной линиями контура Искусственное кровообращениеа, или путем присоединения канюли в верхней полой вене через подходящий переходник с артериальной линией). Через аортальную канюлю будет дренироваться оттекающая от головного мозга деоксигенированная кровь (ее наличие является признаком нормальной ретроградной перфузии). Хотя данная техника использовалась для лечения воздушной эмболии в дальнейшем часть хирургов стала использовать ее для защиты головного мозга при гипотермической остановке искусственного кровообращения.

Антеградная церебральная перфузия

Для ее проведения выполняется канюляция брахиоцефального ствола и левой общей сонной артерии специальными канюлями (или канюлями для ретроградной кардиоплегии или подходящими по размеру катетерами Фоллея). Оксигенированная кровь нагнетается под контролем давления со скоростью 10-20 мл/кг/мин. Данная методика до последнего времени широко использовалась для защиты головного мозга.

Кардиолог