Сегодня известны различные варианты восстановления кровотока путем ВП, т. е. установки полихлорвиниловой (ПВХ) трубки в просвет поврежденного сосуда, что, однако, требует времени и хороших навыков сосудистой хирургии [3, 4]. При этом сама операция введения и фиксации трубки-шунта может занимать достаточно много времени, в связи с чем A.J. Davidson et al. (2016) предложили в поврежденный участок сосуда устанавливать вводимый непосредственно через рану сосуда стент-графт [5]. Но и эта процедура предполагает осуществление доступа к сосуду, который в руках неопытных хирургов может занимать много времени, сопровождаться дополнительной кровопотерей и травматичностью. Во избежание открытого вмешательства в зоне повреждения была предложена техника временного или неотложного эндоваскулярного протезирования артерий, когда в зону окклюзии артерии после реканализации устанавливают стент-графт в расчете на восстановление кровотока в более крупном бассейне с потенциальным ущербом для менее значимых бассейнов (вследствие дистальной эмболии) [6], что, однако, также трудоемко и невозможно для применения в сложных условиях и при ограниченных ресурсах.
Для того чтобы избежать доступа к зоне повреждения, но восстановить наиболее простым способом перфузию конечности на период доставки на этап специализированной помощи, в данном эксперименте мы изучили два возможных варианта. Один из них - "интродьюсерный" шунт (ПасШ) описан в мировой литературе, а второй, предлагаемый нами, - метод АктШ с помощью ЭКМО при подключении "вена-артерия".
Эндоваскулярный, или "интродьюсерный", шунт активно и успешно используется для поддержания перфузии конечностей в ходе длительных операций, связанных с прекращением кровотока в общей бедренной артерии, например при сложных эндопротезированиях аорты или вено-артериальном ЭКМО [7-11]. Так как при подключении ЭКМО кровь нагнетается в дистальный перфузионный шунт под давлением, это должно способствовать существенному улучшению перфузии конечности.
Скорость потока жидкости, как известно из закона Пуазейля, зависит в первую очередь от радиуса трубки и ее длины. При использовании интродьюсеров диаметр всей системы ограничен наиболее узким местом, которыми являются коннектор интродьюсера с боковым портом и сам боковой порт. По данным K. Österberg et al. [9], внутренний диаметр коннектора интродьюсера с боковым портом составляет 1,8 мм, а сам боковой порт - 2 мм в диаметре. При этом соединение двух интродьюсеров 6 Fr боковыми портами с коннектором пропускает нагнетаемую жидкость со скоростью 216 мл/мин, 8 Fr - немногим более (240 мл/мин), а удлинение соединения трубкой длиной 30 см вдвое снижает пропускную способность шунта - до 120 мл/мин для 6 Fr и 140 мл/мин для 8 Fr.
В ходе нашего исследования было выяснено, что стандартный боковой порт интродьюсера пропускает кровь со скоростью не более 200 мл/мин при форсировании кровотока с помощью помпы, а при пассивном токе - не более 100-120 мл/мин. Такого кровотока может оказаться недостаточно для перфузии большого объема тканей, например нижней конечности человека (примерным объемом 7-8 л), расчетный объемный кровоток в которой составляет около 300-400 мл/мин (в среднем 50-70 мл на каждый литр объема конечности).
Следует отметить, что эндоваскулярный "интродьюсерный" шунт уже неоднократно применялся не только в эксперименте, но и в клинической практике. V.C. Gornati et al. в 2019 г. описали в эксперименте успешный опыт введения интродьюсеров в проксимальный и дистальный отрезки поврежденного сосуда с последующим их соединением, пытаясь тем самым избежать необходимости выполнять открытый доступ к зоне сосудистого повреждения [12]. Авторы предложили соединять боковые порты интродьюсеров каротидным шунтом Pruitt (LeMaitre, США), что, на наш взгляд, является избыточным.
F. Antunes et al. опубликовали 3 наблюдения успешного использования такого "интродьюсерного" шунта для временного восстановления перфузии в лечении тяжелых сосудистых повреждений с длительным временем ишемии [13]. Авторы использовали прямое соединение 2 интродьюсеров (проксимального антеградного и дистального ретроградного) с помощью удлинительной ПВХ-магистрали.
В наших наблюдениях "интродьюсерный" шунт позволил поддержать приемлемый уровень кровотока в конечностях, сохранить перфузию на достаточном уровне, не приводя к каким-либо гемодинамическим нарушениям, и сопровождался максимальной выживаемостью животных. Однако это могло быть связано с малым объемом конечностей овец. Увеличить же объемный поток с помощью "интродьюсерного" шунта не представляется возможным.
Для создания контролируемого потока оксигенированной крови в конечность мы предложили методику АктШ. По результатам наших исследований, АктШ приводило к более значимому подъему пиковой скорости кровотока, среднего АД в ишемизированной конечности и более высоким показателям тканевой оксиметрии по сравнению с животными других групп. Это происходило, однако, в ущерб системной гемодинамике. Объем циркулирующей крови овцы средней массой около 40 кг составляет не более 3 л, и забор крови из системы нижней полой вены в объеме 0,5-0,7 л/мин оказывался настолько значимым, что оказывал негативное влияние на системную гемодинамику.
Наиболее вероятно, что при использовании в клинической практике такой объем, максимально требуемый для перфузии одной нижней конечности, не окажет значимого влияния на системную гемодинамику взрослого человека. Несмотря на то что метод АктШ представляется трудоемким и ресурсозатратным, его преимущество состоит в возможности регулирования потока крови в ишемизированную конечность от полного отключения до максимально требуемых скоростей. Для перфузии можно использовать как центрифужные, так и роликовые насосы, при этом требуется пункционный доступ к любой магистральной вене (предпочтительно - бедренной) и наиболее удобной для пункции артерии дистальнее места повреждения (для верхней конечности - лучевая артерия, для нижней конечности - задняя или передняя большеберцовая артерия).
К недостаткам метода следует отнести потребность в перфузионном устройстве, расходном имуществе и необходимость хорошего навыка пункции и катетеризации магистральных сосудов. Контур перфузии может быть подготовлен заранее, что занимает обычно около 20-30 мин. Современные портативные устройства ЭКМО уже сегодня позволяют использовать данную технологию, в том числе на догоспитальном этапе [14]. Разработаны отечественные аппараты и устройства для проведения изолированной перфузии органов, которые могут быть применены и для перфузии конечности. Простота типичного открытого доступа к сосудам вне зоны повреждения/тромбоза делает возможным применение АктШ руками общих хирургов и реаниматологов, не имеющих специальной подготовки по сосудистой хирургии, что может быть применено как в условиях этапного лечения в зоне боевых действий, так и в условиях отдаленных регионов нашей страны.
Так, техника АктШ была успешно апробирована нами в ходе военно-медицинских учений, когда контур перфузии в условиях перевязочной подключали к нижним конечностям животного на период транспортировки на этап специализированной хирургической помощи, после чего подтверждали проходимость сосудов и невысокий уровень ишемического и реперфузионного повреждения [15].
Данное исследование, безусловно, имеет ряд ограничений. Во-первых, число животных невелико, что обусловлено пилотным характером эксперимента, его высокой ресурсоемкостью, что, вероятно, по ряду показателей не позволило получить достоверные различия между группами. Во-вторых, для подтверждения сохранения функции конечностей выживших животных требовалось более длительное, чем 24 ч, наблюдение. В таком случае требовалась перфузия лишь одной конечности, что трудно реализуемо при малой массе животных и относительно небольшом объеме конечности. Поэтому за модель острой артериальной непроходимости выбрана окклюзия дистального отдела аорты. Длительное наблюдение животных с ишемическим и реперфузионным повреждением обеих нижних (задних) конечностей было признано негуманным, вследствие чего эксперимент завершали в течение 1 сут. С другой стороны, больший объем ишемизированных тканей позволил нам лучше смоделировать ситуацию тяжелой ишемии, чаще встречаемой в клинической практике при повреждении крупных артерий нижних конечностей.
В-третьих, дополнительно необходимо изучить вклад в системную гемодинамику эндотоксемии и лактат-ацидоза, так как процедура ЭКМО-перфузии предполагает забор в венозную канюлю в том числе и продуктов метаболизма тканей нижних конечностей. По нашему мнению, значимой эндотоксемии не происходило ввиду короткого периода (30 мин) полной ишемии конечностей с последующим 6-часовым поддержанием адекватной перфузии конечности за счет ЭКМО. Ввиду незамкнутости вено-артериального контура, высокого расположения отверстий заборной венозной канюли мы посчитали, что рециркуляция (заключающаяся в заборе крови от перфузируемой конечности и ее возврате обратно в артериальное русло) составляла не более 10-20%. Выраженного (способного привести к летальному исходу) системного лактат-ацидоза также не происходило, поскольку ткани конечности хорошо перфузировались, что подтверждается графиками оксиметрии конечностей (лучше в группе АктШ).
Мы полагаем, что в группе АктШ плавный прирост лактата обусловлен снижением сердечного выброса, гипотензией, необходимостью применения адреномиметиков, т. е. формированием синдрома глобальной гипоперфузии, встречающегося при шоке. Уровень миоглобина, который мог бы свидетельствовать о более выраженном ишемическом повреждении мышц конечностей, между животными разных групп также достоверно не отличался.
Наконец, для стандартизации исследуемых групп всем животным проводили системную гепаринизацию. Несмотря на то что при вмешательствах на поврежденных артериях ее редко удается избежать, в некоторых ситуациях сочетанных ранений и травм гепаринизация может быть противопоказана. При отсутствии гепарина применение методов экстракорпоральной перфузии вряд ли может быть возможно, поскольку высока вероятность развития тромбоза контура. Тем не менее современные канюли и магистрали с атромбогенным покрытием, используемые сегодня в технологии ЭКМО [16], в будущем могут быть использованы и для тех случаев лечения пострадавших, когда системная гепаринизация невозможна.
Несмотря на эти ограничения, наше исследование показало, что технологии экстракорпоральной перфузии конечности позволяют временно восстановить достаточный кровоток в случае наличия окклюзии проксимального артериального русла. При этом ПасШ обеспечивает минимально достаточный для перфузии тканей кровоток без какого-либо влияния на системную гемодинамику, а АктШ обеспечивает лучшую перфузию тканей конечности, однако, в ущерб системной гемодинамике.
Обе эти методики, посредством которых возможно временно восстановить перфузию, вполне применимы в лечении пациентов с длительным временем острой ишемии, в условиях ограниченных ресурсов, затрудненной эвакуации. Без сомнения, есть необходимость проведения дополнительного изучения представленной технологии перфузии, в том числе в условиях наличия противопоказаний к системной антикоагулянтной терапии, при сочетанных травмах и массивной кровопотери, которые нередко сопутствуют таким повреждениям.
Заключение
Методы временной экстракорпоральной перфузии конечности эффективны в восстановлении кровотока в поврежденной конечности и могут представлять собой спасительное звено между развившимся состоянием острой тяжелой ишемии конечности и окончательным восстановлением кровотока на этапе оказания специализированной помощи. Осуществление забора крови при АктШ следует проводить максимально щадяще, так как высокая объемная скорость приводит к гемодинамическим сдвигам и обкрадыванию системного кровотока, что провоцирует развитие системной гипотензии с бóльшим числом случаев досуточной летальности.
Техника пассивного "интродьюсерного" шунта вполне оправдана для временной перфузии конечности, однако возможные риски недостаточного объемного потока требуют дополнительного изучения.
Комментарий редакции
Авторами представлено экспериментальное исследование, в котором было показано значительное улучшение перфузии ишемизированной конечности при использовании ЭКМО по принципу "вена-артерия". Тем не менее рекомендовать данную технологию к применению в здравоохранении преждевременно, так как важнейший фактор, приводящий к гибели больного при острой ишемии, а именно эндогенная интоксикация, развивающаяся после восстановления кровотока в ишемизированном органе, при представленной методике "активного шунтирования" сохраняется и даже усиливается, так как кровь для оксигенации забиралась из вены и не проходила даже через естественные основные "фильтры" подопытных животных (легкие, печень).
Литература
1. Национальные рекомендации по диагностике и лечению заболеваний артерий нижних конечностей. Москва, 2019; 89.
2. Kulezic A., Acosta S. Epidemiology and prognostic factors in acute lower limb ischaemia: a population based study. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 2022; 63 (2): 296-303. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2021.10.044
3. Самохвалов И.М. Ранения магистральных кровеносных сосудов. В книге: Опыт медицинского обеспечения войск в Афганистане 1979-1989 гг. под ред. И.А. Ерюхина, В.И. Хрупкина. Том 3. Москва: ГВКГ им. акад. Н.Н. Бурденко. 2003; 422-444.
4. Переходов С.Н., Кохан Е.П., Глянцев С.П., Галик Н.И. Оказание хирургической помощи раненым с повреждениями магистральных сосудов. Военно-медицинский журнал. 2010; 331 (6): 78-81.
5. Davidson A.J., Neff L.P., DuBose J.J., et al. Direct-site endovascular repair (DSER): a novel approach to vascular trauma. Journal of Trauma and Acute Care Surgery. 2016; 81 (5): 138-143. DOI: https://doi.org/10.1097/TA.0000000000001241
6. Рева В.А, Юдин А.Б., Денисов А.В. и др. Временное эндоваскулярное протезирование артерий - новое решение в лечении тяжелой сосудистой травмы. Военно-медицинский журнал. 2017; 338 (9): 15-19.
7. Makdisi G., Makdisi T., Wang I.-W. Use of distal perfusion in peripheral extracorporeal membrane oxygenation. Annals of Translational Medicine. 2017; 5 (103): 1-5. DOI: https://doi.org/10.21037/atm.2017.03.01
8. Bonicolini E., Martucci G., Simons J., et al. Limb ischemia in peripheral veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation: a narrative review of incidence, prevention, monitoring, and treatment. Critical Care. 2019; 23 (266): 1-17. DOI: https://doi.org/10.1186/s13054-019-2541-3
9. Österberg K., Falkenberg M., Resch T. Endovascular technique for arterial shunting to prevent intraoperative ischemia. European Journal of Vascular and Endovascular Surgery. 2014; 48 (2): 126-130. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejvs.2014.04.007
10. Agarkov M., Reva V.A., Evreeva S., et al. A case of temporary extracorporeal shunting after suprarenal REBOA to facilitate prolonged proximal aortic control of a ruptured abdominal aortic aneurysm in a resource-limited environment. Journal of Endovascular Resuscitation and Trauma Management. 2021; 5 (3): 55.
11. Hanley S.C., Neequaye S.K., Steinmetz O., et al. Sheath-shunt technique for avoiding lower limb ischemia during complex endovascular aneurysm repair. Journal of Vascular Surgery. 2015; 62 (3): 762-766. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jvs.2015.03.072
12. Gornati V.C., Utsunomia K., de Lima T.B., et al. Development of a puncture technique for implanting temporary vascular shunts in a porcine model. Annals of Vascular Surgery. 2019; 60: 455-462. DOI: https://doi.org/10.1016/j.avsg.2019.03.026
13. Antunes L.F., Botelho M., Fonseca M. Extracorporeal sheath shunt technique in trauma: a different vascular shunt in civilian trauma. Vascular. 2022; 30 (1): 176-180. DOI: https://doi.org/10.1177/17085381211001170
14. Reva V.A., Pochtarnik A.A., Shelukhin D.A., et al. Battlefield extracorporeal cardiopulmonary resuscitation for out-of-hospital cardiac arrest: a feasibility study during military exercises. Journal of Special Operations Medicine. 2020; 20 (4): 77-83. DOI: https://doi.org/10.55460/H2KX-EKHQ
15. Рева В.А., Потёмкин В.Д., Ибрагимов Р.И. и др. Применение экстракорпоральной изолированной перфузии поврежденной конечности в эксперименте: опыт тактико-специального учения “Очаг-2022”. Военно-медицинский журнал. 2023; 344 (2): 43-49. DOI: https://doi.org/10.52424/00269050_2023_344_2_43
16. Fina D., Matteucci M., Jiritano F., et al. Extracorporeal membrane oxygenation without systemic anticoagulation: a case-series in challenging conditions. Journal of Thoracic Disease. 2020; 12 (5): 2113-2119. DOI: https://doi.org/10.21037/jtd.2020.04.54