Perioperační optimalizace hemodynamiky*

Souhrn

Optimalizace hemodynamiky rizikových chirurgických nemocných nachází v perioperační medicíně stále větší uplatnění. V současné době je k dispozici mnoho důkazů potvrzujících úspěšnost tohoto postupu v prevenci vzniku pooperačních komplikací a snížení mortality. V článku je uveden souhrn a komentář recentních publikací se vztahem k problematice hemodynamické optimalizace v perioperačním období.

Klíčová slova:
optimalizace hemodynamiky – perioperační tekutinová léčba – cílená hemodynamická léčba

*Souborná práce byla ze své části obsahem vyzvané přednášky „Perioperační hemodynamická stabilizace“ uvedené na XVII. kongresu ČSARIM ve Zlíně dne 9. 9. 2010.

Úvod

Morbidita a mortalita spojená s anesteziologickou péčí je v celkové populaci velmi nízká. Podle dostupných dat bylo v ČR v roce 2009 zaznamenáno 893 časných úmrtí (do 24 hodin) při celkovém počtu 842 015 podaných anestezií (mortalita 0,11 %) [1]. V rizikových skupinách může být ale úmrtnost několikanásobně vyšší, např. u výkonů delších dvou hodin činí již 0,35 %. Ze statistik z Velké Británie [2] vyplývá, že 80 % z celkové mortality tvoří relativně malá skupina rizikových nemocných (přibližně 12 %). Individuální úmrtnost pak převyšuje 5 %. Z mnoha studií a metaanalýz je zřejmé, že cílené postupy směřující k optimalizaci hemodynamických parametrů (GDT – Goal Directed Therapy) mohou u těchto nemocných významně zlepšit průběh perioperačního období. Přes množství pozitivních výsledků však není otázka GDT zcela uzavřena a k běžnému užití těchto léčebných postupů je nutno zodpovědět celou řadu sporných otázek. Tento článek je zaměřen na přehled současné problematiky optimalizace hemodynamiky rizikových chirurgických nemocných.

Současný stav problému

Do současné doby bylo v impaktovaných časopisech publikováno více než 30 studií zabývajících se optimalizací hemodynamiky chirurgických nemocných. Z těchto studií jsou pouze 2 multicentrické [3, 4] a jedna zabývající se dlouhodobým výstupem (15letá mortalita) [5]. Metodiky a vědecká úroveň jednotlivých studií se významně liší. Publikované studie zahrnují kompletní spektrum monitorovacích technik (plicnicový katétr, jícnový doppler, analýza tepové křivky) a cílových parametrů. Pravděpodobně nejucelenější představu o vlivu GDT na pooperační průběh u riziko­vých chirurgických pacientů poskytují dvě nedávno publikované metaanalýzy italských autorů [6, 7].

Brienza et al. [6] sledovali výskyt renálního selhání u 20 vybraných studií zahrnujících 4220 nemocných. Po pečlivé analýze jednotlivých studií s ohledem na jejich kvalitu a hodnocení sledované komplikace je zřejmý významný podíl GDT na snížení rizika vzniku pooperační renální insuficience [poměr šancí (Odds Ratio, OR) 0,64; 95 % interval spolehlivosti (95% CI – Confidence Interval) 0,5–0,83; p = 0,0007]. Snížení rizika vzniku pooperačního renálního selhání bylo patrné i při subanalýze s ohledem na časování intervence (před operací, v jejím průběhu nebo těsně po operaci), i na stanovené hemodynamické cíle (supranormální i normální). Riziko úmrtí při užití GDT je rovněž nižší [OR 0,5; 95% CI 0,31–0,8; p = 0,004], ale heterogenita jednotlivých hodnocených studií je velká. Druhá metaanalýza této skupiny autorů [7] se zabývala hodnocením gastrointestinálních (GIT) komplikací. Bylo do ní zařazeno 16 studií s celkovým počtem 3410 pacientů. Incidence závažných i méně závažných GIT komplikací byla v intervenčních skupinách významně snížena [OR 0,42; (95% CI 0,27–0,65), respektive OR 0,29 (95% CI 0,17–0,5)]. Mortalita nebyla hodnocena.

Významnost prevence vzniku pooperačních komplikací zdůraznila rozsáhlá retrospektivní studie [8], v níž byl u souboru téměř 106 tisíc amerických veteránů identifikován vznik komplikací do třicátého dne po operaci jako nezávislý faktor mortality, který vedl ke snížení mediánu přežití v 8letém horizontu o 69 %. Tyto výsledky pak potvrdila aktuálně otištěná analýza 15letého přežití [5] u populace původní studie Boyda et al. [9]. Medián přežití pacientů v intervenční skupině byl o 1107 dní delší [1781 vs 684; p = 0,005]. K významným faktorům ovlivňujícím přežití patřil vedle věku a zařazení do GDT protokolu také výskyt kardiálních komplikací do třicátého pooperačního dne.

I přes příznivé výsledky výše zmíněných analýz nepatří GDT u rizikových pacientů stále k běžným postupům. Užití GDT doporučují zatím pouze národní guidelines Velké Británie [10], jejichž zavedení však bylo provázeno výraznou kritikou [11]. Těmto doporučením předcházela pravděpodobně zatím jediná rozsáhlá cost/benefit analýza hemodynamické optimalizace [12]. K zásadním problémům GDT patří především nejednotnost a výše popsaná metodická rozdílnost jednotlivých prací. Lees et al. [13] definuje několik sporných bodů bránících širšímu užití GDT při chirurgických výkonech. Jsou to: nepřesná definice pojmu „rizi­kový pacient“, nejednotnost v užitých postupech (monitorovací technika, cíle hemodynamické intervence, odlišný čas a způsob jejich dosažení) a omezení lidskými i ekonomickými zdroji.

Definice vysoce rizikového chirurgického pacienta

Nedostatečná definice cílové populace, je jedním z důvodů, proč perioperační GDT zatím nedoznala celoplošného uznání anesteziologickou obcí. Rizikovost bývá často stanovena podle počtu zemřelých/postižených pacientů v kontrolní skupině. Již v jedné z prvních metaanalýz [14] můžeme nalézt v tomto parametru významnou disproporci. V historicky starších studiích mortalita často přesahuje 20 %, naopak v novějších často nedosahuje ani 15 %. Některé studie využívající méně invazivních monitorovacích prostředků, dokonce popisují nulovou mortalitu [15] a přínos GDT je prokazován pouze na tzv. měkčích cílech (snížení počtu komplikací, zkrácení doby hospitalizace apod.)

Boyd [16] navrhuje považovat za „vysoce rizikové“ nemocné s individuálním rizikem úmrtí vyšším než 5%, nebo pacienty podstupující operační výkon spojený s mortalitou vyšší než 5%. Kritéria pro zařazení do protokolu optimalizace navržená Shoemakerem [17] byla postupně upravována Pearsem [18] a dalšími. Praktické dělení na rizika vázaná na pacienta a vázaná na operační výkon navrhl v nedávno publikovaném přehledovém článku Kirov et al. [19] – tabulka 1. Na jejich podkladě navrhuje přizpůsobení monitorování pacienta (tab. 2, 3). Je nutno mít na paměti, že navržená klinická kritéria, jakkoli intuitivně přesvědčivá, jsou spíše orientační a jejich predikční hodnota nebyla nikdy blíže zkoumána. Stejně tak autoři neposkytují bližší upřesnění jednotlivých kategorií rizika vycházejícího z osoby pacienta a rizika operačního výkonu. Určitým vodítkem pro rozdělení operačního rizika může být studie Pearse et al. [2], podle které můžeme výkony s mortalitou pod 1 % považovat za málo rizikové (např. akutní apendektomie, elektivní transuretrální resekce prostaty či endoprotéza kyčle), a výkony s mortalitou nad 5 % pokládat za vysoce rizikové (neodkladné i plánované kombinované či cévní nitrobřišní a nitrohrudní výkony apod.). Pro stanovení rizika daného osobou nemocného je možno užít celou řadu skórovacích systémů zaměřených na predikci vzniku pooperačních komplikací (POSSUM [20], Goldmann [21], Lee [22]). Doporučené postupy americké kardiologické společnosti [23] navrhují stanovení funkční kardiální výkonnosti pomocí metabolických ekvivalentů (METs). Pomocí testu kardiopulmonální výkonnosti (CPX – Cardiopulmonary Exercise Test) je možné určit anaerobní práh [24]. Základní představu může poskytnout i běžná klasifikace rizika podle americké anesteziologické společnosti (ASA – American Society of Anesthesiologists), kdy hodnoty ASA I-II představují nízké riziko, ASA III střední riziko a ASA IV–V riziko vysoké. Přes toto množství skórovacích systémů (a možná i díky němu) je definice vysoce rizikového nemocného stále nezřetelná. Systém navržený Kirovem je pravděpodobně, i při zmíněném omezení, vhodným postupem při rozhodování o monito­rování a léčebné péči u těchto nemocných.

Dalším významným faktorem rozhodujícím o míře rizika je individuální reakce nemocného a jeho tolerance operační zátěže, která nemusí být z předoperačních vyšetření vždy předvídatelná. Včasné odhalení rizika hypovolémie, nízké cévní rezistence či sníženého srdečního výdeje z parametrů získaných zvolenou úrovní monitorování je nezbytným předpokladem pro okamžité zahájení náležité léčby. Běžné klinické parametry jako kapilární návrat, diuréza, krevní tlak či srdeční akce prokazatelně nemohou fungovat jako adekvátní cíle hemodynamické intervence [25]. Mohou ale, především ve spojení s labora­torními parametry (koncentrace laktátu či saturace žilní krve v horní duté žíle), upozornit na nutnost rozšíření hemodynamického monitorování.

Možnosti hemodynamického monitorování

Technické možnosti monitorování hemodynamiky za 40 let od průkopnických prací Shoemakera [26] zaznamenaly poměrně prudký vývoj, který reflektují historické i soudobé studie zabývající se problematikou optimalizace hemodynamiky. Ve výše zmíněné metaanalýze dvaceti studií [6] byl ve 12 případech pro hodnocení hemodynamiky užit plicnicový katétr, v 5 stu­diích jícnový doppler a jen ve 2 studiích byla užita analýza tepové křivky (LiDCO a Vigileo/FloTrac). Vedle plicnicového katétru je nejlépe popsáno užití jícnového dopplera, mimo jiné i díky systematickým analýzám jeho účinnosti [27] a ekonomického dopadu [12]. V britských národních doporučených postupech je navrženým prostředkem k dosažení maximalizace tepového objemu pro perioperační GDT tzv. „Flow based technology“ (level 1b) [10].

Volba monitorovací techniky by však měla zohlednit nejen přínos získaných informací, ale také riziko, které z užití dané techniky vyplývá. Tato zásada je zdůrazněna v „stupňovitém“ přístupu Hofera et al. [28] upraveném Kirovem [19]. Rozděluje monitorovací prostředky do pěti stupňů – od plně neinvazivních (běžně užívané EKG, neinvazivní měření krevního tlaku apod. – úroveň 1) až po maximálně invazivní (plicnicový katétr – úroveň 5) – viz tabulka 3. Na podkladě závažnosti pacientova stavu poté navrhuje navyšovat úroveň monitorování až do zisku adekvátních hemodynamických parametrů.

Otázka diskuse vlastní volby mezi jednotlivými monitory na podkladě jejich ekonomické dostupnosti a klinické spolehlivosti významně přesahuje rozsah této práce, proto odkazujeme na texty zabývající se touto problematikou [13, 19, 28].

Cíle a načasování optimalizace

Cílem hemodynamické optimalizace chirurgického pacienta je zajištění adekvátní dodávky kyslíku všem tkáním a zabránění práce na kyslíkový dluh. Původní Shoemakerova [29] „supranormální“ kritéria (srdeční index nad 4,5 l/min/m², DO₂I – Oxygen Delivery Index nad 600 ml/min/m² a VO₂I – Oxygen Consumption Index nad 170 ml/min/m²) byla stanovena jako medián, kterého spontánně dosáhli přeživší nemocní. Přiměřený stupeň hyperkinetické cirkulace po operačním traumatu je tedy zcela obvyklý. Důležité je rozlišit nemocné, kteří mají dostatečnou fyziologickou rezervu ke spontánnímu dosažení těchto cílů, a pacienty, jejichž kardiální výkonnost není dostatečná a vyžaduje intervenci.

U první skupiny pacientů pravděpodobně postačuje včasná a adekvátní náhrada cirkulujícího objemu tak, aby v okamžiku nutnosti zvýšení dodávky kyslíku vzestupem srdečního výdeje nedocházelo k nutnosti redistribuce objemu a kompenzatorním reakcím. U tohoto typu nemocných se při nedostatečné náhradě plazmatického objemu v perioperačním období spíše než s nárůstem mortality setkáváme se zvýšeným počtem orgánových a infekčních komplikací. Jejich příčinou často bývá regionální hypoperfuze. Cílem většiny GDT protokolů u této populace je snaha o dosažení maximálního tepového objemu s užitím různých ukazatelů pozitivní odpovědi na navýšení cirkulujícího objemu (tzv. fluid responsiveness). Postup spočívá v postupném podávání bolusů tekutin do dosažení ploché části Frank-Starlingovy křivky, tedy stavu optimálního srdečního výdeje a „euvolémie“. V souladu s Hoferovým „stupňovitým“ přístupem jsou v těchto protokolech užívány minimálně invazivní monitorovací techniky (jícnový doppler, přístroje založené na analýze tepové křivky).

Při užití jícnového dopplera [15, 30] je pro po­souzení pozitivní odpovědi na navýšení plazmatického objemu užíván na srdeční frekvenci korigovaný ejekční čas levé komory (FTc – flow time corrected).

U přístrojů založených na analýze tepové křivky se uplatňuje sledování dynamického kolísání tepového objemu (SVV – Stroke Volume Variation) v průběhu řízené ventilace, nebo jeho koreláty – variace tlakové amplitudy (PPV – Pulse Pressure Variation) a variace systolického tlaku (SPV – Systolic Pressure Variation). Protokol užívající k hemodynamické optimalizaci PPV byl poprvé popsán u malé skupiny nemocných Lopesem et al. [31]. Příznivé výsledky užití automaticky stanovované variability tepového objemu (SVV přístrojem Vigileo/FloTrac) demonstrovala též nedávno publikovaná práce z našeho pracoviště [32].

Ačkoliv SVV a PPV jsou v současné době považovány za relativně přesné parametry hodnocení odpovědi na tekutinovou výzvu [33], je nutno při jejich užití splnit několik základních podmínek. Nemocní musí být řízeně ventilováni s dechovým objemem minimálně 8 ml/kg (hodnota PEEP a její vliv na měřené parametry nejsou dosud přesně stanoveny) [34] a srdeční rytmus musí být pravidelný (optimálně variabilita srdeční frekvence do 10 %) [35]. V úvahu je nutno brát též ovlivnění variace pulzního nebo systolického tlaku podáním vazopresorů [36]. Značně nesourodá jsou data definující optimální diskriminační hodnotu variace pro predikci příznivé odpovědi na tekutinovou výzvu. Z výše uvedené Marikovy metaanalýzy [33] vyplývá pro PPV a pro SVV optimální diskriminační hodnota variace 12,5 %, respektive 11,6 %. Zkušenosti však ukazují, že hodnoty SVV a PPV v rozmezí od 10 % do 15 % jsou pravděpodobně tzv. šedou zónou, kdy je jejich výpovědní hodnota nejistá. Dalším problémem je automatizovaná kalibrace přístrojů a vliv dalších, dosud ne zcela poznaných, faktorů [37–39]. S ohledem na veliké množství spolupodílejících se faktorů je k provedení zodpovědného rozhodnutí vždy nutné zahrnout tyto dynamické parametry do širšího obrazu hemodynamických změn.

Ostatní, tzv. statické či volumetrické parametry jako plnicí tlaky obou komor (CVP – Central Venous Pressure, PCWP – Pulmonary Capillary Wedge Pressure), index enddiastolické plochy levé komory (LVEDAI – Left Ventricular End-Diastolic Area Index), nebo index celkového enddiastolického objemu (GEDVI – Global End-Diastolic Volume Index), nevykazují pro užití tekutinové výzvy dostatečnou prediktivní schopnost [33, 40]. Samostatnou kapitolou posouzení vhodnosti podání objemu je tzv. test zvednutí nohou popsaný Lafanecherem [41], jehož užití v průběhu operačního výkonu je však značně omezeno.

U nemocných se sníženou kardiální rezervou nelze předpokládat, že v případě zvýšených nároků zabezpečí dostatečnou dodávku kyslíku pouhé doplnění cirkulujícího objemu. U těchto pacientů je k zajištění adekvátní dodávky kyslíku užití pozitivně inotropních látek (dobutamin, dopexamin) prakticky nevyhnutelné, a přináší větší úspěšnost GDT než podávání tekutin samotných [18, 42]. V nedávno publikované práci hemodynamická léčba cílená k optimalizaci tepového objemu sice zajistila udržení průtoku krve mikrocirkulací sublinguální sliznice a kůže, avšak pouze kombinace maximálního tepového objemu s nízkou dávkou dopexaminu (0,5 µg/kg/min) vedla ke zlepšení průtoku mikrocirkulací a zvýšení tkáňové tenze kyslíku [43]. Naproti tomu podávání vysokých dávek inotropik příznivý účinek optimalizace vlivem nežádoucích účinků ruší [44].

Při zajištění dodávky kyslíku je nutno kromě péče o hemodynamiku věnovat též náležitou pozornost optimalizaci koncentrace hemoglobinu a jeho saturace kyslíkem. Na vznik orgánové hypoperfuze může upozornit zvýšená koncentrace laktátu (nad 2 mmol/l) nebo pokles saturace žilní krve v horní duté žíle (ScvO₂ pod 70 %). Ke stanovení optimální úrovně GDT je u těchto nemocných nezbytné užití odpovídajících technik monitorování hemodynamiky (transpulmonární termodiluce nebo plicnicový katétr).

Hledání individuální dynamické rovnováhy mezi aktuální spotřebou a dodávkou kyslíku se jeví jako nejlogičtější cíl optimalizace hemodynamiky vysoce rizikových nemocných [19]. Intervence vedoucí k opti­malizaci by měla mírně předcházet, nebo být zahájena v okamžiku vzniku orgánové hypoperfuze. Nicméně pozitivní vliv na morbitidu může mít i GDT v časném pooperačním období [18, 30]. Příznivý efekt tohoto odloženého léčebného výkonu ovšem záleží na individuální toleranci orgánů k ischemicko-reperfuznímu inzultu.

Vliv způsobu dosažení cíle a volby roztoku k optimalizaci plazmatického objemu

Ne zcela jasným problémem perioperační optimalizace hemodynamiky je způsob, jak příslušných cílů dosáhnout. Tato otázka úzce souvisí s obecnou diskusí o volbě množství (liberální vs restriktivní) a typu (krystaloidy vs koloidy) tekutinových náhrad. Mnohými autory bylo opakovaně prokázáno, že množství tekutiny ztracené v důsledku evaporace či přesunů v rámci organismu je relativně malé a nepřesahuje 1 ml/kg za hodinu [45]. Navíc příliš velký přívod tekutin vede k jejich přestupu do intersticiálního prostoru s následným vznikem intersticiálního otoku, prodloužením difuzní dráhy pro kyslík a zhoršením tkáňové oxygenace [46]. Zásadní funkci pro ovlivnění filtrace tekutiny na úrovni mikrocirkulace má podle aktuálních poznatků endovaskulární glykokalyxová membrána, která zvyšováním onkotického tlaku na rozhraní vaskulárního lumen snižuje únik tekutiny do intersticia [47]. Na podkladě tohoto revidovaného Starlingova principu jsou popisovány dva druhy přesunu tekutiny. Typ 1 je fyziologický a vede k vyrovnání tlakových a koncentračních gradientů (známé přerozdělení krystaloidních náhrad v poměru 1 : 4). K druhému typu přesunu tekutin dochází v případě zvýšení vaskulární permeability při porušení glykokalyxové membrány a vede nejen ke ztrátám vody a iontů, ale také proteinů, a vymytí onkotického gradientu. K rozvolnění glykokalyxové membrány dochází jednak v důsledku zánětlivé reakce (operační trauma, ischemicko-reperfuzní postižení apod.), ale také v důsledku vyplavení atriálního natriuretického peptidu (ANP – Atrial Natriuretic Peptide) při akutní hypervolémii [48]. Předpokladem úspěchu optimalizace hemodynamiky je dosažení a udržení „euvolémie“ bez současného rozvoje intersticiálního edému, proto je nezbytné přesun tekutin do intersticia (1. i 2. typu) co nejvíce omezit. Někteří autoři [49, 50] proto navrhují racionální kombinaci přívodu minimální fixní dávky krystaloidů k pokrytí perspirace a ztrát diurézou (minimalizace úniku typu 1) s bolusy koloidu k udržení normovolémie užitím GDT principu (zabránění hypervolémie, a tedy aktivace úniku typu 2). Tento postup byl ve zvířecím experimentu spojen s významně zlepšeným průtokem mikrocirkulací tenkého i tlustého střeva, zvýšením tenze kyslíku ve stěně střeva i v tkáni v místě anastomózy [51, 52]. Problematika volby náhradních roztoků s ohledem na jejich chemické vlastnosti, vliv na acidobazickou rovnováhu a jaterní či ledvinné funkce přesahuje rámec naší práce, užití balancovaných roztoků poslední generace a izoonkotických koloidních náhrad se však jeví jako nejvhodnější.

Další spornou otázkou, spojenou s dosažením hemodynamických cílů, je užití katecholaminů a látek s pozitivně inotropním či vazodilatačním účinkem. Je zřejmé, že dosažení adekvátní dodávky kyslíku do tkání není bez užití inotropní podpory vždy možné. Některé již zmíněné práce prokazují jak lokální zlepšení tkáňové mikrocirkulace [43], tak příznivější pooperační výsledky u nemocných léčených kombinací objemové optimalizace a inodilatancia (dopexamin) [42].

Užití vazopresorů je naproti tomu v GDT protokolech zakotveno minimálně. Pouze protokol studie Maye­ra et al. [53] pracuje u pacientů s dostatečným srdečním výdejem s normalizací hodnoty středního arteriálního tlaku podáním infuze noradrenalinu. Podání vazopresorů, k udržení cévního tonu při reverzibilní vazodilataci navozené celkovou či regionální anestezií, je jako zábrana pooperační hypervolémie považováno za bezpečné a racionální [49]. Aplikaci vazopresorů by vždy měla předcházet snaha o zajištění dostatečného srdečního výdeje a měly by být podány jen k normalizaci patologicky snížené systémové vaskulární rezistence. Při monitorování hemodynamiky přístroji založenými na analýze tepové křivky [37] a variaci pulzního či systolického tlaku [36] je nutno též pamatovat na výše zmíněný vliv vazopresorů na výpovědní hodnotu měřených parametrů.

Závěr

Po téměř čtyřiceti letech od pionýrských prací Williama Shoemakera není otázka hemodynamické péče o chirurgické nemocné uzavřena. Přes velké množství prací, které se problematikou chirurgických rizikových pacientů zabývají, přetrvává v oblastech optimalizace hemodynamiky a tekutinové léčby několik kontroverzí. I tak je však zřejmý významný posun ve vnímání GDT, jako základního medicínského postupu. Tato změna paradigmatu je předpokladem k vytvoření obecných protokolů, které by se po náležitém ověření multicentrickými studiemi mohly stát základem pro vznik nadnárodních doporučení. Očekává nás pravděpodobně jedno z posledních kol tohoto maratónského běhu. Jak ale víme z problematiky neodkladné resuscitace, od první Safarovy práce do uveřejnění prvních národních doporučených postupů uplynulo 17 let a dalších 26 let pak trvalo vytvoření nadnárodních guidelines International Liaison Committee on Resuscitation. Naše pomyslná cílová rovinka může být ještě značně dlouhá.

Poděkování: Podpořeno výzkumným záměrem MSM 0021620819 „Náhrada a podpora funkce některých životně důležitých orgánů“.

Seznam užitých zkratek:

Došlo dne 14. 10. 2010.
Přijato do tisku dne 3. 2. 2011.

Adresa pro korespondenci:
MUDr. Jan Beneš
Anesteziologicko-resuscitační klinika
Fakultní nemocnice Plzeň
Alej Svobody 80
304 60 Plzeň
e-mail: benesj@fnplzen.cz