Влияние продленной эпидуральной анестезии на уровень перфузии в перфорантных кожных лоскутах при реконструктивных вмешательствах на нижних конечностях

Резюме

Цель работы.  Изучить влияние продленной эпидуральной анестезии на перфузию в тканях перфорантных кожных лоскутов при реконструктивных вмешательствах на нижних конечностях.

Пациенты и методы. В исследование были включены 20 пациентов, которым были выполнены реконструктивные операции с использованием перфорантных лоскутов на нижних конечностях. Пациентам проводили продленную эпидуральную анестезию в течении 5-7 суток после операции. С целью контроля уровня перфузии в пересаженных лоскутах до и после введения анестетика  в эпидуральный катетер выполнялся продленный мониторинг микроциркуляции с помощью лазерного допплеровского флоуметра Moor VMS-LDF1 (Moor Instruments Inc. Великобритания).

Результаты. Каждый раз при введении анестетика в эпидуральный катетер мы наблюдали выраженный обезболивающий эффект, длящийся 4-6 часов, и одновременно повышение уровня перфузии от 4% до 156% .

Заключение. Продленная эпидуральная анестезия при реконструктивных вмешательствах на нижних конечностях обеспечивает повышение уровня перфузии в тканях лоскута в раннем послеоперационном периоде в среднем на  51%   и способствует уменьшению эпизодов вазоспазма и связанных с ними осложнений.

 Ключевые слова: продленная эпидуральная анестезия, вазоспазм, доплеровская флоуметрия, кожный лоскут, перфорантный лоскут.

Врач Бадюл П.А.

Днепровский Центр термической травмы и пластической хирургии.

Державний заклад “Дніпропетровьска медична академія МОЗ України.

Ключевые слова: продленная эпидуральная анестезия, вазоспазм, доплеровская флоуметрия, кожный лоскут, перфорантный лоскут.

К сожалению осложнения и неудачи в хирургии перфорантными лоскутами довольно частая проблема. И хотя современный уровень микрохирургической техники позволяет максимально снизить процент неудачных исходов, проблема осложнений остается весьма актуальной. Эта тема всегда очень драматична как для пациентов, так и для хирургической бригады, при этом в мировой литературе есть некоторая информация о возможных причинах осложнений, и практически нет информации о вариантах решения возникших проблем. Проблемы при реконструкции перфорантными лоскутами могут быть связаны с плохим предоперационным планированием, неправильным выбором лоскута, ошибками при диссекции лоскута, ошибками послеоперационного ведения. Не смотря на все возможные меры предосторожности, ошибки и неудачи происходят у даже самых опытных хирургов. Однако во многих случаях проблемные лоскуты могут быть спасены, а возникшие нарушения могут быть исправлены в 54–100% [2].  Залогом успеха в спасении проблемного лоскута могут быть несколько факторов, таких как круглосуточное наличие квалифицированного персонала и адекватный   мониторинг тканевой перфузии, раннее выявление начавшихся нарушений и возможность в кратчайший срок  вернуть пациента в операционную если выявлено нарушение микроциркуляции [13, 36].  Одной из наиболее частых причин развития осложнений является вазоспазм, который встречается в 5-10% микрохирургических процедур. Он играет важную роль в патогенезе гипоперфузии, способствуя тромбозу и частичной или полной утрате лоскута. Вазоспазм можно наблюдать интраоперационно и до 72 часов после операции, причем первый часто бывает более проблематичным [21].

Патофизиология вазоспазма до конца не ясна, но, как полагают многие авторы, это следствие общих и местных факторов. Общие факторы включают в себя низкую температуру тела, гипотонию и симпатическую реакцию на боль, в то время как местные факторы включают травматизацию сосуда, плотное сжатие сосуда адвентицией при перекруте, миогенный ответ к локальным кровоизлияниям, высыхание тканей и сосудистые заболевания [21]. Хирургическая диссекция может активировать высвобождение симпатическими нервными окончаниями вазоактивных соединений и ухудшить при этом высвобождение вазодилататоров, что провоцирует вазоспазм и тромбоз [31]. Вены более восприимчивы к вазоспазму чем артерии, и после возникновения венозного вазоспазма, его гораздо сложнее разрешить [27]. Для оказания первой помощи при вазоспазме могут быть использованы различные спазмолитические агенты или механическое растяжение. Большинство спазмолитических агентов применяются локально, чтобы избежать системных осложнений. Обычно используемые препараты это папаверин, лидокаин, и блокаторы кальциевых каналов, такие как нифедипин, верапамил, и никардипин [21].  Наиболее эффективным методом снятия вазоспазма является хирургическое удаление адвентиции благодаря эффекту симпатэктомии и механического утончения стенок сосудов, что позволяет им более легко расширяться [30].

Периодически в литературе встречаются сообщения относительно эффективности симпатической блокады посредством блока нервных сплетений как метода снятия или профилактики вазоспазма, преимущественно плечевого сплетения при микрохирургических операциях на верхних конечностях [1, 5, 34].  Есть работы посвященные эффекту эпидуральной анестезии на мышечные лоскуты на нижних конечностях [32]. Продолжаются дебаты о правильном выборе анестезии при микрохирургических операциях и существуют противоречивые данные в литературе по поводу региональной анестезии [10, 12]. Однако, мы не встречали работ посвященных исследованию уровня перфузии в перфорантных лоскутах на нижних конечностях и влиянии эпидуральной анестезии на нее.

Цель работы.  Изучить влияние продленной эпидуральной анестезии на перфузию в тканях перфорантных кожных лоскутов при реконструктивных вмешательствах на нижних конечностях.

Пациенты и методы.

В исследование были включены пациенты с дефектами покровных тканей на нижних конечностях, вследствие термической или механической травмы. Среди пациентов было 17 (85%) мужчин и 3 (5%) женщины. Были выполнены реконструктивные операции с использованием кожных перфорантных лоскутов: в 5 случаях это были свободные лоскуты, в 12 случаях лоскуты по типу пропеллер, в 3 случаях лоскуты на ножках. Перед операцией устанавливали катетер и проводили продленную эпидуральную анестезию путем введения 0,25% раствора лонгокаина в объеме 10-20 мл с интервалом 4-6 часов, причем интервал зависел от потребности пациента купировать боль и обеспечивать управляемую вазодилатацию в течении 5-7 суток после операции. До и после введения анестетика в эпидуральный катетер было проведено 20 исследований продленного мониторинга микроциркуляции с помощью лазерного допплеровского флоуметра Moor[1], который позволял одновременно измерять температуру лоскута, уровень перфузии и концентрацию эритроцитов в исследуемом объеме ткани. Этот метод позволяет измерять кровоток в очень мелких кровеносных сосудах, таких как капилляры с низкоскоростным кровотоком, обладающие питающей функцией, расположенные близко к поверхности кожи и в нижележащих артериолах и венулах, участвующих в регулирование температуры кожи. Толщина исследуемой ткани обычно составляет 1 мм, диаметр капилляров 10 микрон, и измерение спектра скоростей в диапазоне от 0,01 до 10 мм / с.

Лазерный луч направляется на поверхность ткани через оптическое волокно, которое заканчивается в головке зонда, прикрепленном к поверхности кожи. В головке зонда находятся и воспринимающие оптические волокна, передающие отраженный свет на фотодетектор и далее происходит электронная обработка сигнала.  Поток крови обычно измеряется в объеме ткани 1mm³ или меньше (Рис. 1).

Рис. 1. Схема принципа работы лазерного допплеровского флоуметра.

Когда больший объем ткани стимулируется к вазодилатации и вазоконстрикции или оценивается влияние лечебного процесса на увеличение кровотока, зафиксированные изменения в небольшом объеме тканей, как правило, принимаются и для большого тканевого пространства. Для описания кровотока, измеренного методом лазерного допплера обычно используется термин «поток»: величина, пропорциональная произведению средней скорости эритроцитов и их концентрации (часто упоминается как объем крови). Этот показатель выражается в перфузионных единицах PU (perfusion units) и рассчитывается с использованием первого момента мощности спектральной плотности. Из-за характера кровотока в капиллярах, мелких кровеносных сосудах и различиях в цвете и структуре кожи, исследователи и производители пришли к согласию, что использование абсолютных единиц, таких как мл/мин/100 г ткани, не целесообразно.

Данные с флоуметра экспортировали на персональный компьютер (Рис 2), где проводилась обработка сигнала с помощью специального программного обеспечения Moor VMS-PC.

Рис. 2. Лазерный допплеровский флоуметр Moor VMS–LDF1 (Moor Instruments Inc. Великобритания), с выведением показателей на персональный компьютер.

Это программное обеспечение позволяло оценивать микроциркуляцию, температуру, оценивать концентрацию эритроцитов в исследуемом объеме ткани (вычисляемый показатель) и уровень достоверности полученных данных. Кроме того Moor VMS-PC давала графические данные по всем показателям за весь период мониторинга  и генерировала отчет за интересующий период (ROI). Простые функции анализа включали: среднее, отклонение STD, медиану, минимальное значение, максимальное значение, площадь под кривой (AUC), гистограммы и Curve Fitting. Генерация отчета выполнялась мастером форматирования для отображения в PDF, JPG, XML и других форматах. С помощью современных возможностей связи данные с лазерного допплеровского флоуметра передавались на мобильное устройство (смартфон), что давало возможность наблюдать за состоянием лоскута в удаленном режиме.

Рис. 3. Снимок экрана с интерфэйсом Moor VMS-PC. Наблюдается повышение уровня перфузии (верхняя кривая) и концентрации эритроцитов (нижняя кривая) в лоскуте после каждого введения анестетика в эпидуральный катетер.

Результаты.

Каждый раз при введении анестетика в эпидуральный катетер мы наблюдали выраженный обезболивающий эффект, длящийся 4-6 часов, и одновременно повышение уровня перфузии в кожных лоскутах от 4% до 156% (Рис. 3, 4). При сравнении показателя перфузии во всех случаях до и после введения анестетика в эпидуральный катетер Парный t-критерий Стьюдента был равен 5,832, Критическое значение t-критерия Стьюдента при данном числе степеней свободы составляет 2,093.  t_набл > t_крит, изменения признака статистически значимы (p<0,05).  Средние показатели перфузии в тканях лоскута до  введения анестетика в эпидуральный катетер составляли 9.48 PU, а после введения 13,26 PU, что демонстрировало статистически значимое повышение перфузии в тканях лоскута  в среднем  на 51%. (Рис. 4, 5).

Рис. 4. Диаграмма, показывающая изменение уровня перфузии в кожном лоскуте (PU) при введении анестетика в эпидуральный катетер в каждом отдельном случае.

Рис. 5.  Диаграмма, показывающая средние  показатели PU  до и после введения анестетика в эпидуральный катетер.

Помимо определения влияния эпидуральной анестезии на уровень перфузии в перфорантных лоскутах на нижних конечностях, нами был подтвержден факт того что, уровень перфузии в лоскуте повышается на вторые сутки после операции в среднем на 77%., а на третьи сутки уровень перфузии в лоскуте снижается, но остается выше исходного в среднем на 18%.

В дальнейшем уровень перфузии имеет тенденцию к плавному повышению. Средние значения уровня перфузии по дням после хирургического вмешательства составили: 1 сутки – 9,033±1,7 PU; 2 сутки – 16,02±2,8 PU; 3 сутки – 10,7±1,9 PU (p<0,001 по критерию Фридмана).

Кроме прямого положительного действия симпатической блокады на состояние перфузии в тканях,  нами было установлено и быстрое положительное влияние на микроциркуляцию внутримышечного и внутривенного введения опиоидов. Так же наблюдалось улучшение микроциркуляции  при местном применении папаверина и отсутствии этого эффекта при его системном использовании. Однако, для подтверждения этих фактов мы не смогли на данном этапе наших исследований получить статистически значимые изменения.

Полученные результаты позволяют утверждать о возможностях продленной эпидуральной анестезии статистически значимо повышать уровень перфузии в тканях перфорантных лоскутов на нижних конечностей в раннем послеоперационном периоде, и  способствовать уменьшению эпизодов вазоспазма и связанных с ними осложнений.

Дискуссия.

Огромное количество исследований было сосредоточено на лекарственной терапии для оптимизации кровотока и  повышения жизнеспособности кожных лоскутов на ножке или свободных лоскутов. В результате даже небольшой операционной травмы при формировании лоскута в нем повышается уровень таких сосудосуживающих и тромботических  веществ (медиаторов) как NE (norepinefrine), TXA2 (Thromboxane A2),  5HT (5-hydroxytryptamine), ET-1 (Endothelin 1) [8, 18, 20, 33, 37]. Это очень мощные вазоконстрикторы, повышенный уровень которых вызывает вазоспазм, что может послужить причиной развития дальнейших осложнений [3, 26]. В прошлом, исследования посвященные хирургии кожными лоскутами были сосредоточены на применении сосудорасширяющих и антитромботических препаратов для повышения жизнеспособности перемещенных тканей. Эти исследования особенно активно проводились до 1990 г. и были подробно описаны [6, 19, 23]. Категории лекарственных средств включали: антагонисты α-адренорецепторов; препараты, вызывающие истощение катехоламинов в нервных окончаниях; препараты, предотвращающие высвобождение катехоламинов из нервных окончаний; агонисты β-адренорецепторов; непосредственные вазодилататоры, блокаторы кальциевых каналов, гемореологические препараты; сосудорасширяющие эйкозаноиды и ингибиторы их синтеза; противовоспалительные препараты; препараты, ингибирующие прилипание и накопление нейтрофилов; и акцепторы свободных радикалов. Совсем недавние исследования в области лекарственной терапии для увеличения жизнеспособности лоскута также сосредоточены на вазодилатации [ 4, 14, 17, 28, 35], антитромботической профилактики, ингибировании адгезии и аккумулирования нейтрофильных гранулоцитов [16]. Как правило, результаты этой сосудорасширяющей и антитромботической лекарственной терапии в увеличении жизнеспособности лоскутов были спорными, не доказанными, или очень скромными, в лучшем случае, по сравнению с методом хирургической задержки (Surgical delay). И, наконец, большинство из этих исследований были выполнены на  лабораторных животных с подвижной кожей, лишенной подкожной клетчатки (например, крыс, кроликов), чья кожа отличается от человеческой по васкуляризации и анатомии [7].  Используя свинью для получения более клинически значимой модели лоскута на ножке, Панг и его коллеги протестировали препараты, которые были определены другими исследователями как препараты, увеличивающие жизнеспособность кожного лоскута у крыс.  Было отмечено, что ни в одном случае ни кожный кровоток, ни жизнеспособность не были значительно улучшены за счет следующих категорий препаратов: глюкокортикоидов [9], антагонистов α-адренорецепторов [29], релаксантов гладкой мускулатуры сосудов [24], антогонистов β-адренорецепторов, ингибиторов синтеза  ТХА2 [24], антагонистов рецепторов ТХА2 [25], и сосудорасширяющих простанойдов [11]. В настоящее время, есть относительно безопасные препараты, которые используется в клинике для профилактики или лечения вазоспазма при реконструкции перфорантными лоскутами. Эти препараты применяются локально, так как системное их применение не показало доказанных положительных результатов. По прежнему продолжается поиск эффективных и не затратных методов профилактики вазоспазма в хирургии лоскутной пластики [21].

При операциях на конечностях для адекватного обезболивания применяется пролонгированная региональная блокада, что кроме обезболивания позволяет отключить действие симпатической нервной системы.  В нашей работе проведена оценка влияния продленной эпидуральной анестезии на перфузию в тканях перфорантного кожного лоскута при реконструктивных вмешательствах на нижних конечностях. Полученные данные  показали реальную возможность  за счет продленной эпидуральной анестезии обеспечивать адекватный контроль боли и повышение уровня перфузии в тканях перфорантного лоскута в раннем послеоперационном периоде в среднем на  51%. Следовательно, описанный метод анестезии способствует уменьшению эпизодов вазоспазма и связанных с ними осложнений.

Заключение.

Продленная эпидуральная анестезия при реконструктивных вмешательствах на нижних конечностях обеспечивает повышение уровня перфузии в тканях перфорантного кожного лоскута в раннем послеоперационном периоде в среднем на  51%,   способствует уменьшению эпизодов вазоспазма и связанных с ними осложнений.

Продленная эпидуральная анестезия, таким образом, способствует повышению эффективности хирургического лечения при реконструктивных вмешательствах на нижних конечностях.

Литература:

1. Закриття дефектів м’яких тканин різної локалізації із застосуванням «пропелерних» клаптів / Галич С. П. , Дабіжа О. Ю. , Резніков О. В. и др. // Хирургія украіни. – 2016.— № 1.— С. 90—96.
2. A prospective study of microvascular free–flap surgery and outcome / Khouri R., Cooley B, Kunselman A, et al. // Plast Reconstr Surg. – 1998. – Vol.102. – P. 711–721.
3. Amplification effect and mechanism of action of ET-1 in U-46619-induced vasoconstriction in pig skin / Pang CY, Xu H, Huang N, et al. // Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. -2001. – Vol.280. – P. 713–720.
4. Asai S. Topical administration of prostaglandin E1 with iontophoresis for skin flap viability. / Asai S, Fukuta K, Torii S. // Ann Plast Surg. – 1997. Vol.38. – P. 514–517.
5. Continuous brachial plexus blockade for digital replantations and toe–to– hand transfers / Kurt E, Ozturk S, Isik S, et al. // Ann Plast Surg. – 2005. – Vol.54. – P.24-27.
6. Daniel R. Principles and Physiology of Skin Flap Surgery / Daniel RK, Kerrigan CL. – In: McCarthy JG, ed. Plastic Surgery. Philadelphia: WB Saunders, 1990. – P. 275-328.
7. Daniel RK. The Anatomy and Hemodynamics of the Cutaneous Circulation and their Influence on Skin Flap Design. / In: Grabb WC, Myers MB, eds. Skin Flaps. Boston: Little, Brown, 1975. –P.111.
8. Edstrom L. Effect of ischemic skin flap elevation on tissue and plasma thromboxane A2 and prostacyclin production: modification by thromboxane synthetase inhibition / Edstrom L., Balkovich M., Slotman G. // Ann Plast Surg. – 1988. – Vol.20. – P. 106–111.
9. Effect of glucocorticoid treatment on skin capillary blood flow and viability in cutaneous and myocutaneous flaps in the pig / Nakatsuka T, Pang CY, Neligan P, et al. // Plast Reconstr Surg. – 1985. – Vol.76. – P.374–385.
10. Effects of extradural anesthesia on microcirculatory blood flow in free latissimus dorsi musculocutaneous flaps in pigs / Banic A., Krejci V., Erni D., et al.  Plast Reconstr Surg. – 1997. – Vol.100. – P.945–955.
11. Efficacy of intravenous infusion of prostacyclin (PGI2) or prostaglandin E1 (PGE1) in augmentation of skin flap blood flow and viability in the pig. / Forrest C., Pang C., Zhong A., et al. // Prostaglandins. – 1991. – P.41. – P. 537–558.
12. Faura A. Epidural vs. intradural anesthesia in ambulatory surgery (in Spanish) / Faura A., Izquierdo E., Pelegri M. // Rev Esp Anestesiol Reanim. – 1999. – Vol.46. – P.256–263.
13. Goodstein W. Patterns of vascular anastomoses vs. success of free groin flap transfers / Goodstein WA, Buncke Jr HJ. // Plast Reconstr Surg. – 1979. – Vol.64. – P.37–40.
14. Hong J. The effect of prostaglandin E1 versus ischemia-reperfusion injury of musculocutaneous flaps / Hong JP, Chung YK, Chung SH. // Ann Plast Surg. – 2001. – Vovl.47. – P.316–321.
15. Improved dorsal random-pattern skin flap survival in rats with a topically applied combination of nonivamide and nicoboxil / Huemer GM, Wechselberger G, Otto-Schoeller A, et al. // Plast Reconstr Surg. – 2003. – Vol.111. – P. 1207–1211.
16. Improved survival rates of random flaps in rabbits with a monoclonal antibody that blocks leukocyte adherence / Vedder NB, Bucky LP, Richey NL, et al. // Plast Reconstr Surg. – 1994. – Vol.93. – P. 1035–1040.
17. Involvement of nitric oxide in survival of random pattern skin flap / Um SC, Suzuki S, Toyokuni S, et al. // Plast Reconstr Surg. – 1998. – Vol.101. – P. 785–792.
18. Jurell G. Degeneration release of noradrenaline in skin flaps in rats / Jurell G, Hjemdahl P. // Acta Physiol Scand. – 1981. – Vol.113. – P.285–289.
19. Kerrigan C. Skin flap failure: pathophysiology / Kerrigan C. // Plast Reconstr Surg. – 1983. – Vol.72. – P. 766–777.
20. Matsuzaki K. Effect of skin flap ischemia on plasma endothelin-1 levels / Matsuzaki K. // Ann Plast Surg. – 1993. – Vol.31. – P. 499–503.
21. Neligan P., Plastic Surgery, 3^rd Edition, Volume 1: Principles (Expert Consult Online and Print) / Neligan P., Gurtner G. – Elsivier Canada, 2013. – 1120p.
22. Oral administration of L-arginine decreases necrosis of the epigastric skin flap in the rat / Komorowska-Timek E, Timek TA, Brevetti LS, et al. // Ann Plast Surg. – 2004. – Vol.53. – P.73–78.
23. Pang CY. Ischemia-induced reperfusion injury in muscle flaps: pathogenesis and major source of free radicals / Pang C. // J Reconstr Microsurg. – 1990. – Vol.6. – P. 77–83.
24. Pharmacologic manipulation of the microcirculation in cutaneous and myocutaneous flaps in pigs / Pang C., Neligan P., Nakatsuka T. et al. // Clin Plast Surg. – 1985. – Vol.12. – P.173–184.
25. Pharmacologic manipulation of the microcirculation in cutaneous and myocutaneous flaps in pigs / Pang CY, Neligan PC, Nakatsuka T, et al. // Clin Plast Surg. – 1985. – Vol.12. – P.173–184.
26. Pharmacological characterization of vasomotor activity of human musculocutaneous perforator artery and vein / Zhang J, Lipa JE, Black CE, et al. // J Appl Physiol. – 2000. – Vol.89. – P. 2268–2275.
27. Pharmacological characterization of vasomotor activity of human musculocutaneous perforator artery and vein / Zhang J, Lipa JE, Black CE, et al. // J Appl Physiol. – 2000. – Vol.89. – P.2268–2275.
28. Prolonged perivascular use of verapamil or lidocaine decreases skin flap necrosis / Komorowska-Timek E, Chen SG, Zhang F, et al. // Ann Plast Surg. – 1999. Vol.43. – P. 283–288.

 

29. Role of noradrenaline in the pathogenesis of skin flap ischemic necrosis in the pig / Forrest C., Pang C., Zhong A., et al. // J Surg Res. – 1990. – Vol.48. – P.237–244.
30. Studies of pathologic vasoconstriction (vasospasm) in microvascular surgery / Puckett CL, Winters RR, Geter RK, et al. // J Hand Surg Am. – 1985. – Vol.10. – P.343–349.
31. Surgical preparation impairs release of endothelium–derived relaxing factor from human saphenous vein / Angelini GD, Christie MI, Bryan AJ, et al. // Ann Thorac Surg. – 1989. – Vol.48. – P.417–420.
32. The Effect of Epidural Anesthesia on Muscle Flap Tolerance to Venous Ischemia / Cayci., Cinar C., Yucel O., et al. // Plastic & Reconstructive Surgery. – 2010. – Vol. 125. – P.89-98.
33. The effect of prior elevation of skin flaps and ischemia on blood thromboxane levels / Angel M., Knight K., Mellow C. et al. // Ann Plast Surg. – 1989. – Vol.22. – P.501–504.
34. The effects of continuous axillary brachial plexus block with ropivacaine infusion on skin temperature and survival of crushed fingers after microsurgical replantation / Su HH, Lui PW, Yu CL, et al. // Chang Gung Med J. – 2005. – Vol.28. – P.567–574.
35. The effects of lipo-prostaglandin E1 on axial pattern flaps in rabbits / Kuwahara H, Fazhi Q, Sugihara T, et al. // Ann Plast Surg. – 1995. – Vol.35. – P. 620–626.
36. Timing of presentation of the first signs of vascular compromise dictates the salvage outcome of free flap transfers / Chen KT, Mardini S, Chuang DC, et al. // Plast Reconstr Surg. – 2007. – Vol.120. – P.187–195.
37. Tissue and plasma levels of endothelin in free flaps / Lantieri LA, Carayon A, Maistre O, et al. // Plast Reconstr Surg. – 2003. – Vol.111. – P. 85–91.