Влияние гипокапнии на системную перфузию у пациентов с гемодинамикой единственного желудочка после хирургической коррекции

The objective: the aim of the study was to identify the relationship between arterial hypocapnia and systemic hypoperfusion in newborns with single ventricular physiology after hemodynamic correction of congenital heart disease. Subjects and methods. 125 newborns with congenital heart defects operated from 2014 to 2018 were examined retrospectively.  Arterial and central venous blood gases were collected in the postoperative period.  A total of 670 pairs of laboratory results were selected.Results. Based on the presence/absence of hypocapnia (PaCO2 less than 35 mm Hg), 2 groups were formed. Group G-0 (the hypocapnic variant of the single-ventricular circulation) comprised 44 observations. Group G-1 (PaCO2 more than 35 mm Hg) included 40 observations.  In 32 (38%) cases the level of systemic perfusion was within the normal range, in 52 (62%) cases, systemic hypoperfusion was detected.  In samples corresponding to Group G-1, signs of DOS were observed in 20 cases.  The study showed that the most pronounced intergroup difference in parametric data was observed among indicators reflecting oxygen consumption and, as a consequence, the system flow rate (РO2 in mixed venous blood, saturation in mixed venous blood, arterio-venous difference in saturation, O2 content in venous blood, O2 extraction ratio, arterio-venous difference in РCO2).  In addition, the HF markers such as arterio-venous difference in saturation, O2 extraction ratio, arterio-venous difference in РCO2 had a strong correlation with the signs of systemic hypoperfusion. In the hypocapnic group, the tendency for more pronounced desaturation of venous blood was determined, and a higher arterio-venous difference in saturation, O2 content in venous blood, O2 extraction ratio, and arterio-venous difference in РCO2 parameters were also noted.Conclusions. Arterial hypocapnia may be a sign of pulmonary overflow and reduction of systemic blood flow in newborns with single ventricular physiology, after hemodynamic correction of congenital heart disease.  When managing newborns with parallel circulation, hypocapnia should be avoided as a factor contributing to the redistribution of blood flow from left to right and the development of systemic hypoperfusion. Цель: выявить взаимосвязь артериальной гипокапнии и системной гипоперфузии у новорожденных с единственным желудочком сердца, которым проводят искусственную вентиляцию легких после гемодинамической коррекции врожденного порока сердца.Материалы и методы. Ретроспективно обследовано 125 новорожденных с врожденными пороками сердца. Проведен анализ показателей газового состава артериальной и центральной венозной крови в послеоперационном периоде у новорожденных, оперированных с параллельным кровообращением, в зависимости от признаков артериальной гипокапнии и нарушения системной перфузии. Всего отобрано 670 пар результатов лабораторных исследований. Результаты. По признаку наличие/отсутствие гипокапнии (РаСО2 менее 35 мм рт. ст.) сформировано две группы: «Г-0» (гипокапнический вариант одножелудочковой циркуляции, n = 44) и «Г-1» (РаСО2 более 35 мм рт. ст., n = 40). В 32 (38%) наблюдениях уровень системной перфузии находился в пределах референсных значений, в 52 (62%) ‒ выявлена системная гипоперфузия. В пробах группы «Г-1» признаки острой сердечной недостаточности (ОСН) отмечены в 20 случаях. Наиболее выраженная межгрупповая разница параметрических данных наблюдалась среди показателей, отражающих потребление кислорода и, как следствие, скорость системного потока (РО2 в венозной крови, сатурация смешанной венозной крови, артериовенозная разница по насыщению крови кислородом, содержание кислорода в венозной крови, коэффициент экстракции кислорода, артериовенозная разница по CО2). Кроме того, маркеры ОСН (артериовенозная разница по насыщению крови кислородом, коэффициент экстракции кислородом, артериовенозная разница по CО2) имели сильную корреляционную связь с признаком системной гипоперфузии. У пациентов гипокапнической группы определена тенденция к более выраженной десатурации венозной крови, а также отмечены более высокие параметры артериовенозной разницы по насыщению крови кислородом, содержанию кислорода в венозной крови, коэффициенту экстракции кислорода, артериовенозной разницы по CО2. Выводы. Артериальная гипокапния может быть признаком гиперциркуляции потока крови в малом круге кровообращения и снижения системного потока крови у новорожденных с физиологией единого желудочка после гемодинамической коррекции врожденного порока сердца. При ведении новорожденных с параллельной циркуляцией необходимо избегать гипокапнии как фактора, способствующего перераспределению потока крови слева направо и развитию системной гипоперфузии.

Оценка нарушений системной перфузии у пациентов с единым желудочком сердца на основании параметров газового состава крови

The objective: to identify laboratory markers of systemic perfusion in newborns with functional single ventricle on mechanical ventilation after surgical correction. Subjects and methods. Blood gas parameters were retrospectively analyzed in 52 newborns with congenital heart defects with univentricular hemodynamic after surgical correction. All samples were divided into three groups based on arterial blood saturation (SaO2): Group 1 – hypoxia (SaO2 ≤ 65%); Group 2 – normoxemia (SaO2 = 65-85%); Group 3 – hyperoxemia (SaO2 > 85%). Stroke volume and cardiac index were evaluated with echocardiography. The oxygen consumption and carbon metabolism were evaluated by arterial and venous blood gases. Results. The mixed central venous pO2 (PvO2) > 29.5 mm Hg, mixed central venous O2 (SvO2) > 54.5%, arteriovenous difference in saturation (Sa-vO2) < 15.8%, total oxygen content in venous blood (CvO2) > 119 ml/l, oxygen extraction ratio (O2ER) < 19% and the arteriovenous difference in partial pressure of carbon dioxide (dPCO2) < 5.4 mm Hg are cut off criteria for adequate systemic perfusion. PvO2 < 26 mm Hg, SvO2 < 44.5%, Sa-vO 2 > 27%, CvO2 < 88 ml/l, O2ER > 27.7%, dPCO2> 7.9 mm Hg have been associated with decreased systemic perfusion. The logistic regression model including combination of O2ER and dPCO2 predicts adequate systemic flow accuracy of 94.3% (sensitivity 87.5%, specificity 94.7%, p = 0.001). Graphics allow to adapt the mathematical model to clinical practice to verify systemic hypoperfusion in newborns with functional single ventricle. Conclusion: The following cut off parameters allow to assess systemic perfusion in newborns with functional single ventricle: PvO2, SvO2, CvO2, Sa-vO 2, O2ER, and dPCO2. The model for predicting the adequacy of systemic perfusion can be used as an effective tool to monitor hemodynamic status in newborns with functional single ventricle.Цель: выявить маркеры адекватности системной перфузии у новорожденных с функционально единым желудочком (ФЕЖ) сердца, нуждающихся в искусственной вентиляции легких после гемодинамической коррекции. Материалы и методы. Проведен ретроспективный анализ лабораторных параметров газового состава крови у 52 новорожденных с врожденными пороками сердца с гемодинамикой ФЕЖ после гемодинамической коррекции. В зависимости от сатурации артериальной крови кислородом (SaO2) сформированы три группы: I – «Гипоксемия» (SaO2 ≤ 65%); II – «Нормоксемия» (SaO2 = 65‒85%); III – «Гипероксемия» (SaO2 > 85%). Оценивали состояние системной перфузии путем определения ударного объема и сердечного индекса методом эхокардиографии. Исследовали показатели потребления кислорода и метаболизма углекислого газа. Результаты. Парциальное давление кислорода в центральной венозной крови (pvO2) > 29,5 мм рт. Ст., сатурация центральной венозной крови (SvO2) > 54,5%, артериовенозная разница по сатурации гемоглобина кислородом (a-vSO2) < 15,8%, общее содержание кислорода в венозной крови (CvO2) > 119 мл/л, коэффициент экстракции кислорода (O2ER) < 19% и артериовенозная разница по парциальному давлению углекислого газа (dPCO2) < 5,4 мм рт. Ст. являются критериями адекватной системной перфузии. Со сниженной системной перфузией ассоциированы pvO2 < 26 мм рт. ст., SvO2 < 44,5 %, a-vSO2 > 27%, CvO2 < 88 мл/л, O2ER > 27,7%, dPCO2 > 7,9 мм рт. Ст. С помощью метода логистической регрессии построены модели прогнозирования адекватности системного потока крови. Наиболее значимой оказалась модель, построенная при сочетании показателей O2ER и dPCO2. Точность предсказания модели составила 94,3% с чувствительностью 87,5% и специфичностью 94,7% при p = 0,001. В работе представлено графическое отображение модели, позволяющее адаптировать математическую модель к клинической работе для верификации системной гипоперфузии у новорожденных с ФЕЖ. Выводы: pvO2, SvO2, CvO2, a-vSO2, O2ER, dPCO2 являются показателями, позволяющими оценивать адекватность системной перфузии у новорожденных с ФЕЖ. Модель прогнозирования адекватности системной перфузии является эффективным инструментом мониторинга состояния системы кровообращения у новорожденных с гемодинамикой ФЕЖ

Systemic perfusion assessment in patients with univentricular hemodynamics based on blood gas parameters

The objective: to identify laboratory markers of systemic perfusion in newborns with functional single ventricle on mechanical ventilation after surgical correction. Subjects and methods. Blood gas parameters were retrospectively analyzed in 52 newborns with congenital heart defects with univentricular hemodynamic after surgical correction. All samples were divided into three groups based on arterial blood saturation (SaO2): Group 1 – hypoxia (SaO2 ≤ 65%); Group 2 – normoxemia (SaO2 = 65-85%); Group 3 – hyperoxemia (SaO2 > 85%). Stroke volume and cardiac index were evaluated with echocardiography. The oxygen consumption and carbon metabolism were evaluated by arterial and venous blood gases. Results. The mixed central venous pO2 (PvO2) > 29.5 mm Hg, mixed central venous O2 (SvO2) > 54.5%, arteriovenous difference in saturation (Sa-vO2) < 15.8%, total oxygen content in venous blood (CvO2) > 119 ml/l, oxygen extraction ratio (O2ER) < 19% and the arteriovenous difference in partial pressure of carbon dioxide (dPCO2) < 5.4 mm Hg are cut off criteria for adequate systemic perfusion. PvO2 < 26 mm Hg, SvO2 < 44.5%, Sa-vO 2 > 27%, CvO2 < 88 ml/l, O2ER > 27.7%, dPCO2> 7.9 mm Hg have been associated with decreased systemic perfusion. The logistic regression model including combination of O2ER and dPCO2 predicts adequate systemic flow accuracy of 94.3% (sensitivity 87.5%, specificity 94.7%, p = 0.001). Graphics allow to adapt the mathematical model to clinical practice to verify systemic hypoperfusion in newborns with functional single ventricle. Conclusion: The following cut off parameters allow to assess systemic perfusion in newborns with functional single ventricle: PvO2, SvO2, CvO2, Sa-vO 2, O2ER, and dPCO2. The model for predicting the adequacy of systemic perfusion can be used as an effective tool to monitor hemodynamic status in newborns with functional single ventricle

Peculiarities of hemodynamic status of healthy newborns in early neonatal period

The study is devoted to the assessment of hemodynamic parameters in healthy newborns in the early neonatal period. The authors examined 76 healthy newborns aged up to 7 days. 12 (15.7%) of 76 children were diagnosed with intrauterine growth retardation of hypotrophic type and 14 children (18.49%) were premature. The authors evaluated the diameter of the outgoing tract of the left ventricle, pulmonary artery trunk, mitral and tricuspid valve rings. The disc method was used to determine the final diastolic volume of the left ventricle. The pulse Doppler was used to determine the integrated flow rate in the outflow tract of the left ventricle, the pulmonary artery trunk, on the mitral and tricuspid valves. After US there were calculated the stroke volume index, cardiac index, total peripheral vascular resistance and oxygen delivery index.The results. It integral flow rate was found to be a key indicator of central hemodynamics, which determines the magnitude of the stroke volume. Body weight and the presence of functioning fetal communications do not have a significant impact on the indexed systemic blood flow in healthy newborns. There is a direct correlation between the integral blood flow velocity and the stroke volume index, which is characteristic of all intracardiac anatomical structures