Введение
Регургитация и аспирация желудочного содержимого, которые возникают в ходе введения в анестезию, являются серьезным осложнением этого этапа [1–3]. Так, по данным национальной базы данных о смертности во Франции аспирация является одним из факторов неблагоприятных исходов, связанных с общей анестезией во Франции [4]. Из случаев аспирации, описанных в анализе закрытых претензий Американского общества анестезиологов (American Society of Anesthesiologists — ASA) за 2021 г., 57 % случаев аспирации привели к смерти, а еще 15 % — к необратимым тяжелым последствиям. Начиная со времени первого описания синдрома легочной аспирации Мендельсоном в 1946 г. и предложенных тогда же мерах профилактики этого потенциально смертельного осложнения в виде голодания в предоперационный период, до сих пор основными способами профилактики аспирации в клинической практике остаются временные интервалы голодания перед плановой операцией [5, 6]. Согласно рекомендациям ASA, необходимо воздержаться от приема твердой пищи за 8 ч, прозрачных жидкостей — за 2 ч до операции [7]. Однако рекомендованные периоды голодания не применимы в экстренной хирургии и травматологии, когда пациент должен быть подан в операционную сразу после поступления. Да и в плановой хирургии индивидуальные особенности пациента, хронический болевой синдром, заболевания, такие как сахарный диабет, ожирение, прием различных препаратов, замедляют эвакуацию содержимого из желудка и делают временные интервалы голодания малоприменимыми для стратификации риска аспирации в практической работе врача анестезиолога-реаниматолога [8–13].
Для оценки объема и содержимого желудка в последние годы все чаще прибегают к ультразвуковому исследованию (УЗИ) антрального отдела непосредственно на месте оказания медицинской помощи [14, 15]. А. Perlas et al. в 2009 г. описали способ анализа характера и количества содержимого желудка с помощью УЗИ антрального отдела на основании стандартизированного протокола с помощью конвексного низкочастотного датчика (2–5 МГц) в парасагиттальной плоскости в эпигастральной области [16–23]. В положении лежа на правом боку газ по законам физики перемещается к телу и дну желудка, что позволяет оптимизировать УЗИ, уменьшая артефакты, связанные с наличием воздуха в зоне сканирования [19, 22, 24]. Кроме того, в положении лежа на правом боку жидкое и твердое содержимое под действием гравитации стремится в антральный отдел, что позволяет повысить чувствительность при идентификации содержимого. При обнаружении ультразвукового признака пустого желудка риск аспирации считается низким, а ультразвукового признака плотной пищи в ранней или поздней фазе пищеварения —высоким. При определении ультразвукового признака жидкости для оценки риска регургитации и аспирации необходимо рассчитать объем содержимого желудка, и если объем будет выше 1,5 мл/кг, то риск аспирации считается высоким, а если меньше 1,5 мл/кг — низким [19, 22, 24]. Для этого А. Perlas в 2009 г. разработал, а в 2013 г. проверил с помощью гастроскопического исследования и модернизировал математическую модель для ультразвуковой оценки объема желудка: после расчета площади поперечного сечения антрального отдела объем желудочного содержимого определяется с помощью математической формулы [22, 23, 25]:
GV = 27,0 + 14,6 × CSA RLD - 1,28 × возраст,
где GV — объем желудка, мл; CSA RLD — площадь поперечного сечения антрального отдела в положении на правом боку, см2.
Недостатком этого способа является то, что требуется измерение площади поперечного сечения антрального отдела в положении лежа на правом боку, что не всегда легко или возможно у пациентов в тяжелом состоянии, со скелетными травмами и беременных. Альтернативой повороту на бок может стать изменение положения операционного стола с подъемом головного конца на 30 ° и его поворотом на 30 ° на правую сторону. Хотя связь между объемом желудка и временем его опорожнения с риском аспирации не была однозначно доказана на большом массиве данных, в большинстве опубликованных исследований эти показатели использовались в качестве промежуточных результатов [7, 26].
Цель исследования
Разработать формулу ультразвуковой оценки объема желудка для определения риска аспирации для положения пациента с приподнятым головным концом операционного стола на 30 ° и при повороте операционного стола на правую сторону на 30 °.
Материалы и методы
Проспективное обсервационное исследование было проведено в соответствии с требованиями обновленного руководства по представлению моделей клинического прогнозирования, использующих регрессию или методы машинного обучения (TRIPOD+AI [Transparent Reporting of a multivariable prediction model for Individual Prognosis Or Diagnosis]) [27].
Исследование было проведено на базе Санкт-Петербургского государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Городская больница Cвятой преподобномученицы Елизаветы».
Научной гипотезой исследования стало предположение о возможности модификации формулы расчета объема желудка на основе регрессионного анализа у пациентов на операционном столе в положении с подъемом головного конца в 30° и наклоном на правую сторону 30° (положение 30/30) по сравнению с положением на правом боку.
Критериями включения были возраст 18 лет и старше, классификация физического состояния по шкале ASA от I до II, индекс массы тела менее 35 кг/м2, подписанное информированное согласие. Критериями невключения были беременность, диабет, а также операции на верхних отделах желудочно-кишечного тракта в анамнезе или хирургические вмешательства на пищеводе или в верхней части брюшной полости. Критерий исключения — наличие ультразвукового признака плотной пищи или жидкости при начальном сканировании, невозможность визуализации антрального отдела желудка. Блок-схема клинического исследования представлена на рис. 1.
Рис. 1. Блок-схема исследования Fig. 1. Scheme of the study protocol
УЗИ на портативном ультразвуковом аппарате Mindray M5 (Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronic Co. Ltd., КНР), конвексным датчиком C5-3s (2,5–5 МГц) проводил специалист врач анестезиолог-реаниматолог, владеющий методикой УЗИ антрального отдела желудка. Сначала выполняли ультразвуковое сканирование в горизонтальном положении на спине на операционном столе (рис. 2). Сканирование начинали в парасагиттальной плоскости в эпигастральной области, используя левую долю печени, аорту и верхнюю брыжеечную артерию в качестве внутренних ориентиров. Как только эти анатомические ориентиры идентифицированы, датчик поворачивали по часовой стрелке или против, чтобы получить наилучшее изображение поперечного сечения антрального отдела (наименьшее возможное поперечное сечение). При обнаружении ультразвукового признака пустого желудка антральный отдел выглядит плоским (передняя и задняя стенки обычно соприкасаются) и имеет округлую или яйцевидную форму в положении лежа на спине или на правом боку. После подтверждения возможности визуализации желудка исследуемый в положении сидя выпивал 200 мл чистой воды комнатной температуры. Далее пациента укладывали в положение 30/30 (рис. 2, C, D). После обнаружения признака прозрачной жидкости в антральном отделе измеряли площадь его поперечного сечения методом свободной трассировки от серозной оболочки до серозной, включая всю толщину стенки желудка, в состоянии покоя (между перистальтическими сокращениями). На каждом этапе измерения методом свободной трассировки мы получали два числовых значения: «круг» (длина окружности) в сантиметрах и «площадь» в сантиметрах квадратных. Числовое значение «площадь» рассчитывалось автоматически программным обеспечением ультразвукового аппарата и соответствовало площади поперечного сечения (ППС) антрального отдела желудка. Далее операционный стол приводили в горизонтальное положение, а исследуемый занимал позицию лежа на правом боку (положение 90) (рис. 2), ему измеряли ППС методом свободной трассировки, и мы получали второй набор данных.
Рис. 2. Положение пациента на операционном столе: A — горизонтальное положение на спине; B — положение лежа на правом боку (положение 90); C, D — положение пациента с подъемом головного конца операционного стола на 30° и наклоном на правую сторону 30° (положение 30/30), вид сбоку и со стороны головы соответственно (фото авторов) Fig. 2. The patient's position on the operating table: A — horizontal position on the back; B — the lying position on the right side (position 90); C, D — the patient's position with the head end of the operating table raised by 30° and tilted to the right side by 30° (position 30/30), side view and head view, respectively (Сredit — authors)
Статистическая обработка данных
Статистический анализ проводили с помощью программы SPSS-27 для Windows (Statistical Package for Social Science — SPSS Inc. Chicago IL, USA). При нормальном распределении данные были представлены средним значением и стандартным отклонением М ± SD; описание количественных данных, не подчиняющихся закону нормального распределения, представляли в виде медианы и 25-го и 75-го процентилей (Ме [Q1; Q3]) либо средним значением с 95 %-м интервалом — М (95% ДИ). Был проведен анализ для описания и обобщения распределений переменных. Описание частот в исследуемой выборке представлено с обязательным указанием на приводимую характеристику выборки (n [%] либо n [95% ДИ]).
Основываясь на результатах исследования А. Perlas [23], мы подсчитали, что для воспроизведения корреляции r = 0,825 со значимым F-тестом (при р ≤ 0,05) и мощностью 80 %, а также с учетом большей ожидаемой изменчивости при проведении независимых измерений разных объемов у разных людей потребуется выборка из 16 участников. Так как планировалось сравнить данные, полученные в горизонтальном положении и положении 30/30, выполнен расчет размера выборки (мощность — 80 %; α = 0,05), который показал размер выборки в 50 исследуемых. Чтобы повысить точность прогнозирования модели с учетом возможных исключений из исследования, мы увеличили размер выборки до 150 пациентов.
Для расчета формулы был проведен регрессионный анализ пошаговым включением предикторов. Выбор предикторов был обусловлен критериями отбора данных предыдущих исследований [22, 23] и включил возраст, массу тела, рост, индекс массы тела, длину окружности трассировки и ППС антрального отдела желудка. Поскольку известно, что прозрачная жидкость после воздержания от приема пищи и жидкости может быстро эвакуироваться в двенадцатиперстную кишку, в разрабатываемой формуле зависимой переменой был выбран объем содержимого желудка, рассчитанный по формуле А. Perlas [22], в положении на правом боку. Была применена процедура ручного выбора модели, в которой была выбрана модель с наибольшим скорректированным показателем R2 среди всех моделей с только значимыми ковариатами (р < 0,01).
Результаты исследования
В исследование включено 150 пациентов. При проведении
исходного ультразвукового сканирования было выявлено, что у 4 (2,7 %)
исследуемых визуализация антрального отдела была
невозможна. Из-за газовых артефактов не было четкой визуализации сосудов и
желудка. Еще у 18 (12 %) пациентов при УЗИ было выявлено наличие плотной
пищи, несмотря на длительность голодного периода более 8 ч. Все эти
пациенты были исключены из исследования (рис. 1). Для окончательного
анализа были использованы наборы данных 128 исследуемых (возраст, пол, масса,
рост и индекс массы тела представлены в табл. 1). Следует отметить, что
были включены пациенты разных возрастных групп, минимальный возраст составил 19 лет,
максимальный — 82 года. Пациентов с морбидным ожирением не включали, максимальный индекс массы тела составил 33,82 кг/м2.
| Показатель | Значение показателя (n = 128) |
|
|---|---|---|
| Возраст лет, М ± SD | 40,41 ± 16,24 | |
| Пол, n (%) | Мужчины | 70 (54,7) |
| Женщины | 58 (45,3) | |
| Рост, см, Ме (Q1; Q3), | 171,67 (165; 176) | |
| Масса тела, кг, Ме (Q1; Q3) | 72,5 (65,0; 83,0) | |
| Индекс массы тела, кг/м2, Ме (Q1; Q3), | 21,32 (18,6; 23,96) | |
| Положение 90 Ме (Q1; Q3), |
Круг, см | 8,3 (6,8; 16,15) |
| Площадь, см2 | 4,28 (2,9; 14,25) | |
| Положение 30/30 Ме (Q1; Q3), |
Круг, см | 8,23 (6,43; 12,2) |
| Площадь, см2 | 4,3 (2,7; 8,87) | |
При исходном сканировании в положении лежа на спине (после 8 ч воздержания пищи и жидкости) антральный отдел выглядел плоским или имел округлую форму (рис. 3, А). Как правило, были видны слои стенки желудка: внутренняя слизистая оболочка (эхогенная), слизистая оболочка с мышечным слоем (гипоэхогенная), подслизистая оболочка (эхогенная), мышечная оболочка (гипоэхогенная) и серозная оболочка (эхогенная). После приема 200 мл воды антральный отдел растягивался и становился более округлым, при этом хорошо была заметна гипоэхогенная жидкость. Визуализация улучшалась, когда пациенты из положения лежа на спине поворачивались в положение лежа на правом боку или в положение 30/30, так как жидкость перемещалась по гравитационному принципу (рис. 3, B).
Рис. 3. Ультразвуковые изображения признаков пустого желудка (А) и желудка после приема 200 мл прозрачной жидкости (В) (фото авторов) Fig. 3. Ultrasound and images of signs of an empty stomach (A) and stomach after ingestion of 200 ml of clear liquid (B) (Pictures were made by the authors)
Возраст, масса тела, рост, индекс массы тела, длина окружности трассировки желудка («круг») и ППС антрального отдела желудка («площадь») в положении 30/30 стали предикторами, включенными в пошаговый регрессионный анализ. Первым шагом проведена корреляция по Пирсону, были получены данные о сильной положительной связи с предикторами «круг» и «площадь», умеренной обратной связи с возрастом и слабой прямой связи с массой тела. Остальные предикторы не показали значимой связи с расчетным объемом желудка (табл. 2).
| Показатель | Возраст | Рост | Масса тела | Индекс массы тела | «Круг» | «Площадь» |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Коэффициент корреляции | –0,319 | –0,051 | 0,182 | 0,114 | 0,868 | 0,901 |
| Значимость, р | < 0,001 | 0,284 | 0,021 | 0,100 | < 0,001 | < 0,001 |
Построение регрессии методом пошагового включения позволило выбрать модель с наибольшим значением коэффициента детерминации R2, который объяснял 85 % всей совокупности данных, обладало приемлемой автокорреляцией. Показатели регрессионной модели и константы представлены в табл. 3. Диагностика коллинеарности показала невысокие значения допуска и коэффициента инфляции дисперсии (Variance Inflation Factor — VIF), который для предикторов «площадь», «возраст», «масса тела» составил 1,175; 1,053; 1,154 соответственно, что свидетельствовало об устойчивости модели.
| Значение показателя | Скорректированный R2 | Стандартная ошибка оценки | Дарбин—Уотсон | ANOVA | Коэффициенты | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| F | Константа | Площадь | Возраст | Масса тела | ||||
| Значение | 0,850 | 62,45437 | 1,54 | 240,213 | 110,290 | 21,874 | –1,605 | –1,148 |
| Значимость, р | 0,04 (значимость изменения F) | < 0,001 | < 0,001 | < 0,001 | < 0,001 | 0,004 | ||
Это позволило вывести новую формулу для расчета объема желудочного содержимого в положении 30/30:
Объем = 110,29 + 21,874 × Площадь - 1,605 × Возраст (годы) - 1,148 × Масса тела (кг),
где Объем — объем желудочного содержимого в положении 30/30, мл; Площадь — ППС антрального отдела желудка, см2.
Оценка полученной регрессионной модели на основе нормального вероятностного графика остатков показала, что распределение остатков достаточно хорошо аппроксимируется нормальным распределением (рис. 4), а диаграмма рассеяния стандартизированного предсказанного значения и стандартизированного остатка показывает достаточно однородную вариативность значений наблюдений, выражающуюся в относительной стабильности, гомогенности дисперсии случайной ошибки (рис. 5).
Рис. 4. Нормальный P-P-график стандартизованных остатков, который демонстрирует, что распределение остатков достаточно хорошо аппроксимируется нормальным распределением Fig. 4. Normalized P-P graph of standardized residuals demonstrates that the distribution of residuals is fairly well approximated by the normal distribution
Рис. 5. Диаграмма рассеяния стандартизированного предсказанного значения и стандартизированного остатка, которая показывает гомогенность дисперсии случайной ошибки Fig. 5. The scatter plot of the standardized predicted value and the standardized remainder shows the homogeneity of the variance of the random error
Несмотря на выпитые 200 мл теплой жидкости, расчетный объем желудка в положении на правом боку по формуле А. Perlas составил 42,02 (14,39; 185,39), а в положении 30/30 по модифицированной формуле для этого положения — 58,66 (16,87; 193,43). Статистических различий по объему выявлено не было р = 0,451 (рис. 6).
Рис. 6. U-критерий Манна—Уитни для независимых выборок, который показывает скошенность выборки и равномерность распределения рангов Fig. 6. The Mann—Whitney U-test for independent samples, which shows the skewness of the sample and the uniformity of the distribution of ranks
Обсуждение
Аспирация желудочного содержимого может быть серьезным периоперационным осложнением [1–3]. Несмотря на строгие режимы ограничения приема пищи и жидкости перед операцией, введенные в надежде снизить этот риск, сделать однозначный вывод об отсутствии содержимого в желудке только на основании времени воздержания от пищи и жидкости не представляется возможным [2, 3, 8, 28]. В настоящее время у анестезиологов-реаниматологов появился важный инструмент объективного исследования содержимого желудка в предоперационный период — УЗИ. Использование ультразвуковой визуализации у постели больного является методом, который поддерживает объективную, простую и быструю оценку риска аспирации, помогает оптимизировать периоперационное анестезиологическое обеспечение и должен составлять рутинный элемент периоперационного обследования пациента [15, 19, 21]. Действительно, качественная оценка антрального отдела дает быстрый ответ на вопрос: пустой желудок или полный? Но обнаружение ультразвукового признака жидкости ставит перед нами новые вопросы: какой объем содержимого и высокий ли это риск или низкий? Необходимо рассчитать объем содержимого желудка. Если объем будет выше 1,5 мл/кг, то риск аспирации считается высоким, а если меньше 1,5 мл/кг — низким. Существующие прогностические модели, дающие ответ на эти вопросы, имеют ограничения в виде обязательного использования положения на правом боку, либо слишком высокого подъема головного конца, что не всегда возможно и безопасно на операционном столе [22–24]. Задавшись целью найти новый способ оценки объема содержимого желудка без поворота пациента на бок, мы обнаружили, что в положении 30° приподнятого головного конца операционного стола и 30° поворота операционного стола на правую сторону газовое содержимое, чаще всего находящееся на уровне антрального отдела, по законам физики перемещается к телу и дну желудка, а жидкое и твердое содержимое под действием гравитации стремится в антральный отдел, так же как и в положении на правом боку. Это потребовало модификации формулы расчета объема желудка.
Обзор литературы показал 9 работ, в которых исследовались зависимости или предлагались формулы расчета объема желудка в положении лежа, сидя, полусидя и на правом боку [22]. Большинство авторов сообщают о линейной зависимости между площадью антрального отдела и объемом желудочного сока с коэффициентом корреляции Пирсона от 0,6 до 0,91 [25, 29–32]. Эти данные легли в основу разработки модели для положения 30/30 с помощью регрессионного анализа.
В 4 исследованиях представлены математические модели, позволяющие прогнозировать объем желудка [22, 30, 32, 33]. Модель, предложенная по формуле А. Perlas [22, 23], является математически надежной (r = 0,86), но при этом простой в клиническом применении, поскольку возраст является единственным сопутствующим фактором, характеризующим пациента. Она точна и может прогнозировать объемы до 500 мл, хотя требует положения пациента на правом боку. В проспективном наблюдательном исследовании с участием 183 пациентов, перенесших хирургическое вмешательство, Bouvet L. et al. представили альтернативную модель, основанную на измерениях площади антрального отдела желудка в положении полусидя с использованием назогастральной аспирации в качестве эталона. С коэффициентом корреляции 0,72 эта модель применима для взрослых и позволяет прогнозировать объем до 250 мл [30]. Эти данные показали, что наиболее точное моделирование было при использовании небольших объемов жидкости, поэтому для нашего исследования был выбран объем 200 мл. Schmitz A. et al. сообщили о модели (16 детей) с интервалом в несколько часов после приема 7 мл малинового сиропа на 1 кг−1 массы тела, используя магнитно-резонансную томографию в качестве эталонного метода [32]. Представленная модель имела коэффициент корреляции 0,79. Авторы этой модели указали, что она недостаточно точна для клинического применения, да и большое количество пациентов с пустым или почти пустым желудком, и так с небольшой выборкой, снизили точность исследования. В нашей работе выборка была рассчитана и превышена для повышения точности разрабатываемой модели.
Ограничением данной работы является использование только одного объема прозрачной жидкости. Для дальнейшей работы нужно будет валидировать полученную формулу независимыми специалистами для разных объемов жидкости, в том числе и с загущением. Желателен сравнительный контроль с помощью эндоскопических, зондовых способов удаления жидкости или компьютерной томографии.
Выводы
Проведенное исследование показывает, что УЗИ антрального отдела в условиях стационара может предоставить точную качественную и количественную информацию о типе и объеме содержимого желудка, на основании которой можно определить риск развития регургитации и аспирации даже при невозможности повернуть пациента на правый бок. Разработанный модифицированный способ ультразвуковой оценки объема желудка в положении пациента 30°/30° на операционном столе имеет высокую диагностическую ценность, сопоставимую с известным методом А. Perlas на правом боку.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Disclosure. The authors declare no competing interests.
Вклад авторов. Все авторы в равной степени участвовали в разработке концепции статьи, получении и анализе фактических данных, написании и редактировании текста статьи, проверке и утверждении текста статьи.
Author contribution. All authors according to the ICMJE criteria participated in the development of the concept of the article, obtaining and analyzing factual data, writing and editing the text of the article, checking and approving the text of the article.
Этическое утверждение. Проведение исследования было одобрено независимым Этическим комитетом при Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова, протокол № 275 от 28.02.2023 г.
Ethics approval. This study was approved by the local Ethical Committee of Military Medical Academy (reference number: 275-28.02.2022).
Информация о финансировании. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.
Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.
Декларация о наличии данных. Данные, подтверждающие выводы этого исследования, находятся в открытом доступе в репозитории Mendeley Data по адресу https://doi.org/10.17632/nrc86zt3bj.1
Data Availability Statement. The data that support the findings of this study are openly available in Mendeley Data at https://doi.org/10.17632/nrc86zt3bj.1
