Введение
Острая дыхательная недостаточность (ОДН) — состояние организма, при котором не обеспечивается поддержание нормального газового состава артериальной крови либо оно достигается за счет повышенной работы внешнего дыхания, приводящей к снижению функциональных резервов организма, либо поддерживается искусственным путем [1]. В одних исследованиях в области кардиохирургии ОДН диагностируют при соотношении парциального давления кислорода в артериальной крови (PaO2) и фракции кислорода во вдыхаемом воздухе (FiO₂) < 300 в послеоперационный период [2]. Другие авторы полагают, что для ОДН после кардиохирургических операций обязательным критерием является механическая вентиляция легких не менее 24 ч [3], а в случае меньшей длительности некоторыми исследователями используется термин «послеоперационная дисфункция легких» [4]. Учитывая мультифакторность принятия решения о проведении продленной механической вентиляции легких в послеоперационный период, включая как выраженную недостаточность дыхательной системы, так и недостаточность других систем и органов, характер и объем перенесенного оперативного вмешательства, наличие интра- и послеоперационных осложнений, а также опыт врача-реаниматолога и различные парамедицинские факторы, в настоящем исследовании использован термин «острая дыхательная недостаточность» независимо от продолжительности механической вентиляции легких.
ОДН после операции на сердце многофакторна и включает неблагоприятные эффекты общей анестезии, в том числе ятрогенного ателектазирования при индуцированном апноэ в момент выполнения основного этапа операции, применение искусственного кровообращения (ИК), хирургической травмы, а также гипотермии [5–7]. Важнейшей особенностью детской кардиохирургии является применение ИК на фоне исходной незрелости легких [8]. Дети предрасположены к развитию ОДН по многим причинам: малый диаметр бронхов, который приводит к высокому сопротивлению в них; высокая эластичность и податливость хрящевого каркаса дыхательных путей, что наряду с недостаточным количеством эластических элементов проявляется в склонности к спаданию дыхательных путей и развитию обструктивного синдрома, а также снижению легочного комплаенса; богатая васкуляризация легких с выраженным развитием междолевой соединительной ткани приводит к увеличению толщины альвеолокапиллярного барьера и предрасполагает к развитию отека легких; примитивный характер строения ацинусов и сниженная активность сурфактанта приводят к снижению компенсаторных возможностей дыхательной системы [8]. В этой связи выявляющаяся после операции ОДН является хотя и отягчающим, но весьма распространенным, «привычным» фактором раннего послеоперационного периода [9]. Нередко умеренные проявления данного синдрома не рассматривают в качестве противопоказаний для перевода ребенка из реанимационного отделения, а низкопоточную кислородотерапию осуществляют в палате кардиохирургического отделения [10]. Вместе с тем ОДН может существенно ухудшать прогноз, а также увеличивать сроки лечения пациентов, что делает актуальным поиск эффективных методов ранней диагностики и мониторинга состояния легких в послеоперационный период [11]. Ультразвуковое исследование (УЗИ) легких в последние годы активно внедряется в клиническую практику как неинвазивный, безопасный и высокоинформативный метод [12], имеющий в педиатрии очевидные преимущества перед рентгенографией [13]. Однако, несмотря на растущий интерес к ультразвуковой диагностике легких, остается недостаточно изученным ее применение у детей после кардиохирургических операций, особенно в контексте взаимосвязей ультразвуковых данных с клиническими и функциональными показателями. Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью определения типовой ультразвуковой картины легких у детей с ОДН, а также установления взаимосвязей между ультразвуковыми параметрами, демографическими и интраоперационными данными, параметрами эхокардиографии и наличием ОДН.
Данное исследование направлено на заполнение пробелов в понимании роли УЗИ легких в кардиохирургии детского возраста, выявление взаимосвязей между ультразвуковыми параметрами и клинически выраженной ОДН, определение их диагностической ценности для повышения эффективности профилактики и лечения.
Цель исследования
Проанализировать информативность УЗИ легких после радикальной коррекции врожденных пороков сердца (ВПС) у детей в условиях ИК.
Материалы и методы
Проспективное обсервационное исследование проводилось на базе детского отделения анестезиологии-реанимации (ОАРд) Федерального центра сердечно-сосудистой хирургии г. Красноярска. При планировании исследования был рассчитан минимальный размер выборки с помощью программы G*Power 3.1.9.7. Для достижения мощности исследования 80 % и уровня значимости α = 0,05 для коэффициентов корреляции 0,4 (средний эффект), а также для проведения логистической регрессии необходимое минимальное число пациентов составило 59 человек. Учитывая возможное выбывание пациентов в ходе исследования, было набрано на 20 % больше необходимого минимума. В исследование был включен 71 ребенок с ВПС в возрасте 1–12 месяцев (они получали комплексное лечение и диагностику с октября 2023 г. по март 2025 г.) методом сплошного охвата при соответствии критериям включения.
Протоколы исследований и проекты информированных согласий были одобрены локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России (протокол № 122/2023 от 29.11.2023). Информированное согласие было подписано законными представителями всех пациентов, включенных в исследование при поступлении в кардиохирургическое отделение, до начала исследования.
Критерии включения
- Возраст 1–12 мес. на момент проведения исследования.
- Предполагаемая первичная радикальная коррекция ВПС в условиях ИК.
- Наличие подписанного добровольного информированного согласия родителей или законных представителей ребенка.
Критерии невключения
- Новорожденные или дети старше 1 года.
- Наличие тяжелых сопутствующих заболеваний в анамнезе, способных значимо повлиять на течение раннего послеоперационного периода.
- Цианотические ВПС.
- Паллиативная коррекция ВПС.
- Коррекция ВПС без проведения ИК.
- Отсутствие подписанного добровольного информированного согласия на проведение исследования.
Критерии исключения
- Отзыв добровольного информированного согласия на проведение исследования.
- Летальный исход (1 случай).
Исследование включало 3 этапа. На первом этапе производился сбор данных, на втором — выполнялось определение наличия или отсутствия ОДН перед переводом в профильное отделение (первичная конечная точка), на третьем этапе осуществлялись статистическая обработка данных и формирование результатов исследования (рис. 1).
Рис. 1. Блок-схема дизайна исследования: этап 1 — сбор данных; этап 2 — определение наличия или отсутствия острой дыхательной недостаточности (ОДН) перед переводом в профильное отделение; этап 3 — статистическая обработка данных и формирование результатов исследования Fig. 1. Flowchart of the research design: stage 1 — data collection; stage 2 — determination of the presence or absence of acute respiratory failure (ARF) prior to transfer to the specialized department; stage 3 — statistical data processing and formulation of the study results
Определения
Сбор данных
Демографические и интраоперационные данные: в базе данных фиксировались — масса ребенка в килограммах, время ИК в минутах, время окклюзии аорты в минутах, общий индексированный гидробаланс (сумма интраоперационного гидробаланса и реанимационного гидробаланса) в мл/кг, тип ВПС по характеру влияния на легочный кровоток (с гиперволемией малого круга кровообращения или без гиперволемии).
Показатели эхокардиографии: фракция выброса левого желудочка в процентах, индекс конечно-диастолического объема левого желудочка в мл/м2 после выполнения операции и перед переводом, систолическое давление в легочной артерии перед переводом.
УЗИ легких: проводилось перед переводом пациента из ОАРд в профильное кардиохирургическое отделение по оригинальному протоколу, подробно описанному в нашей статье [10] с использованием линейных датчиков частотой 5–12 (Philips CX50, Нидерланды) и 8–18 МГц (GE Logiq E, США) для оценки интерстициального синдрома, синдрома альвеолярной консолидации, воздушных бронхограмм, локального В+ синдрома, плеврального выпота и пневмоторакса. Режим сканирования был установлен как абдоминальный, глубина сканирования составляла 3,0–4,5 см в зависимости от конституциональных особенностей пациентов. Для диагностики характера движения диафрагмы использовались конвексный датчик 1–5 МГц (Philips CX50, Нидерланды) и микроконвексный датчик 4,2–11 МГц (GE Logiq E, США).
Лабораторная диагностика: производился забор артериальной крови для дальнейшего расчета индекса PaO2/FiO2.
Алгоритм перевода пациента из отделения реанимации и обоснование выбора критериев ОДН: решение о переводе из реанимации принималось с участием заведующего реанимацией, заведующего кардиохирургическим отделением, лечащего кардиолога и дежурного реаниматолога, учитывая лабораторные анализы крови (в том числе газовый состав), наличие и выраженность тахипноэ, результатов рентгенологического исследования легких, данных мониторинга, а также клинического состояния ребенка при инсуффляции увлажненного кислорода через назальные канюли с потоком до 1,5 л/мин.
Если у пациента наблюдались выраженное тахипноэ, перкутанная сатурация (SpO2) < 92 % при инсуффляции увлажненного кислорода, долевые или тотальные участки затемнения по данным рентгенографии органов грудной клетки, то пациента не переводили в палату профильного отделения, и, соответственно, первичная контрольная точка не наступала, пациент оставался в отделении реанимации на 24 ч с повторным контролем.
В случае компенсированного состояния пациента, в том числе по дыхательной функции при инсуффляции увлажненного кислорода до 1,5 л/мин через назальные канюли, принималось решение о переводе в профильное отделение, что было первичной контрольной точкой исследования.
Для объективизации оценки респираторной функции всех детей непосредственно перед переводом из реанимации в профильное отделение переводили на самостоятельное дыхание атмосферным кислородом на 10 мин, после чего осуществлялся забор артериальной крови для оценки PaO2, сатурации артериальной крови (SaO2) и PaO2/FiO2.
Оценка наличия ОДН проводилась после принятия решения о переводе пациента в профильное отделение. В соответствии с European Perioperative Clinical Outcome definitions [14] критериями ОДН являются значения PaO2/FiO2 < 300 и/или SpO2 < 90 %, однако имеются данные, что у детей SpO2 < 92 % уже является критерием наличия ОДН [15]. Так как перкутанная сатурация зависит от множества факторов, включая перфузию и температуру конкретного участка тела, где находится пульсоксиметр, было решено использовать более точный маркер — SaO2. Кроме того, мы учитывали наличие тахипноэ с увеличением частоты дыхательных движений > 30 % от исходной величины как третий критерий, однако во всех случаях данный критерий сочетался с другими и изолированно не выявлялся.
Критерии ОДН: фиксировались при наличии любого из перечисленных показателей:
- значение PaO2/FiO2 < 300;
- SaO2 < 92 %;
- нарастание частоты дыхательных движений > 30 % от исходной величины.
Статистический анализ
Для выполнения описательной статистики производился отбор пациентов по значению бинарной переменной ОДН = 1 (пациенты с ОДН). Обработка данных производилась следующим образом: при нормальном распределении данные были представлены средним значением и стандартным отклонением М ± SD. Описание количественных данных, не подчиняющихся закону нормального распределения, представляли в виде Me (Q1; Q3), где Me — медианное значение, Q1 — первый квартиль (25-й процентиль), Q3 — третий квартиль (75-й процентиль). Также определялись максимальное (Max) и минимальное (Min) значения каждой переменной, мода (Mo). Для категориальных переменных частотные данные были представлены в формате N (%), где N — абсолютное количество наблюдений, а % — процент числа наблюдений от общего количества пациентов с ОДН.
Для нормально распределенных параметров сравнительный анализ количественных независимых переменных проводился с использованием t-критерия Стьюдента. Для параметров, распределение которых не соответствовало нормальному, сравнительный анализ количественных независимых переменных проводился с использованием непараметрического U-критерия Манна—Уитни. Сравнение категориальных переменных осуществлялось с использованием теста хи-квадрат или точного теста Фишера в зависимости от размера таблицы сопряженности и ожидаемой частоты.
Для оценки связи между количественными переменными и бинарной зависимой переменной (ОДН) использовалась точечно-бисериальная корреляция (point-biserial correlation). Рассчитывались коэффициенты корреляции и соответствующие p-значения. Для оценки связи между бинарной зависимой переменной (ОДН) и множеством порядковых независимых переменных был использован коэффициент ранговой корреляции (rank-biserial correlation). При анализе взаимосвязи параметров использовали шкалу интерпретации силы корреляционной связи [16]:
- 0 < r < 0,2 — очень низкая корреляция;
- 0,2 ≤ r < 0,4 — низкая корреляция;
- 0,4 ≤ r < 0,6 — средняя корреляция;
- 0,6 ≤ r < 0,8 — высокая (сильная) корреляция;
- 0,8 ≤ r < 1,0 — очень высокая (очень сильная) корреляция.
Для всех коэффициентов корреляции рассчитывались p-value. Также в связи с тем, что размер выборки был на 20 % больше необходимого минимума, который рассчитывался для надежного выявления коэффициентов корреляции от 0,4 (средняя корреляция) и выше, для каждого коэффициента корреляции была дополнительно рассчитана мощность (power) с использованием t-статистики методом post hoc. Мощность оценивалась на основе размера выборки (n = 71) и уровня значимости α = 0,05. Коэффициенты с мощностью ≥ 0,8 считались надежными (r > 0,32).
Визуализация описательной части исследования проводилась с помощью violin plots (скрипичных диаграмм), которые позволяют отобразить плотность распределения данных, медиану и межквартильный размах. Для наглядного представления результатов корреляционного анализа были построены тепловые карты корреляций. На тепловых картах статистически значимые коэффициенты выделены рамками: p < 0,05 — квадратная рамка [], p < 0,01 — круглая рамка (), а коэффициенты с высокой мощностью (≥ 0,8) были дополнительно помечены звездочками «*».
Далее был выполнен однофакторный логистический регрессионный анализ с расчетом коэффициентов регрессии и их p-value (тест Вальда), отношения шансов (ОШ), псевдо-R2 (МакФаддена). Для переменных со статистически значимыми коэффициентами, а также значением псевдо-R2 МакФаддена ≥ 0,2 (умеренное влияние на бинарную переменную), был выполнен ROC-анализ с расчетом порогового значения, AUC, чувствительности и специфичности.
Накопление и первичный анализ данных проводили в написанной нами на языке программирования C# программе (интерфейсе), облегчающей взаимодействие с базой данных SQLite и формирующей файлы (книги) Excel.
Для анализа данных использовалось программное обеспечение Python (Python Software Foundation, Version 3.12.0, Wilmington, DE: Python Software Foundation) с применением библиотек sqlite3, pandas, numpy, scipy, statsmodels, seaborn и matplotlib.pyplot.
Результаты
Характеристика участников
В исследовании участвовал 71 ребенок. ОДН была зафиксирована у 43 детей (60,56 %), а у 28 пациентов (39,44 %) — отсутствовала. Характеристики пациентов представлены в табл. 1.
| Критерий | Значение |
|---|---|
| Возраст, дни | 104,0 [57,5; 168,0] |
| Рост, см | 60,76 ± 7,93 |
| Масса, кг | 5,67 [4,60; 6,60] |
| Пол (муж.) | 47,9 % |
| ВПС с гиперволемией МКК, % | 69,0 % |
| иКДОЛЖ (перевод), мл/м2 | 37,1 ± 9,96 |
| иКДОЛЖ (после операции), мл/м2 | 30,5 [25,9; 35,48] |
| ФВЛЖ (перевод), % | 60,0 [55,0; 63,5] |
| ФВЛЖ (после операции), % | 55,718 ± 7,2 |
| Длительность ИК, мин | 50,0 [43,0; 70,5] |
| Длительность пережатия аорты, мин | 29,0 [24,0; 41,5] |
Результаты УЗИ легких у детей c признаками ОДН
- Интерстициальный синдром. У пациентов с признаками ОДН наблюдалось значительное увеличение количества B-линий. Суммарный показатель в среднем составлял 30,86 ± 5,04 балла. Наиболее выражен интерстициальный синдром был в боковых отделах (верхних и нижних зонах) обоих легких, передневерхней и задневерхней зоне левого легкого, а также в задненижних зонах обоих легких (Me = 3, Max = 4). В передних отделах, за исключением передневерхней зоны левого легкого, интерстициальный синдром имел среднюю степень выраженности (Me = 2, Max = 4). Таким образом, наиболее выражен интерстициальный синдром был в боковых и задних отделах обоих легких. Левое легкое показывало более высокие значения медианы и моды во многих отделах по сравнению с правым, а передние отделы в обоих легких демонстрировали меньшие значения по сравнению с другими отделами.
- Синдром альвеолярной консолидации. Суммарный показатель в среднем был равен 17,35 ± 5,92 балла. Наиболее выражены консолидации были в задних отделах обоих легких (Me = 2, Max = 3), с наибольшей выраженностью в задненижней зоне правого легкого (Me = 3, Max = 4). Наименее выражены и наименее часто обнаруживались консолидации в передних зонах обоих легких (Me = 0, Max от 1 до 4). Максимальный балл синдрома альвеолярной консолидации (4) был выявлен в передневерхней зоне левого легкого, что означало полную деаэрацию данной зоны. Наименьший максимальный балл (1) был характерен для передненижней зоны правого легкого.
- Локальный B+ синдром. Суммарный показатель имеет медиану 2 (1; 3), что указывает на выявление локального В+ синдрома у пациентов с ОДН в среднем в двух зонах легких. Максимальное количество таких зон, обнаруживаемых у одного пациента, было 6, минимальное 0. При анализе частоты проявления синдрома в зонах легких выявлено, что во всех зонах медиана и мода равны 0, при этом во всех зонах легких, кроме нижнебоковой зоны правого легкого (Max = 0), локальный синдром хоть один раз, но выявлялся (Max = 1).
- Количество зон легких с синдромом альвеолярной консолидации и статическими воздушными бронхограммами было 0 (0; 0,5), что указывает на их редкость. Максимальное количество таких зон, обнаруживаемых у одного пациента, было равно 2, минимальное — 0.
- Количество зон легких с синдромом альвеолярной консолидации и динамическими воздушными бронхограммами. У пациентов с ОДН наблюдались высокие медианные значения, равные 5 (3; 6). Максимальное количество таких зон, обнаруживаемых у одного пациента, было равно 8, минимальное — 0.
- Количество зон легких с синдромом альвеолярной консолидации, но без воздушных бронхограмм. Зоны легких с альвеолярными консолидациями без наличия в них воздушных бронхограмм выявлялись часто и имели медиану 3 (1; 4). Максимальное количество таких зон, обнаруживаемых у одного пациента, было равно 8, минимальное — 0.
- Визуализация выраженности ультразвуковых синдромов представлена на рис. 2.
Гидроторакс фиксировался у 23 (53,5 %) пациентов с ОДН. Левосторонний гидроторакс был выявлен у 8 (18,6 %) пациентов: у 7 (16,3 %) — малый гидроторакс и у 1 (2,3 %) — умеренный. У 35 (81,4 %) пациентов левостороннего гидроторакса не отмечалось. Правосторонний гидроторакс наблюдался у 15 (34,9 %) пациентов: у 11 (25,6 %) пациентов был выявлен малый, у 4 (9,3 %) — умеренный гидроторакс. У 28 (65,1 %) пациентов правостороннего гидроторакса выявлено не было.
Пневмоторакс выявлялся у 5 (11,6 %) пациентов. Левосторонний пневмоторакс был зафиксирован у 3 (7, %) пациентов и во всех случаях имел малый размер. У 40 (93,0 %) пациентов левостороннего пневмоторакса не наблюдалось. Правосторонний пневмоторакс был выявлен у 2 (4,7 %) пациентов, и в обоих случаях он был малым. У 41 (95,3 %) пациента правостороннего пневмоторакса не выявлялось.
У всех пациентов с ОДН подвижность левого купола диафрагмы соответствовала норме. Нарушения подвижности правого купола диафрагмы были зафиксированы у 3 (7,0 %) пациентов: у 1 (2,3 %) наблюдался паралич диафрагмы, у 2 (4,7 %) — парадоксальное движение. У 40 (93,0 %) пациентов подвижность правого купола диафрагмы была нормальной.
Рис. 2. Violin plot для визуализации распределений сумм баллов интерстициального синдрома, синдрома альвеолярной консолидации, локального В+ синдрома, количества зон легких с альвеолярными консолидациями и динамическими воздушными бронхограммами, количества зон легких с альвеолярными консолидациями и статическими воздушными бронхограммами, а также количества зон легких с альвеолярными консолидациям, но без воздушных бронхограмм (сокращено на рисунке) у пациентов с острой дыхательной недостаточностью Fig. 2. Violin plot for visualizing the distributions of total scores for interstitial syndrome, alveolar consolidation syndrome, and focal B+ syndrome, as well as the number of lung zones with alveolar consolidations accompanied by dynamic air bronchograms, the number of lung zones with alveolar consolidations accompanied by static air bronchograms, and the number of lung zones with alveolar consolidations but without air bronchograms (abbreviated in the figure) in patients with acute respiratory failure
Результаты корреляционного анализа
В результате проведенного корреляционного анализа были выявлены взаимосвязи между ультразвуковыми параметрами, данными других инструментальных методов исследования, а также клиническими данными с ОДН. Наиболее сильные корреляционные связи с ОДН были обнаружены у суммы баллов выраженности синдрома альвеолярных консолидаций (r = 0,66), суммы баллов выраженности интерстициального синдрома (r = 0,61) и количества зон легких с синдромом альвеолярной консолидации без воздушных бронхограмм (r = 0,51). Слабые связи с ОДН были обнаружены у возраста пациента (r = –0,34) и количества зон легких с синдромом альвеолярной консолидации и динамическими воздушными бронхограммами (r = 0,34). Остальные переменные имели мощность менее 0,8 и слабые корреляции с ОДН. Результаты point-biserial correlation (взаимосвязи количественных переменных с бинарной) представлены на рис. 3.
Рис. 3.
Корреляция
ультразвуковых показателей, инструментальных и демографических данных
легких с острой дыхательной недостаточностью. Результаты point-biserial correlation, тепловая карта
ИК — искусственное кровообращение; иКДОЛЖ —
индекс конечно-диастолического объема левого желудочка; СДЛА —
систолическое давление в легочной артерии; ФВЛЖ — фракция выброса
левого желудочка.
Примечание: статистически
значимые коэффициенты корреляции выделены рамками: p < 0,05 —
квадратная рамка []; p < 0,01 — круглая рамка ();
коэффициенты с высокой мощностью (≥ 0,8) были дополнительно помечены
звездочками «*». Переменные «статические воздушные бронхограммы»,
«динамические воздушные бронхограммы», «отсутствие
воздушных бронхограмм» подразумевают количество зон
легких с синдромом альвеолярной консолидации и данными типами воздушных бронхограмм (сокращено на рисунке).
Fig. 3.
Correlation
of lung ultrasound findings, instrumental, and demographic variables with acute
respiratory failure. Results of point-biserial correlation presented as a
heatmap
ИК — cardiopulmonary bypass; иКДОЛЖ —
left ventricular end-diastolic volume index; СДЛА — pulmonary artery
systolic pressure; ФВЛЖ — left ventricular ejection fraction.
Note: statistically
significant coefficients are highlighted with frames: p < 0.05 — square frame []; p < 0.01 — round frame (). Coefficients with
high power (≥ 0.8) were additionally marked with asterisks “*”.
The variables “static air bronchograms,” “dynamic air bronchograms,” and
“absence of air bronchograms” refer to the number of lung zones exhibiting
alveolar consolidation syndrome with the respective types of air bronchograms
(abbreviated in the figure).
В результате проведенной rank-biserial correlation было выявлено, что наибольшую взаимосвязь с ОДН имеет синдром альвеолярной консолидации, выявленный в латерально-нижней и латерально-верхней зонах левого легкого (r = 0,64; p < 0,01). Подробные результаты rank-biserial correlation представлены на рис. 4.
Рис. 4. Корреляция ультразвуковых синдромов в определенных зонах легких с острой дыхательной недостаточностью. Результаты rank-biserial correlation, тепловая карта Примечание: статистически значимые коэффициенты корреляции выделены рамками: p < 0,05 — квадратная рамка []; p < 0,01 — круглая рамка (); коэффициенты с высокой мощностью (≥ 0,8) были дополнительно помечены звездочками «*». Fig. 4. Correlation between ultrasound lung syndromes in specific lung zones and acute respiratory failure. Results of rank-biserial correlation, heatmap Note: statistically significant correlation coefficients are highlighted with frames: p < 0.05 — square frame []; p < 0.01 — circular frame (); and coefficients with high effect size (≥ 0.8) are additionally marked with asterisks “*”.
Результаты логистической регрессии
Был выполнен однофакторный логистический регрессионный анализ с расчетом коэффициентов регрессии и их p-value (тест Вальда), ОШ, 95%-м доверительным интервалом (95% ДИ), псевдо-R2 (МакФаддена). Было выявлено 27 статистически значимых (p < 0,05) фактора, 25 из них были представлены параметрами УЗИ легких. Подробные результаты представлены в табл. 2.
Для переменных со статистически значимыми коэффициентами, а также со значениями псевдо-R² > 0,2 был выполнен ROC-анализ с расчетом AUC, чувствительности и специфичности, а также порог значения переменных для положительной классификации. Всего было выявлено 10 наиболее диагностически ценных переменных (табл. 3).
| Параметр | Коэффициент регрессии | p-value | псевдо-R2 (МакФаддена) |
|---|---|---|---|
| Сумма баллов синдрома альвеолярной консолидации | 0,3387 | 0,0000 | 0,4174 |
| Сумма баллов интерстициального синдрома | 0,3545 | 0,0000 | 0,3594 |
| Левое легкое, латерально-нижняя зона, синдром альвеолярной консолидации | 1,5485 | 0,0000 | 0,3151 |
| Левое легкое, латерально-верхняя зона, синдром альвеолярной консолидации | 1,4997 | 0,0000 | 0,2940 |
| Правое легкое, латерально-верхняя зона, интерстициальный синдром | 1,8797 | 0,0001 | 0,2561 |
| Количество зон легких с синдромом альвеолярной консолидации, но без воздушных бронхограмм | 0,8357 | 0,0001 | 0,2451 |
| Левое легкое, латерально-верхняя зона, интерстициальный синдром | 1,9234 | 0,0001 | 0,2395 |
| Правое легкое, латерально-нижняя зона, синдром альвеолярной консолидации | 1,0781 | 0,0000 | 0,2321 |
| Левое легкое, задненижняя зона, интерстициальный синдром | 1,6769 | 0,0001 | 0,2222 |
| Правое легкое, латерально-верхняя зона, синдром альвеолярной консолидации | 1,1438 | 0,0001 | 0,2155 |
| Правое легкое, задневерхняя зона, синдром альвеолярной консолидации | 0,9764 | 0,0006 | 0,1626 |
| Правое легкое, передненижняя зона, интерстициальный синдром | 1,6222 | 0,0010 | 0,1573 |
| Левое легкое, передненижняя зона, интерстициальный синдром | 1,3455 | 0,0012 | 0,1442 |
| Правое легкое, задненижняя зона, синдром альвеолярной консолидации | 0,8549 | 0,0008 | 0,1437 |
| Левое легкое, латерально-нижняя зона, интерстициальный синдром | 1,3876 | 0,0018 | 0,1261 |
| Левое легкое, передневерхняя зона, синдром альвеолярной консолидации | 2,0606 | 0,0500 | 0,1192 |
| Правое легкое, передневерхняя зона, интерстициальный синдром | 1,2453 | 0,0029 | 0,1174 |
| Левое легкое, задневерхняя зона, интерстициальный синдром | 1,0978 | 0,0038 | 0,1098 |
| Правое легкое, задненижняя зона, интерстициальный синдром | 1,1429 | 0,0067 | 0,0979 |
| Левое легкое, задневерхняя зона, синдром альвеолярной консолидации | 0,7515 | 0,0064 | 0,0908 |
| Количество зон легких с синдромом альвеолярной консолидации и динамическими воздушными бронхограммами | 0,3636 | 0,0060 | 0,0893 |
| Возраст | –0,0082 | 0,0069 | 0,0887 |
| Правое легкое, латерально-нижняя зона, интерстициальный синдром | 0,9170 | 0,0146 | 0,0785 |
| Левое легкое, задненижняя зона, синдром альвеолярной консолидации | 0,9356 | 0,0214 | 0,0691 |
| Левое легкое, передневерхняя зона, интерстициальный синдром | 0,7376 | 0,0235 | 0,0617 |
| Количество зон легких с локальным B+ синдромом | –0,3954 | 0,0288 | 0,0545 |
| Масса | –0,2934 | 0,0395 | 0,0491 |
| Параметр | Пороговое значение | ОШ (95% ДИ) | AUC | Se, % | Sp, % |
|---|---|---|---|---|---|
| Сумма баллов синдрома альвеолярной консолидации | 12 баллов | 1,40 (1,20; 1,63) | 0,8987 | 86,05 | 82,14 |
| Сумма баллов интерстициального синдрома | 29 баллов | 1,40 (1,20; 1,68) | 0,8704 | 72,09 | 89,29 |
| Левое легкое, латерально-нижняя зона, синдром альвеолярной консолидации | 1 балл | 4,70 (2,34; 9,47) | 0,8223 | 74,42 | 74,42 |
| Левое легкое, латерально-верхняя зона, синдром альвеолярной консолидации | 1 балл | 4,48 (2,27; 8,84) | 0,8198 | 76,74 | 82,14 |
| Количество зон легких с альвеолярными консолидациям, но без воздушных бронхограмм | 1 зона легких | 2,31 (1,50; 3,54) | 0,8056 | 81,39 | 71,43 |
| Правое легкое, латерально-верхняя зона, интерстициальный синдром | 3 балла | 6,55 (2,55; 16,86) | 0,7998 | 60,46 | 85,71 |
| Правое легкое, латерально-нижняя зона, синдром альвеолярной консолидации | 2 балла | 2,94 (1,76; 4,91) | 0,7986 | 81,39 | 71,43 |
| Левое легкое, латерально-верхняя зона, интерстициальный синдром | 3 балла | 6,84 (2,63; 17,83) | 0,7823 | 76,74 | 71,43 |
| Левое легкое, задненижняя зона, интерстициальный синдром | 3 балла | 5,35 (2,29; 12,51) | 0,7803 | 65,12 | 78,57 |
| Правое легкое, латерально-верхняя зона, синдром альвеолярной консолидации | 2 балла | 3,14 (1,75; 5,61) | 0,7790 | 62,79 | 85,71 |
Обсуждение
Наши данные подтверждают, что у детей с ОДН в ранний послеоперационный период после кардиохирургических вмешательств ультразвуковая картина легких характеризуется выраженными интерстициальным синдромом и синдромом альвеолярной консолидации. Высокая частота и выраженность интерстициального синдрома согласуется с литературными данными и объясняется мультимодальным патогенезом — влиянием ВПС на легочный кровоток, эффектом ИК и интраоперационными повреждениями легких [17, 18]. Синдром альвеолярной консолидации также был значительно выражен, особенно было подвержено консолидированию левое легкое, что ряд авторов связывает с механическим интраоперационным повреждением [19, 20]. Выявленная топография патологических изменений с максимальной выраженностью в задних зонах соответствует общим закономерностям распределения патологических процессов в легких у лежащих пациентов и подтверждается в том числе в исследованиях, не связанных с кардиохирургией [18, 19, 21–23].
Анализ воздушных бронхограмм продемонстрировал, что динамический вариант (признак частичной проходимости бронхов в зоне консолидации) встречался наиболее часто, тогда как статические бронхограммы (отсутствие проходимости бронхов, но присутствие остаточного [не резорбированного] воздуха в зоне альвеолярной консолидации) были редкими, вероятно, потому, что остаточный воздух при отсутствии бронхиальной проходимости быстро подвергается резорбции и воздушные бронхограммы исчезают (синдром альвеолярной консолидации без воздушных бронхограмм). Зоны консолидаций без воздушных бронхограмм были распространены у пациентов с ОДН, что патофизиологически обосновано тем, что такие зоны легких полностью деаэрированы и не участвуют в газообмене, что находит отражение в литературе [24].
Важно отметить, что локальный B+ синдром был слабо выражен, что позволяет исключить локальные интерстициальные изменения в качестве ведущего механизма ОДН в данной популяции. Наиболее часто выявлялся правосторонний гидроторакс, что может быть обусловлено анатомическими особенностями правой плевральной полости [25] или наиболее частым интраоперационным дренированием левой плевральной полости вместе с полостью перикарда в нашем стационаре. Пневмоторакс и аномалии движения диафрагмы выявлялись редко и не являются типичными для пациентов с ОДН.
Сумма баллов синдрома альвеолярной консолидациий продемонстрировала наивысшую диагностическую точность (AUC 0,899), превышение порога в 12 баллов увеличивало шансы наличия ОДН в 1,4 раза, что подтверждает ключевую роль альвеолярных изменений в ее патогенезе, обусловленном внутрилегочным шунтированием [19]. Сумма баллов интерстициального синдрома также показала высокую дискриминативную способность (AUC 0,870) и специфичность (89,29 %), хотя чувствительность была умеренной (72,09 %), вероятно, из-за наличия других механизмов развития ОДН, таких как ателектазирование вследствие обтурации бронхов. Превышение порога выраженности интерстициального синдрома в 29 баллов было связано с 1,4-кратным ростом шансов наличия ОДН. Оба параметра сильно коррелировали с ОДН (r = 0,66 и r = 0,61 соответственно; p < 0,01).
Количество зон легких с альвеолярными консолидациями, но без воздушных бронхограмм (признак полной деаэрации — ателектаза) имело AUC 0,806, при этом даже превышение порога всего в 1 зону (из 12 зон в обоих легких) увеличивало риск ОДН в 2,31 раза в независимости от размера альвеолярной консолидации в этой зоне, что подчеркивает их диагностическую значимость и патофизиологически обусловлено значительным ростом внутрилегочного шунтирования. В то же время количество зон альвеолярных консолидаций с динамическими бронхограммами слабо коррелировало с ОДН и плохо объясняло ее наличие (псевдо-R2 = 0,09), что указывает на то, что частичная сохранность вентиляции в зоне консолидации позволяет компенсировать частично утраченную функцию легкого, не приводя к развитию ОДН. Количество зон с альвеолярными консолидациями и статическими воздушными бронхограммами было статистически незначимым из-за очень низкой частоты их выявления.
Анализ локализации патологических изменений выявил наибольшую диагностическую значимость наличия повреждения легких (синдром альвеолярной консолидации и интерстициальный синдром) в латеральных отделах легких, в которых было выявлено 6 наиболее важных факторов из 7 и только 1 фактор относился к заднему отделу левого легкого, при этом наиболее значимые факторы были локализованы в левом легком. Ведущую роль играл синдром альвеолярной консолидации в латерально-нижней и латерально-верхней зонах левого легкого (ОШ 4,7 и 4,48 соответственно при пороге всего в 1 балл). Локализация наиболее диагностически ценных факторов именно в латеральных зонах объясняется оптимальным соотношением вентиляции и перфузии (V/Q) в боковых отделах у пациентов в положении на спине, в отличие от задних отделов (хорошая перфузия, но слабая вентиляция — внутрилегочный шунт) и передних (хорошая вентиляция, но слабая перфузия — физиологическое мертвое пространство) [26]. Соответственно, поражение именно латеральных зон оказывает наибольшее влияние на эффективность газообмена и чаще приводит к клинически значимой ОДН. Ультразвуковые признаки в передних отделах легких не имели статистической значимости, что согласуется с их меньшей подверженностью патологическим изменениям в положении лежа на спине [26].
Слабая отрицательная связь с локальным В+ синдромом (r = –0,27; p < 0,05) достигла уровня статистической значимости, однако ее мощность составила менее 0,8, что не позволяет рассматривать данную связь как надежную. Тем не менее полученный результат может быть интерпретирован как возможное существование защитного механизма, препятствующего развитию ОДН, что требует дальнейшего изучения. Альтернативное объяснение заключается в технической особенности его оценки: при выраженном интерстициальном синдроме (тяжелая и крайне тяжелая степень) локальный B+ синдром теряет дифференциацию и не распознается как отдельный синдром, что может искусственно снижать частоту его выявления у пациентов с ОДН.
Слабая отрицательная связь ОДН с возрастом и с массой тела (r = –0,34 и r = –0,26; p < 0,01 соответственно), а также статистически значимые (p < 0,05) отрицательные коэффициенты регрессии согласуются с литературными данными [27] и, вероятно, связаны с анатомо-функциональными особенностями строения и развития легких, а также со слабостью дыхательной мускулатуры у детей более младшего возраста [8].
Эхокардиографические и интраоперационные показатели (фракция выброса левого желудочка, систолическое давление в легочной артерии, длительность ИК и др.) не продемонстрировали значимой связи с ОДН, что указывает на второстепенную роль этих факторов в ее развитии в ранний послеоперационный период. Хотя в исследовании Cantinotti M. et al. длительность ИК ассоциировалась с продолжительностью ИВЛ и пребывания в отделении интенсивной терапии [27], прямых данных о ее роли в развитии ОДН выявлено не было.
Полученные данные позволяют предположить двухэтапный характер развития ОДН в ранний послеоперационный период у детей после кардиохирургических вмешательств. На первом этапе наиболее прогностически значимые послеоперационные изменения преимущественно выявлялись в правом легком, в частности, в его задних отделах, где были локализованы наиболее значимые ультразвуковые предикторы ОДН [10]. На втором этапе по мере прогрессирования патологического процесса клинически значимая ОДН была ассоциирована с повреждением левого легкого, подвергавшегося большему механическому повреждению во время операции через срединную стернотомию. Таким образом, можно выдвинуть гипотезу, согласно которой повреждение правого легкого, выявляемое при выполнении УЗИ легких в течение 2 ч после операции, служит ранним индикатором и предиктором развития ОДН, тогда как левое легкое сильнее отражает стадию ее клинической манифестации.
Исследование имеет ограничения: одноцентровой характер, а также проведение УЗИ легких одним исследователем на всех этапах. Нами не было исследовано влияние уменьшения фракции утолщения диафрагмы на развитие ОДН. В дальнейшем требуется расширение возраста включенных детей, увеличение размера выборки, а также проведение многоцентровых исследований.
Заключение
Для ультразвуковой картины легких пациентов с ОДН наиболее характерно сочетание интерстициального синдрома тяжелой степени, выраженного синдрома альвеолярных консолидаций без воздушных бронхограмм и с динамическими воздушными бронхограммами. Наиболее подвержены патологическим процессам задние зоны легких. Исследование подтверждает высокую диагностическую ценность ультразвуковых маркеров состояния легочной ткани. Наиболее значимым в выявлении ОДН оказался синдром альвеолярных консолидаций, особенно локализованный в латеральных зонах левого легкого. Ключевыми ультразвуковыми критериями, обладающими наибольшей дискриминативной способностью, были суммарный балл выраженности синдрома альвеолярных консолидаций > 12 (AUC 0,899) и интерстициального синдрома > 29 (AUC 0,870). Пространственная локализация изменений имеет важное диагностическое значение: наиболее информативными зонами оказались латеральные зоны левого легкого, что в сочетании с данными предыдущих исследований может говорить о новых, ранее не изученных, двухэтапных механизмах формирования и развития ОДН. Полученные данные позволяют рекомендовать целенаправленное УЗИ этих зон в рамках комплексной оценки респираторного статуса и могут способствовать более точной персонификации интенсивной терапии и оптимизации динамического наблюдения за респираторным статусом у детей с подозрением на ОДН. Требуются дальнейшие исследования.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Disclosure. The authors declare no competing interests.
Вклад авторов. Пфейфер А.А. — разработка концепции статьи, обоснование научной и практической значимости, получение и анализ фактических данных, статистическая обработка данных, написание и редактирование текста статьи, визуализация данных, проверка и утверждение текста статьи; Гурченко С.А. — разработка концепции статьи, независимый поиск (полнотекстовых русскоязычных и англоязычных) источников, анализ фактических данных, проверка и утверждение текста статьи; Ильных К.А. — разработка концепции статьи, получение и анализ фактических данных, написание и редактирование текста статьи, проверка и утверждение текста статьи; Сакович В.А. — разработка концепции статьи, получение и анализ фактических данных, написание и редактирование текста статьи, проверка и утверждение текста статьи; Грицан А.И. — разработка концепции статьи, обоснование научной значимости, написание и редактирование текста статьи, проверка и утверждение текста статьи.
Author contribution. Pfeifer A.A. — development of the article concept, justification of scientific and practical significance, collection and analysis of empirical data, writing and editing the article text, data visualization, review and approval of the article text, statistical data processing; Gurchenko S.A. — development of the article concept, analysis of empirical data, independent search for (full-text Russian and English) sources, review and approval of the article text; Ilinykh K.A. — development of the article concept, collection and analysis of empirical data, writing and editing the article text, review and approval of the article text; Sakovich V.A. — development of the article concept, collection and analysis of empirical data, writing and editing the article text, review and approval of the article text; Gritsan A.I. — development of the article concept, justification of scientific significance, writing and editing the article text, review and approval of the article text.
Этическое утверждение. Протоколы исследований и проекты информированных согласий были одобрены локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России (протокол № 122/2023 от 29.11.2023).
Ethics approval. The research protocols and informed consent projects were approved by the local ethics committee of the Voino-Yasenetsky Krasnoyarsk State Medical University (protocol No. 122/2023 dated November 29, 2023).
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, можно получить у корреспондирующего автора по обоснованному запросу. Данные не являются общедоступными, так как они содержат информацию, которая может поставить под угрозу конфиденциальность участников исследования.
Data Availability Statement. The data supporting the conclusions of this study can be obtained from the corresponding author upon reasonable request. The data are not publicly available as they contain information that may jeopardize the confidentiality of the research participants.
