Журнал "Интенсивная Терапия" | Intensive Care Journal   |||   на главную | карта сайта | обратная связь   |||    
журнал Интесивная терапия - полнотекстовые статьи, обзоры, форум
О НАС |
ЖУРНАЛ |
ДЛЯ ВРАЧЕЙ |
АВТОРАМ |
ПАРТНЕРЫ |
|| №2 - 2008
|| Архив журнала
|| Рубрики и разделы
|| Подписка на журнал
|| Редколлегия
|| Контактная информация
|| Редакционная политика
|| Партнеры журнала
ПОИСК НА САЙТЕ ||
введите ключевое слово или фразу для поиска
Протокол оказания медицинской помощи пострадавшим с тяжелой черепно-мозговой травмой на госпитальном этапе (2008)

Результат совместной работы нейрореаниматологов ведущих российских центров: НИИ им. Н.Н.Бурденко, НИИ им. Н.В.Склифосовского, Военно-медицинской Академии, НИИ им. А.Л.Поленова

+ Модифицированная шкала Ashworth (1964 г.) для клинической оценки мышечного тонуса
+ Шкала слабости Medical Research Council Weakness Scale (MRC)
+ Расширенная шкала исходов Glasgow
Нозокомиальная пневмония: практические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике

Министерство здравоохранения и социального развития России
Российское респираторное общество
Межрегиональная ассоциация по клинической микробиологии и антимикробной химиотерапии (МАКМАХ)
Федерация анестезиологов и реаниматологов России
Вопросы и предложения просьба присылать на адрес icj@mail.ru

||| N2 - 2008 г.

МОНИТОРИНГ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИКИ ДЫХАНИЯ ПРИ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ




М.Б. Конторович, Б.Д.Зислин


Клинический институт мозга УНЦ РАМН.
Областной пульмонологический центр







Проведение аппаратной искусственной вентиляции лёгких в настоящее время стало рутинной процедурой в лечении пациентов отделений реанимации и интенсивной терапии, перестав внушать трепет при принятии решения о необходимости оказания пациенту респираторной поддержки. Возможности этого метода интенсивной терапии неизмеримо возросли с появлением новых поколений респираторов, получивших за предоставляемые ими возможности название "интеллектуальных".

Тем не менее, приходится признать, что приоритет таких аспектов ИВЛ как установление показаний как к началу и прекращению искусственной вентиляции лёгких, выбор способа респираторной поддержки, определение и регулировка параметров вентиляции, как и ранее, остаётся всё-таки за врачом. До сих пор даже самый "интеллектуальный" аппарат ИВЛ не в состоянии учесть всех нюансов патологии и особенностей каждого пациента, оценить эффективность респираторной терапии и определить необходимость изменения параметров ИВЛ.

Сведения о механических свойствах лёгких, получаемых от мониторов механики дыхания, которыми оснащены современные респираторы, вместе с данными о газовом составе дыхательной смеси и результатами анализов газов крови и кислотно-щелочного состояния, предоставляющие столь необходимую информацию об эффективности и адекватности проводимой ИВЛ, становятся для врача той путеводной нитью, какой является для путешественников уже не старый добрый компас (каким был для анестезиолога пневмоманометр), а сверхсовременный GPS-навигатор, указывая, и где мы находимся, и куда нужно двигаться. Естественно, это верно лишь при условии, что врач ясно представляет себе физические и физиологические механизмы, вызывающие и объясняющие те или иные изменения цифр и кривых на экране монитора, и понимает не только то, что они обозначают, но и то, как влияют на их динамику (а, значит и на лечение больного) изменения параметров искусственной вентиляции.

Таким образом, один из самых совершенных методов интенсивной терапии из тех, которыми мы сегодня располагаем, требует подготовки специалистов, способных не просто стандартно устанавливать некие "средние" параметры вентиляции, но понимать вызываемые сменой параметров изменения в физиологии дыхательной системы пациента и уметь максимально эффективно применять свои знания.

Принципам оценки механических свойств лёгких и их изменениям при проведении ИВЛ и посвящена настоящая лекция.

Давления, объёмы и потоки газовой смеси, возникающие в течение дыхательного цикла, дают дополнительную информацию о механических свойствах лёгких. Известны обструктивные и рестриктивные нарушения дыхания, связанные с изменением механических свойств лёгких и/или грудной стенки [1, 6, 10, 11, 13, 15, 16, 17].

Обструктивные расстройства связаны с нарушением проходимости дыхательных путей (сужением просвета, уменьшением диаметра) вследствие воспаления, бронхоспазма, скопления мокроты, опухолевого роста в просвет бронхов, что сопровождается возрастанием сопротивления потоку газовой дыхательной смеси.

Рестриктивные (ограничительные) нарушения возникают вследствие как интраторакальных причин (заболевания лёгочного интерстиция, отёк лёгких, фиброз, плеврит), так и экстраторакальных состояний (нервно-мышечные заболевания, ожирение, асцит, беременность).

Установить характер вентиляционных нарушений позволяет проведение инструментальных исследований, которые сегодня доступны в мониторах аппаратов ИВЛ - это регистрация кривых поток-объём и объём-давление, вычисление податливости лёгких (статического комплайнса, Cst) и аэродинамического сопротивления дыхательных путей, (Raw) [4, 6, 13, 14, 17].

Отдельно необходимо остановиться на величине и практическом значении показателя податливости лёгких и грудной стенки - статическом торакопульмональном комплайнсе (Cst) и связанного с ним давления в дыхательных путях (P).

Расчётный показатель податливости лёгких, Cst, вычисляется путём деления введённого в лёгкие объёма газа на потребовавшееся для этого давление, и выражается в мл•см вод. ст.-1. Естественно, что чем больший объём газа удаётся ввести в лёгкие на единицу изменения давления, тем лёгкие податливей, тем лучше условия для вентиляции, тем меньше опасность развития баротравмы и волюмотравмы лёгких, тем меньше шанс получить динамическую гиперинфляцию.

Показатели Cst значительно различаются при спонтанном дыхании и при проведении ИВЛ даже у людей с абсолютно здоровыми лёгкими, и связано это, с изменением биомеханики дыхания при ИВЛ вследствие "выключения" диафрагмы. В норме при спонтанном дыхании Cst = 60-100 мл • см вод.ст.-1, при конвективной ИВЛ Cst = 40-60 мл• см вод.ст.-1 [1, 4, 6, 13,15, 17].

Уменьшение величины комплайнса при традиционной ИВЛ свидетельствует о "жёсткости" лёгких, уменьшении их податливости, требует увеличения давления вдоха для поддержания адекватной вентиляции и может указывать на развитие осложнений ИВЛ - возникновение динамической гиперинфляции лёгких, инфекционных поражениях, развитие отёка лёгких. Напротив, увеличение показателя Cst, свидетельствует об эффективности ИВЛ, улучшении механических свойств лёгких и о возможности уменьшения респираторной поддержки.

Расчёт величины комплайнса производится по формуле:

Cst = V / (Pplat - PEEP), где:
V - дыхательный объём; Pplat - давление плато; РЕЕР - давление в конце выдоха.


Такое определение статического комплайнса позволяет определить истинную податливость (растяжимость) комплекса грудная клетка-лёгкие, исключив влияние на неё сопротивления дыхательных путей.

Давление плато измеряется на высоте вдоха в момент, так называемой "инспираторной паузы", при прекращении потоков как вдоха, так и выдоха (одновременное закрытие клапанов вдоха и выдоха). Во время экспираторной паузы происходит быстрое выравнивание давления вдоха и, главное, перераспределение поданного в дыхательные пути дыхательного объёма газовой смеси между всеми отделами лёгких с разными механическими свойствами (различной константой времени легких). Продолжительность экспираторной паузы в современных аппаратах ИВЛ можно регулировать (рис. 1).

Соотношение потоков и давления в дыхательных путях при традиционной вентиляции

Рис. 1. Соотношение потоков и давления в дыхательных путях при традиционной (конвективной) вентиляции.



Параметром, который отражает сопротивление воздушному потоку, является сопротивление дыхательных путей (Raw), нормальное значение, которого для людей среднего роста составляет менее 2,5 см вод.ст.•с•л-1. Необходимо помнить, что сопротивление для размера интубационной трубки 6, 7 и 8 мм может составлять соответственно 20, 10 и 6 см вод.ст•л-1•с-2 (трубка с большим диаметром имеет меньшее сопротивление) [1].

Кривая объём-давление (рис. 2), описывающая взаимосвязь между введённым в лёгкие объёмом газовой смеси и необходимым для этого давлением имеет своеобразную S-образную форму, и именно форма этой кривой позволяет судить о механических свойствах лёгких, адекватности и безопасности выбранных параметров проводимой ИВЛ. Более того, наклон этой кривой позволяет судить о величине податливости лёгких (Cst), т.е. об угрозе развития динамической гиперинфляции (перераздувания) лёгких [5, 6, 13, 14, 15, 17].

При анализе кривой становится очевидным, что наиболее эффективной и безопасной будет искусственная вентиляция с давлениями и объёмами, укладывающимися на линейную возрастающую часть кривой.

На практике (и на экране респираторного монитора) кривая объём-давление приобретает вид замкнутой петли, поскольку отражает не только кривую вдоха, но и кривую выдоха (рис. 3).

Постоянный контроль не только за цифровыми показателями давлений в дыхательных путях и дыхательным объёмом, но и за формой кривой объём-давление и её наклоном (который отражает величину комплайнса, т.е. податливости лёгких) являются непременной и очень важной составляющей респираторного мониторинга, особенно, при проведении длительной ИВЛ у пациентов с патологией лёгких [6, 11, 13, 15].

На экранах современных респираторных мониторов выводятся кривые (диаграммы) давление-время, поток-время и объём-время (рис. 4).

Статическая диаграмма объем - давление

Рис. 2. Статическая диаграмма объем - давление (по О.Е. Сатишуру, 2006).


0А - зона "открытия лёгких"; АВ - зона максимальной податливости лёгких;
ВС - зона перераздувания (гиперинфляции) лёгких.



Петля объём-давление

Рис. 3. Петля объём-давление (по E.P. Radford, Am.Ph.Soc., 1957 г.)



Внешний вид этих кривых (форма, угол наклона, величина пиков и т.д.) даёт быструю, буквально с одного взгляда, и объективную информацию о величинах инспираторного и экспираторного сопротивления дыхательных путей (наличии и степени бронхиальной обструкции, перегибе интубационной трубки), правильности установок длительности всего дыхательного цикла и его фаз (I:E), величины дыхательного объёма, адекватности величин пиковых потоков респираторным потребностям пациента, особенно в режимах вспомогательной вентиляции, необходимой при этом величине чувствительности триггера, минимально необходимой и достаточной величине РЕЕР, податливости лёгких (Cst) и величине autoPEEP, угрозе развития динамической гиперинфляции лёгких и развития баротравмы, о виде и степени лёгочной патологии, и, в конечном итоге, об эффективности респираторной поддержки [6, 13, 15].

Кроме описанных параметров, характеризующих механические свойства лёгких, огромное значение имеют данные о характере и качестве газообмена в лёгких между дыхательной газовой смесью, поступающей в альвеолы, и кровью лёгочных капилляров.

"Золотым стандартом" получения такой информации является исследование пробы артериальной крови, но этот метод исследования сопряжён с пункцией артерии и не может проводиться непрерывно. В качестве метода непрерывного неинвазивного и достаточно точного мониторирования газового состава крови в режиме реального времени может служить мониторинг газового состава дыхательной смеси. Регистрация изменений концентрации кислорода во вдыхаемой и выдыхаемой газовой смеси позволяет судить о потреблении кислорода организмом, а регистрация концентрации углекислого газа - об эффективности вентиляции и соответствии её параметров реальным "запросам" пациента. Такая возможность сегодня реализована в капнографах и оксиметрах, входящих в состав современных респираторных мониторов (рис. 5).

Кривые поток - время, давление - время и объем - время

Рис. 4. Кривые поток - время, давление - время и объем - время

(ИВЛ с регуляцией по объему, аппарат РО-6, собственное наблюдение)



Нормальная капнограмма

Рис. 5. Нормальная капнограмма

(ИВЛ с регуляцией по объёму, аппарат РО-6, собственное наблюдение)



Регистрация капнограммы даёт возможность постоянно контролировать адекватность аппаратной ИВЛ. Изменения формы капнограммы при различных патологических состояниях сегодня хорошо изучены и имеют самостоятельную диагностическую ценность. Так, по виду капнограммы достаточно надёжно диагностируются гипер- и гиповентиляция, появление рециркуляции углекислоты в дыхательном контуре, состояния, сопровождающиеся увеличением дыхательного мёртвого пространства (ТЭЛА). Но, поскольку детальное рассмотрение мониторинга газового состава дыхательной смеси не входит в рамки данной лекции, мы отсылаем читателя к дополнительным источникам [6, 17].

При проведении ИВЛ с управляемым объёмом, особенно при проведении длительной ИВЛ у пациентов с лёгочной патологией, часто применяют положительное давление в конце выдоха (ПДКВ, или PEEP - Positive End-Expiratory Pressure) или постоянно положительное давление в дыхательных путях (ППДП, CPAP - Continuous Positive Airway Pressure). Эти установки применяются для увеличения функциональной остаточной ёмкости лёгких (ФОЕ, FRC - functional residual capacity), т.е. того лёгочного объёма, в котором и происходит собственно газообмен. Выбор оптимального уровня РЕЕР или СРАР является отдельной, и очень непростой проблемой, решение которой невозможно без полноценного респираторного мониторинга [3, 4, 8, 11, 13, 19].

Таким образом, взаимосвязанные и взаимозависимые параметры вентиляции (они устанавливаются врачом, исходя из клинической ситуации и целей проводимой ИВЛ) и подлежащие мониторированию, включают дыхательный объём (VT), минутный объём вентиляции (VE)., частота вентиляции (f), соотношение продолжительности фаз дыхательного цикла (I:E), показатели механических свойств лёгких (зависят от возраста, характера поражения лёгких и внелёгочной патологии): величuны пикового давления вдоха (Ppeak), давления плато (Pplat), среднего давления (Pmean), положительного давления конца выдоха (PEEP), статического торако-пульмонального комплайнса (Cst) и аэродинамического сопротивления дыхательных путей (Raw), а также показатель эффективности газообмена: концентрация углекислого газа в конце выдоха (PETCO2) и содержание кислорода во вдыхаемой газовой смеси (FiO2) [6, 13, 15].

Только непрерывная оценка всех этих параметров в их взаимосвязи позволяет проводить адекватную и безопасную для пациента ИВЛ при различных видах патологии лёгких с минимально выраженными побочными явлениями, а также позволяет по их изменениям во времени оценить эффективность оказываемой респираторной поддержки.

В современных многофункциональных ("интеллектуальных") респираторах для получения результатов оценки респираторной механики при проведении ИВЛ используется несколько прецизионных потоковых датчиков, расположенных в разных местах дыхательного контура. Взаимосвязь зарегистрированных показателей вычисляется процессором аппарата. Так, например, в аппарате Galileo Classic фирмы Hamilton Medical, на основании полученных с потоковых датчиков данных, для каждого дыхательного цикла центральным процессором проводится вычисление системы из 7 дифференциальных уравнений. Только такая методика, максимально использующая вычислительные мощности аппарата, позволяет реализовывать такие сложные режимы, как пропорциональная и адаптивная вентиляция [18].

В современных респираторах реализованы также автоматические режимы инспираторной и экспираторной пауз, используемых для получения необходимых данных для вычисления расчётных параметров.

Наиболее "продвинутые" аппараты оснащены, помимо мониторов респираторной механики, мониторами газового состава вдыхаемой и выдыхаемой смесей и пульсоксиметром, позволяющими оценивать в комплексе не только механические свойства лёгких, но качество и характер газообмена.

Следует отметить, что, в зависимости от способа проведения ИВЛ, приоритеты в мониторинге будут смещаться с одних параметров на другие. Например, при проведении ИВЛ, как с управляемым объёмом, так и с управляемым давлением (основные способы конвективной вентиляции), параметрами, на которые следует обращать внимание, являются дыхательный (VT) и минутный объём (VE) вентиляции, пиковое давление (Ppeak) и положительное давление конца выдоха (PEEP), а также величина статического торако-пульмонального комплайнса (Cst) и концентрации углекислоты в конечной порции выдыхаемого воздуха (PETCO2).

При этом, интегральным показателем эффективности и безопасности проводимой ИВЛ (при прочих равных условиях) будет величина комплайнса - чем она больше, тем лучше механические свойства лёгких [1, 6, 7, 8, 9, 11].

Совершенно иначе следует относиться к оценке этих же показателей при проведении такого вида ИВЛ, как высокочастотная струйная ИВЛ (ВЧС ИВЛ).

Широко известная высокочастотная вентиляция, ВЧ ИВЛ (HFV, High Frequency Ventilation) - не режим, а самостоятельный вид ИВЛ, кардинально отличающийся физикой давлений и потоков, физиологией и применяемой техникой. Формально "высокочастотной" может считаться любая вентиляция, частота которой превышает 1 Гц (60 мин-1). Практически можно выделить объёмную ВЧ ИВЛ (метод сегодня практически оставлен); осцилляторную ИВЛ с частотой 5-40 Гц (300-2400 мин-1), применяемая сегодня с успехом при лечении респираторного дистресс-синдрома новорождённых и струйную ВЧ ИВЛ (ВЧС ИВЛ, HFJV - High Frequency Jet Ventilation), применение которой сегодня, на наш взгляд, неоправданно сужено, поскольку в сознании специалистов, не занимающихся непосредственно ВЧС ИВЛ, продолжают господствовать укоренившиеся в начале 90-х годов прошлого века и безнадёжно устаревшие представления (а то и откровенные мифы) о физиологии, побочных эффектах, показаниях и осложнениях этого вида респираторной поддержки, а также о возможностях и качестве современной аппаратуры для проведения ВЧС ИВЛ. А такое положение дел не способствует повышению интереса к этому, безусловно, перспективному виду механической вентиляции.

При ВЧС ИВЛ проявляются некоторые особенности физиологических эффектов.

В связи с тем, что при ВЧС ИВЛ имеют место более низкие, чем при конвективной ИВЛ, транспульмональное давление и давление в дыхательных путях, при ВЧС ИВЛ не отмечается депрессии гемодинамики и активации антидиуретического гормона, что можно рассматривать как следствие снижения стрессорных реакций.

При ВЧС ИВЛ отмечается лучшее, чем при традиционных методах ИВЛ, внутрилёгочное распределение газов и меньшее веноартериальное шунтирование крови.

При частотах, превышающих 90 циклов в минуту, снижается влияние избыточного давления в дыхательных путях на спонтанную дыхательную активность пациента, что значительно упрощает синхронизацию пациента с респиратором, и позволяет обеспечить автономность (независимость) спонтанного дыхания пациента от аппаратной вентиляции.

При ВЧС ИВЛ проведение адекватной искусственной вентиляции возможно при отсутствии герметичности дыхательного контура (а некоторые производители ВЧС-респираторов даже подчёркивает необходимость отсутствия герметичности дыхательного контура).

Эти особенности ВЧС ИВЛ в некоторых ситуациях создают ей преимущества перед традиционной вентиляцией. В частности, они позволяют обеспечить нормальный газовый состав артериальной крови ряду больных с синдромом острого лёгочного повреждения, (СОЛП) и респираторным дистресс-синдромом (РДСВ), с эмболией легочной артерии, острым и хроническим альвеолярным отеком легкого, большими альвеолярными и бронхиальными свищами, у которых традиционная ИВЛ оказывается мало эффективной или вовсе невозможной.

При ВЧС ИВЛ существует ряд проблем, в частности, сложность регистрации таких параметров, как альвеолярное давление (autoPEEP) и торако-пульмональный комплайнс (Cst), без постоянной непрерывной регистрации которых в настоящее время невозможно обеспечить квалифицированную, адекватную клинической ситуации респираторную поддержку.

Следует подчеркнуть, что регистрация этих параметров при ВЧС ИВЛ особенно актуальна. Дело в том, что особенностью респираторной механики этого метода ИВЛ является остающийся в альвеолах после прекращения выдоха накапливаемый объем газовой смеси, что обусловливает появление и постоянное поддержание положительного давления в альвеолах (autoPEEP) и именно это давление, а не устанавливаемое врачом произвольное конечно-экспираторное давление (РЕЕР) при традиционной ИВЛ, влияет на уровень податливости (комплайнса) легочной ткани.

Регистрация альвеолярного давления осуществляется путем герметизации дыхательного контура в период экспираторной паузы. В этом случае практически мгновенно (менее чем за 0,05 с) выравнивается давление в дыхательных путях, в том числе и в альвеолах, что и регистрируется датчиком давления. Специально проведенные нами исследования показали, что при частотах 100 циклов в минуту и выше разница между средним давлением (Pmean) и альвеолярным давлением в конце выдоха (autoPEEP) составляет 0,06±0,06 см вод.ст.; M±SD (R=0.99; P=0.000), т.е. на частотах, которые наиболее часто используются при ВЧС ИВЛ, различия в величинах этих параметров практически нивелируются.

При конвективной вентиляции Pplat определяется величиной давления, которая фиксируется при отсутствии каких бы то ни было потоков в период инспираторной паузы, продолжительность которой устанавливается врачом.

При ВЧС ИВЛ, в условиях бесклапанного и постоянно соединённого с атмосферой негерметичного открытого дыхательного контура, такие расчеты будут некорректны, поскольку фаза плато отсутствует, и создать её искусственным путем невозможно. Кроме того, при ВЧС ИВЛ альвеолярное давление существенно превышает РЕЕР (по нашим данным, в 2 и более раз). Естественно, что в этих условиях использовать классическую формулу расчета комплайнса нельзя.

Выход из создавшегося положения был найден следующим образом. Нужно на кривых скорости потока и давления зафиксировать точку, которая соответствует моменту прекращения потока вдоха до возникновения начала потока выдоха (нулевой поток). Такая точка существует крайне короткое время. Она соответствует месту на кривой давления в конце инспираторной фазы дыхательного цикла в момент, когда вектор потока, меняя направление, обеспечивает нулевой поток. Эта точка условно названа "плато при высокочастотной струйной вентиляции (PplatHF)". Алгоритм регистрации потока и давления в дыхательных путях позволяет четко фиксировать эту точку. Таким путем удаётся получить величину давления для расчета комплайнса.

Феномен незавершенного выдоха и наличие autoPEEP являются основным механизмом в перераспределении (перетекании) газа из вентилируемых альвеол в спавшиеся (невентилируемые) альвеолы с высокой постоянной времени. В результате этого в течение очень короткого времени от начала ВЧС ИВЛ подавляющее число альвеол после завершения выдоха оказываются заполненными газовой смесью, что неизбежно приводит к "расходованию" эластических свойств легких и грудной клетки и, следовательно, к снижению комплайнса.

Существование этого феномена заставляет изменить взгляд на физиологическую сущность комплайнса при ВЧС ИВЛ. Снижение комплайнса при традиционной вентиляции является признаком "жесткости" легких (повышением числа невентилируемых альвеол), а снижение комплайнса при ВЧС ИВЛ свидетельствует о повышении воздушности альвеол (снижение числа невентилируемых альвеол). Следовательно, снижение комплайнса при ВЧС ИВЛ следует оценивать как положительное явление, свидетельствующее об улучшении внутрилегочного распределения газов.

Дыхательное мертвое пространство при ВЧС ИВЛ также имеет ряд важных особенностей.

При наиболее часто используемых частотах, в отличие от традиционной ИВЛ, при ВЧС ИВЛ отсутствует анатомическое мертвое пространство, а объем дыхательного мёртвого пространства (VАD) ограничивается только объёмом альвеолярного мёртвого пространства и именно он, а не объём анатомического мёртвого пространства, определяет особенности альвеолокапиллярного газообмена.

В отличие от традиционной ИВЛ, при ВЧС ИВЛ VАD содержит смесь газов с повышенным содержанием кислорода и двуокиси углерода, что не может не сказаться на изменении условий диффузии. Альвеолокапиллярное повышение градиента напряжения кислорода способствует лучшей оксигенации капиллярной крови, а снижение градиента двуокиси углерода создает потенциальную опасность возникновению гиперкапнии. Эту особенность альвеолярного газообмена необходимо учитывать при выборе режимов ВЧС ИВЛ.

В отличие от традиционной ИВЛ при ВЧС ИВЛ снижение VАD сопровождается не уменьшением, а возрастанием среднего давления. И это связано только с появлением autoPEEP, т.к. пиковое давление либо не изменяется, либо при частотах, превышающих 100 циклов в минуту, даже снижается. Такая особенность респираторной механики при ВЧС ИВЛ диктует необходимость в пересмотре оценки комплайнса как фактора, характеризующего равномерность альвеолярного распределения дыхательного газа. В отличие от традиционной ИВЛ, при ВЧС ИВЛ уменьшение комплайнса знаменует не снижение, а повышение воздушности альвеол.

* * *

Сегодня существует множество режимов искусственной и вспомогательной вентиляции лёгких, которые реализованы в различных современных "интеллектуальных" респираторах. Основные принципы переключения аппарата ИВЛ с вдоха на выдох заключаются в управляемом объёме (Volume Control Ventilation), подаваемом в дыхательные пути пациента, или же управляемом давлении (Pressure Control Ventilation), создаваемом в его дыхательных путях [3, 5, 7,11, 13, 14, 15, 18].

Все режимы вентиляции, как известно, подразделяются на принудительные, принудительно-вспомогательные и вспомогательные.

Принудительные режимы: CMV (Controlled Mecha-nical Ventilation), управляемая механическая вентиляция с управляемым объёмом. У производителей разных аппаратов этот режим может носить различные названия - IPPV (Intermittent Positive Pressure Ventilation), вентиляция с перемежающимся положительным давлением, VCV (Volume Control Ventilation) или A/C (Assist/Control), ассистируемо-управляемая вентиляция. Перед аббревиатурой, обозначающей эти режимы, может стоять буква S: (S)CMV, (S)IPPV, указывающая на возможность (именно возможность, а вовсе не обязательность) синхронизации аппаратной принудительной вентиляции с попытками самостоятельного дыхания пациента.

В рамках ИВЛ с управляемым объёмом существует режим PLV (Pressure Limited Ventilation) - режим управляемой вентиляции с ограничением пикового давления на вдохе.

При проведении ИВЛ с управляемым объёмом, особенно при проведении длительной ИВЛ у пациентов с лёгочной патологией, часто применяют положительное давление в конце выдоха (ПДКВ, или PEEP - Positive End-Expiratory Pressure) или постоянно положительное давление в дыхательных путях (ППДП, или CPAP - Continuous Positive Airway Pressure). Как уже говорилось, эти установки применяются для увеличения ФОЕ у пациента и улучшения трансальвеолярного газообмена. Выбор оптимального уровня РЕЕР или СРАР является отдельной, и очень непростой проблемой, решение которой невозможно без полноценного респираторного мониторинга. Об осложнениях и побочных действиях РЕЕР сообщалось уже в самом начале его клинического применения [19].

При проведении ИВЛ с управляемым давлением (PCV), которая более всего подходит для респираторной поддержки у больных с синдромом острого повреждения легких, возможно проведение вентиляции с обратным (инвертированным) отношением вдоха к выдоху - PCV IRV (Pressure Control Inverse Ratio Ventilation).

К режимам принудительной вентиляции можно отнести разновидность вентиляции с управляемым давлением - BIPAP (Biphasic Positive Airway Pressure), он же DuoPAP, BiLevel, BiVent, PCV+, SPAP - искусственная вентиляция лёгких с двухфазным положительным давлением в дыхательных путях, дающая пациенту осуществлять относительно свободные дыхательные движения во время поддержания в его дыхательных путях как "верхнего", так и "нижнего" уровней давления, т.е. в любую фазу аппаратного дыхательного цикла.

К принудительно-вспомогательным режимам ИВЛ относятся SIMV (Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation) - синхронизированная перемежающаяся (периодическая) принудительная вентиляция и P-SIMV (Pressure Controlled Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation), синхронизированная перемежающаяся принудительная вентиляция с управляемым давлением. Эти режимы приобрели в практике ИВЛ значительную популярность, поскольку, если это необходимо, они могут полностью обеспечить принудительную управляемую ИВЛ без переключения на другие режимы, а при нестабильной самостоятельной вентиляции они поддерживают необходимый уровень минутной вентиляции. Кроме того, эти режимы значительно лучше переносятся пациентами в сознании, чем полностью принудительные режимы, и их применение позволяет плавно проводить отлучение пациентов от ИВЛ.

Режимы вспомогательной вентиляции включают PSV (Pressure Support Ventilation), вспомогательную вентиляцию с поддержкой давлением, или ASB (Assisted Spontaneous Breathing) и PPS (Proportional Pressure Support), или PAV (Proportional Assist Ventilation) - пропорциональную поддержку давлением.

Первый из них сегодня является основным видом полностью вспомогательной вентиляции, при нём принудительные аппаратные вдохи полностью отсутствуют, частота вентиляции, продолжительность как вдоха, так и выдоха полностью от возможностей пациента, а аппарат ИВЛ, распознавая попытку вдоха, подаёт в дыхательные пути инспираторный поток, величина которого зависит от установленной скорости нарастания и уровня поддерживающего давления.

Второй режим является логическим развитием первого, и отличается от него тем, что чем большее инспираторное усилие создаёт пациент, тем больший поток и большее поддерживающее давление подаются аппаратом [15, 18].

При проведении вспомогательных режимов ИВЛ очень большое значение имеет сопротивление эндотрахеальной или трахеостомической трубки (см. выше), поскольку из-за относительно малого диаметра трубки и её высокого сопротивления давление в дыхательных путях оказывается во время вдоха значительно ниже давления в дыхательном контуре, и аппаратное поддерживающее давление просто не успевает за время вдоха компенсировать эту разницу давлений. Во избежание чрезмерной дополнительной работы дыхания со стороны пациента в современных респираторах реализован режим автоматической компенсации сопротивления интубационной трубки - ATC (Automatic Tube Compensation) или TRC (Tube Resistance Compen-sation), меняющие величину потока поддержки в зависимости от диаметра трубки [13, 14, 15].

Сравнительно новый режим ИВЛ, недавно разработанный специалистами фирмы Hamilton Medical - режим пропорциональной вспомогательной вентиляции (Proportional Assist Ventilation, PAV) и адаптивной поддерживающей вентиляции (Adaptive Support Ventilation, ASV)

Режим PAV оказывает респираторную поддержку в соответствии с измеренными характеристиками дыхательной системы пациента, в соответствии с дыхательными усилиями (попытками) пациента, основываясь на сигнале величины потока, экспираторной константе времени и величине комплайнса легких.

Другими словами, этот режим пытается максимально адаптировать работу аппарата ИВЛ к потребностям пациента.

ASV можно описать как "электронный протокол ИВЛ", который включает в себя самые новые и сложные способы измерения и алгоритмы для того, чтобы сделать ИВЛ более безопасной, простой и последовательной. Этот режим разработан для вентиляции не только пассивно, но и активно дышащих пациентов. ASV распознает спонтанную дыхательную активность и автоматически переключает аппарат между принудительной вентиляцией, контролируемой по давлению, и спонтанным дыханием с поддержкой давлением [18].

Путем мониторинга общей ЧД, спонтанной ЧД и давления на вдохе можно определить реакцию пациента на вспомогательную вентиляцию и оценить его взаимодействие с ASV в среднесрочной и долгосрочной перспективе.

* * *

Конечно, при проведении относительно коротких по времени пособий, включающих ИВЛ, у пациентов с экстрапульмональной патологией (например, плановые и экстренные оперативные вмешательства у нестарых людей без выраженной сопутствующей патологии), как правило, не требуется специального подбора параметров вентиляции, поскольку и в силу основной патологии, и в силу кратковременности ИВЛ у них не появляется серьёзных нарушений ни со стороны механических свойств, ни со стороны лёгочного газообмена и перфузии. Тем не менее, даже у этих пациентов респираторный мониторинг необходим для своевременной реакции на возможное возникновение осложнений, для предотвращения несчастных случаев.

В последние годы в литературе интенсивно обсуждается проблема респираторного обеспечения пациентов с синдромом острого повреждения лёгких (СОПЛ) и острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС). Ещё одна не решённая до конца проблема, связанная уже непосредственно с аппаратной ИВЛ - так называемая вентилятор-ассоциированная пневмония (ВАП) [3, 7, 8, 11, 12, 13, 15].

Связано это, безусловно, с успехами реаниматологии и появлением в отделениях реанимации и интенсивной терапии значительного количества пациентов, требующих многосуточной ИВЛ, с самой разнообразной тяжелейшей патологией, даже ближайшая выживаемость которых ещё десять лет назад была более чем сомнительной.

Патологический процесс в лёгочной ткани при СОПЛ и ОРДС не является гомогенным. Компьютерные томографические и морфологические исследования показывают, что интактные зоны в лёгких соседствуют с повреждёнными, спавшимися участками, в которых нарушены вентиляция, кровоток и растяжимость. С функциональной точки зрения эти повреждения подразделяются на 3 вида: полностью спавшаяся, практически нерастяжимая лёгочная ткань; коллабированная, но ещё способная к расправлению и, при определённых условиях, к наполнению воздухом лёгочная ткань и относительно хорошо растяжимая, но склонная к перераздуванию лёгочная ткань. Перераздувание связано с тем, что вентилируются именно эти участки лёгких, поэтому в них сохранён газообмен. Задачей ИВЛ является сохранение и поддержание вентиляционной способности именно этой части лёгких, что является непростой задачей - в условиях развития рестриктивной патологии (к каковой относится, собственно, СОПЛ и ОРДС) резко снижается функциональная остаточная ёмкость лёгких (ФОЕ), т.е. объём, в котором и осуществляется газообмен. И именно в этих условиях неблагоприятное воздействие ИВЛ на лёгочную ткань проявляется в наибольшей степени, может привести к баро- и волюмотравме, интерстициальным кровоизлияниям, развитию ятрогенного пневмоторакса. Наиболее повреждающей в такой ситуации является ИВЛ с контролем по объёму при подаче пациенту "нормальных" дыхательных объёмов, которые полностью поступают в небольшую часть ещё вентилируемых альвеол, идя по пути наименьшего сопротивления. Это вызывает неконтролируемый рост пикового давления (Ppeak) до опасных значений (более 45 см вод.ст.), и быстрое наступление баротравмы сохранённой вентилируемой зоны с "выключением" её из вентиляции и усугублением тяжести патологического процесса. Сегодня уже доказано, что такая вентиляция сама по себе повреждает лёгочную ткань - разрушается альвеолокапиллярная мембрана, из альвеол "выдавливается" сурфактант, развиваются гиалиновые мембраны и гранулоцитарная инфильтрация, повышается проницаемость мембран, снижается податливость. Высокое давление в таких гипервентилируемых зонах лёгких вызывает компрессию лёгочных капилляров, а это смещает лёгочный кровоток в плохо вентилируемые и невентилируемые отделы лёгких, ухудшая вентиляционно-перфузионные отношения, увеличивая внутрилёгочный шунт и усугубляя гипоксемию. Высокие концентрации кислорода, требующиеся при этом для коррекции гипоксемии (более 65%) дополнительно травмируют слизистую дистальных бронхов и бронхиол.

С современных позиций, ИВЛ с управляемым объёмом с принудительной подачей относительно больших (более 9 мл•кг-1) является неприемлемой при наличии у пациента рестриктивной патологии [4, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 15, 17, 18].


Основные принципиальные положения "безопасной" ИВЛ известны:
• Ppeak < 35 см вод.ст.;
• VT в пределах 6-8 мл•кг-1;
• FiO2 < 0,6;
• "Оптимальный" уровень РЕЕР;
• Скорость пикового инспираторного потока 40-70 л•мин-1.

Важнейшей задачей ИВЛ при СОЛП и ОРДС является вовлечение в газообмен коллабированных участков лёгочной ткани ("расправление" не полностью спавшихся альвеол), единственного резерва, за счёт которого возможно увеличение ФОЕ. Но "раскрытие" потенциально вентилируемых альвеол далеко не исчерпывает поставленной задачи, необходимо не допустить их повторного спадения на выдохе, поскольку перемежающееся "открытие" и "закрытие" альвеол препятствует регенерации и, более того, усугубляет патологию лёгочной ткани. Эту задачу возможно решить только с применением ИВЛ с управляемым давлением и поддержанием необходимого уровня РЕЕР. Такая вентиляция не только увеличивает ФОЕ, но и приводит к улучшению вентиляционно-перфузионных отношений, улучшению кровообращения в альвеолах и восстановлению сурфактанта, уменьшению отёка альвеолокапиллярной мембраны и лёгочного интерстиция, уменьшению степени воспаления и улучшению оксигенации крови без применения "опасных" величин FiO2. [13, 15]

Хорошо известно, что не только непосредственно патология лёгких, но и любая тяжёлая внелёгочная патология вызывает развитие СОПЛ и ОРДС, требующих длительной и достаточно "агрессивной" искусственной вентиляции лёгких, а длительная ИВЛ почти неизбежно сопряжена с ВАП [7, 8, 12, 13, 15].

Именно осуществление длительной грамотной, современной, адекватной респираторной поддержки этим пациентам, дающее им шанс на выздоровление, требует сугубого респираторного мониторинга, который обеспечит правильный выбор метода вентиляции и подбор параметров с тем, чтобы ИВЛ оказалась максимально эффективной и вызывала минимум побочных неблагоприятных эффектов (задержка жидкости, увеличение содержания внесосудистой воды в лёгких, снижение венозного возврата и уменьшение сердечного выброса, появление или усугубление лёгочной гипертензии, "вентиляционные" невриты, гиповентиляционные дисковидные ателектазы, баро- и волюмотравма лёгких, гипервентиляция с развитием патологии ЦНС и т.д.) [3, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 15, 17].

В настоящее время при проведении респираторной поддержки пациентам с СОЛП и ОРДС существует два подхода, две стратегии лечения. Это концепция "открытого лёгкого" (Open Lung Concept) и стратегия защиты лёгких (Lung Protective Strategy), или "протективная" вентиляция [7, 8, 13, 15].

Каждая стратегия имеет своих приверженцев и сторонников, эффективность каждой подтверждена десятками и сотнями серьёзных исследований, но само существование двух принципиально различных подходов и выбор метода лечения в зависимости от личных (и не всегда научных) предпочтений врача свидетельствует о том, что универсального, патогенетически и физиологически обоснованного метода респираторной терапии, объединяющего сильные стороны каждого из предлагаемых, сегодня пока ещё не найдено.

Подробно методологические и технические тонкости каждого метода изложены в соответствующих источниках и руководствах по респираторной терапии [7, 8, 11, 13, 14, 15], мы же охарактеризуем их лишь в общих чертах, отметив только наиболее существенные и частые побочные эффекты.

Вкратце, суть каждого метода такова.


Концепция "открытого лёгкого"

предполагает форсированное раскрытие (recruitment, манёвр открытия) и дальнейшее поддержание в раскрытом состоянии всех нефункционирующих альвеол, которые к началу ИВЛ не повреждены необратимо. Эта концепция требует наращивания параметров давления и объёма.

Последствия реализации концепции "открытого лёгкого":

• Очень высокое трансмуральное давление, значительно влияющее на показатели сердечного выброса, ухудшающее лимфатический дренаж лёгких, увеличение содержания внесосудистой воды в лёгких.

• Увеличение альвеолярного мёртвого пространства за счёт многократного перераздувания наиболее податливых альвеол.

• Ухудшение и провоцирование повреждения лёгких вследствие гипервентиляции, гипокапнии, респираторного алкалоза, вымывания сурфактанта из альвеол и нарушения его синтеза.

• Ухудшение механических свойств лёгких.


Стратегия защиты лёгких ("протективная ИВЛ")

предусматривает ограничение объёма вдоха, пикового давления на вдохе и давления в конце выдоха с целью обеспечения наибольшей безопасности для повреждённых альвеол, поддержание "допустимой" (permissive) гиперкапнии.

Последствия реализации стратегии защиты лёгких:

• Опасность увеличения мозгового кровотока, возникновения внутричерепной гипертензии;

• Опасность развития лёгочной гипертензии и гипоксической вазоконстрикции;

• Сохранение или увеличение внутрилёгочного шунта; формирование дисковидных ателектазов;

• Опасность развития "незамеченной" гипоксии, системного тяжёлого респираторного ацидоза;

• Ухудшение механических свойств лёгких.

Применение любого из приведённых выше методов респираторной терапии, без сомнения, невозможно и заранее обречено на неудачу без полноценного респираторного мониторинга и постоянной оценки изменений механических свойств лёгких и состояния лёгочного газообмена для своевременной коррекции параметров аппаратной вентиляции и предотвращения тяжёлых, если не фатальных осложнений, связанных с ИВЛ (рис. 6-8) [13, 15].

Кривые объём-давление при различной величине комплайнса и изменение кривой при развитии ОПЛ/ОРДС

Рис. 6. Кривые объём-давление при различной величине комплайнса и изменение кривой при развитии ОПЛ/ОРДС (по О.Е. Сатишуру, 2006 г.).



Кривые объём-давление при разных уровнях РЕЕР

Рис. 7. Кривые объём-давление при разных уровнях РЕЕР (по О.Е. Сатишуру, 2006 г.).



Кривые объём-давление при высоком сопротивлении дыхательных путей и перераздувании лёгких

Рис. 8. Кривые объём-давление при высоком сопротивлении дыхательных путей (слева) и перераздувании лёгких (справа) [по О.Е. Сатишуру, 2006 г.].



Тем не менее, у пациентов с СОЛП и ОРДС эти особенности следует рассматривать как вполне приемлемую цену за жизненно необходимое пациенту вмешательство. Кроме того, говорить о влиянии вентиляции на комплайнс и аэродинамическое сопротивление можно только в контексте исходного состояния лёгких и задач респираторной поддержки в каждом конкретном случае [13].

Чрезвычайно перспективным представляется применение у таких пациентов высокочастотной струйной вентиляции лёгких (ВЧС ИВЛ), совмещающей в себе, в силу особенностей физиологии струйной вентиляции, преимущества обеих концепций, нивелируя при этом присущие каждому методу недостатки [4, 5, 13].

Основные особенности ВЧС ИВЛ представляются в следующем виде.

Наличие накапливаемого объёма вследствие незавершённости выдоха, малые дыхательные объёмы (VT 7 2 мл•кг-1), резкое возрастание доли коллатеральной вентиляции и роли пендельлюфта в межрегиональном перераспределении дыхательного газа, выравнивание вентиляционно-перфузионных отношений и, вследствие этого, поддержание лёгких даже во время выдоха в "открытом" состоянии.

Контролируемые, гибко и тонко регулируемые величины пикового давления (PIP) и альвеолярного давления конца выдоха (autoPEEP) в сочетании с низким средним давлением (Pmean), не вызывающим гемодинамических нарушений.

Уменьшение в процессе ВЧС ИВЛ содержания внесосудистой воды в лёгких, наличие в инспираторном газе углекислоты (PiCO2), нивелирующей в известной мере возможное повреждающее действие высоких величин FIO2 на границе "безопасного" уровня и способствующее, в числе прочего, восстановлению сурфактанта [8, 13].

Отсутствие необходимости в принятии специальных мер для синхронизации пациента с респиратором, возможность применения режимов вентиляции с инвертированным соотношением I:E, возможность эмуляции практически всех современных режимов вспомогательной ИВЛ по мере необходимости, возможность применения аэрозольной терапии без дополнительных технических ухищрений.

Значительное, быстрое и стойкое улучшение оксигенации (SaO2) даже при наличии тяжёлого лёгочного повреждения и "выключении" из вентиляции большой части дыхательной поверхности.

Все это является весомыми аргументами в пользу превентивного, раннего или даже основного применения именно этого вида ИВЛ при развитии СОЛП и ОРДС.

В этом нас убеждает собственный опыт применения ВЧС ИВЛ у пациентов, перенесших операции на лёгких, кроме значительных по объёму резекций лёгочной ткани, в том числе и пульмонэктомии, с разнообразной тяжёлой сопутствующей патологией (ХОБЛ, ИБС, SIRS), сочетавшиеся с массивными и сверхмассивными кровопотерями, требующими соответствующего крововозмещения (до 0,8 - 1,3 ОЦК).

Раннее применение ВЧС ИВЛ чаще всего позволяло избежать развития ОРДС, а при неизбежности его развития - проводить адекватную респираторную поддержку в течение любого необходимого времени (по нашему опыту - от 5 до 28 суток непрерывно) и значительно сокращать тяжесть и продолжительность течения процесса при поврежденных лёгких.

Подводя итог обсуждению проблем респираторного мониторинга, можно сделать совершенно определённый вывод: чем более тяжёлая патология вызвала необходимость в проведении респираторной поддержки, чем более тонкая и сложная регулировка и подбор параметров вентиляции требуется для достижения приемлемого баланса между эффективностью и безопасностью ИВЛ, тем большее количество параметров вентиляции должно подлежать мониторингу и всесторонней тщательной оценке их врачом реаниматологом.




Библиография

1. Адроге Г.Дж., Тобин М.Дж. Дыхательная недостаточность. Перевод Кассиля В.Л. - М.: Медицина, 2003. - 528 с.: ил.

2. Зильбер А.П. Этюды респираторной медицины. - М.: "МЕДпресс-информ", 2007. - 792 с.: ил.

3. Зильбер А.П. Респираторная медицина. "Этюды критической медицины", т.2. - Петрозаводск: Издательство ПГУ, 1996. - 488 с.: ил.

4. Зильбер А.П. Дыхательная недостаточность. (Руководство для врачей). - М.: Медицина, 1989. - 512 с.: ил.

5. Зильбер А.П., Шурыгин И.А. Высокочастотная вентиляция лёгких. - Петрозаводск: Издательство ПГУ, 1993. - 162 с.: ил.

6. Зислин Б.Д., Чистяков А.В. Мониторинг дыхания и гемодинамики при критических состояниях. - Екатеринбург: Сократ, 2006. - 336 с.: ил.

7. Кассиль В.Л., Выжигина М.А., Лескин Г.С. Искусственная и вспомогательная вентиляция лёгких. - М.: Медицина, 2004. - 480 с.: ил.

8. Кассиль В.Л., Золотокрылина Е.С. Острый респираторный дистресс-синдром. - М.: Медицина, 2003. - 224 с.: ил.

9. Кассиль В.Л. Искусственная вентиляция лёгких в интенсивной терапии. - М.: Медицина, 1987. - 256 с.: ил.

10. Корячкин В.А., Страшнов В.И., Чуфаров В.Н. Клинические, функциональные и лабораторные тесты в анестезиологии и интенсивной терапии. - СПб медицинское издательство, 2004. - 304 с.: ил.

11. Марини Джон Дж., Уилер Артур П. Медицина критических состояний: пер. с англ. - М.: Медицина, 2002. - 992 с.: ил.

12. Марино П.Л. Интенсивная терапия: пер. с англ. Доп.//гл. ред. А.И.Мартынов. - М.: ГОЭТАР МЕДИЦИНА, 1988. - 639 с.: ил.

13. Лебединский К.М., Мазурок В.А., Нефёдов А.В. Основы респираторной поддержки - краткое руководство для врачей. - СПб, 2005. - 170 с.: ил.

14. Левит А.Л., Альбокринов А.А., Савельев О.Н. Искусственная вентиляция лёгких: цели, методы, аппаратура. - Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2002. - 70 с.: ил.

15. Сатишур О.Е. Механическая вентиляция лёгких. - М.: Медицинская литература, 2006. - 352 с.: ил.

16. Старшов А.М., Смирнов И.В. Спирография для профессионалов. Методика и техника исследования функций внешнего дыхания. - М.: "Познавательная книга пресс", 2003. - 77 с.: ил.

17. Шурыгин И.А. Мониторинг дыхания: пульсоксиметрия, капнография, оксиметрия. - СПб.: "Невский Диалект"; М.: "Издательство БИНОМ", 2000. - 301 с.: ил.

18. Marc WYSOCKI, Robert CAMPBELL, Новые режимы ИВЛ. Режим пропорционального вспоможения (Proportional Assist Ventilation), Адаптивная поддерживающая вентиляция (Adaptive Support Ventilation), Умный Уход (SmartCare). HAMILTON MEDICAL AG (Switzerland); USA and Canada Clinical Development, 2007. - 23 с.: ил.

19. Nunn J.F. Positive end-expiratory pressure. - Int. Anesth. Clin., 1984, 22, № 4. - 149-164.




Похожие статьи :