СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОДХОДОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ У ПАЦИЕНТОВ С ТЯЖЕЛОЙ ПНЕВМОНИЕЙ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОДХОДОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ У ПАЦИЕНТОВ С ТЯЖЕЛОЙ ПНЕВМОНИЕЙ

Научная статья

Омаров Т.С.¹, Мустафин Р.А.^2, *, Бакиров А.Ж.³, Югай Л.А.⁴

¹ ORCID: 0000-0003-1255-9111;

² ORCID: 0000-0001-9781-1093;

³ ORCID: 0000-0003-2767-7188;

^{1, 2, 3, 4} НАО «Медицинский университет Караганды», Караганда, Республика Казахстан

* Корреспондирующий автор (rusmustafin21[at]gmail.com)

Аннотация

В статье приведен анализ динамики величин респираторных паттернов у пациентов с тяжелой пневмонией. Определена комбинация дыхательных параметров у данной группы пациентов, способствующая созданию комфортных условий и поддержанию газового состава крови в период респираторной поддержки. Проанализирована динамика газового состава крови при поэтапном переводе пациентов данного профиля на самостоятельное дыхание. В работе сделаны акценты на постепенное снижение FiO2 (фракционной концентрации во вдыхаемой смеси) для профилактики развития гипоксемии и предупреждения истощения дыхательной мускулатуры на всем протяжении проведения вспомогательной вентиляции легких.

Ключевые слова: рестриктивные нарушения, вспомогательная вентиляция легких, пневмония, респираторные паттерны, газовый состав крови.

IMPROVING APPROACHES IN CARRYING OUT ASSISTED VENTILATION IN PATIENTS WITH HEAVY PNEUMONIA

Research article

Omarov T.S.¹, Mustafin P.A.^2, *, Bakirov A.Zh.³, Yugai L.A.⁴

¹ ORCID: 0000-0003-1255-9111;

² ORCID: 0000-0001-9781-1093;

³ ORCID: 0000-0003-2767-7188;

^{1, 2, 3, 4} A resident of the "Anesthesiology and Resuscitation incl. Children's" specialty, NJSC "Medical University of Karaganda," Karaganda, The Republic of Kazakhstan

* Corresponding author (rusmustafin21[at]gmail.com)

Abstract

The article presents an analysis of the dynamics of respiratory pattern sizes in patients with severe pneumonia. The combination of respiratory parameters in this group of patients has been determined, contributing to the ensuring comfortable conditions and the maintenance of blood gas composition during the period of respiratory support. The dynamics of blood gas composition was analyzed during the phased transfer of patients of this profile to independent breathing. The work focuses on the gradual decrease in FiO2 (fractional concentration in the inhaled mixture) to prevent the development of hypoxemia and prevent exhaustion of the respiratory muscles throughout the duration of assisted ventilation.

Keywords: restrictive disorders, assisted ventilation, pneumonia, respiratory patterns, blood gas composition.

Введение

Проведение вспомогательной респираторной поддержки пациентам с нарушенной рестриктивной функцией легких обусловлена необходимостью создания оптимального значения кислородной ёмкости крови и комфортных условий вентиляции в течение периода несостоятельности функции внешнего дыхания пациента. [1], [2]

Данный подход в интенсивной терапии диктует необходимость постоянного присутствия врача и непрерывной коррекции значений респираторных паттернов, обеспечивающих адекватный газообмен и вентиляцию легких.

Важность указанного момента связана с необходимостью непрерывного контроля скорости диффузии углекислого газа и кислорода в легких, являющихся основными составляющими элементами внешнего дыхания. [3], [6]

Сущность проблемы заключается в нарушенной проницаемости альвеолярно-капиллярной мембраны в связи с патологическим процессом, затрудняющим диффузию кислорода в кровь легочных капилляров и, в меньшей степени, элиминацию углекислоты. Последняя, обладая большей диффузионной способностью, обеспечивает непрерывную стимуляцию дыхательного центра, формируя постоянную стимуляцию вдоха. [3], [6]

Тем не менее, попытки активизации самостоятельного дыхания у пациентов с рестриктивными нарушениями путем снижения величины дыхательного и минутного объема вентиляции с целью создания гиперкапнии и, как, следовательно, дополнительной стимуляции дыхательного центра, приводят к развитию гипоксемии и гипоксии, негативно влияющих на функции всех органов и систем организма. [8], [9], [10]

Учитывая данный факт, акценты при проведении вспомогательной вентиляции легких должны быть расставлены на создании и поддержании тех значений респираторных паттернов, которые обеспечивают оптимальный градиент давлений в альвеолярном пространстве, плевральной полости и легочных капиллярах для адекватного расправления легких и эффективного газообмена и предотвращения шунтирования крови в легких «справа-налево». [3], [6], [7]

Независимо от режима вентиляции легких и фракционной концентрации кислорода на вдохе (FiO2), основными предикторами тяжести рестриктивной патологии остаются комплайнс или растяжимость легочной ткани, индекс оксигенации крови, пиковое давление вдоха и показатели капнографии, как ключевого показателя эффективности респираторной поддержки [1], [2], [3].

Косвенным параметром глубины нарушений рестриктивного характера может служить и уровень спонтанного положительного давления в конце выдоха (аутоПДКВ), увеличивающегося по мере нарастания «тяжести» легких за счет более быстрого их спадения и сдавления терминальных бронхиол на выдохе. [3], [7]

Являясь отражением и нарушений обструктивного характера вентиляции, данный показатель в совокупности динамики результатов вентиляционной функции легких предопределяет тяжесть и глубину нарушений вентиляционно-перфузионного соотношения и может служить своеобразным критерием эффективности проводимой вентиляционной поддержки. [3], [5], [7]

С учетом вышеизложенного, целью работы явилось определение комбинации респираторных паттернов и их величин для создания комфортных условий и достижения оптимального газового состава крови при проведении вспомогательной вентиляции легких пациентам с тяжелой формой пневмонии.

Материал и методы

Проанализирована динамика величин регулируемых параметров дыхания при проведении вспомогательной вентиляции легких (ВВЛ) и субъективной оценки их влияния на функцию внешнего дыхания у 12 пациентов (возраст 48,1±14,9 лет) с двусторонней внебольничной пневмонией тяжелой степени, осложненной дыхательной недостаточностью, потребовавшей проведения искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Все пациенты поступили в стационар на 3-5 сутки от момента развития явлений пневмонии, как осложнения острой респираторной вирусной инфекции.

Необходимость проведения принудительной вентиляции легких имела место в первый час госпитализации в отделение интенсивной терапии и была обусловлена как клиническими проявлениями – тахипноэ свыше 30 в мин, бледность, влажность кожного покрова, цианоз губ, ногтевых лож, так и результатами исследования кислотно-щелочного состава крови – отмечали декомпенсированный респираторный (n=9) и смешанный ацидоз (n=3), снижение сатурации артериальной крови (SaO2) ниже 80%.

Нарушение газового состава крови у 8 больных сопровождалось истощением функции внешнего дыхания, выражавшейся в участии в акте дыхания вспомогательной мускулатуры, тенденции к бради- и олигопноэ.

Принудительная ИВЛ всем больным проводилась с параметрами нормовентиляции, согласно расчетам относительно постоянной массе тела в режиме SIMV (синхронизированная перемежающаяся вентиляция легких) аппаратом Monnal T75 в течение 72,2±26,8 часов в связи с несостоятельностью самостоятельного дыхания и неэффективности перевода на вспомогательную вентиляцию легких.

По мере нивелирования рестриктивных нарушений со стороны легочной ткани и уменьшения её отека, регресса дыхательных нарушений, всех больных переводили на режим PSIMV (контроль по объему с поддержкой давлением), как режима вспомогательной вентиляции легких (ВВЛ). [4,9,10]

Выбор данного режима с контролем по давлению являлся целенаправленным и был ориентирован, как на метод, признанный наиболее оптимальным при отлучении пациентов от длительной принудительной вентиляции легких.

Режим PSIMV позволял адаптировать к спонтанному дыханию пациентов стандартные настройки дыхательных параметров в пределах величин номограмм для адекватной вентиляции легких даже в случае истощения дыхательной мускулатуры пациентов. Иными словами, все изменения величин дыхательных паттернов по отношению к субъективным ощущениям пациентов, находились в пределах физиологических значений.

Для оценки эффективности настройки управляемых параметров вентиляции во внимание принимались дыхательный объем (ДО), давление поддержки на вдохе (Psupp), скорость инспираторного потока (Vинсп), уровень положительного давления в конце выдоха (ПДКВ), соотношение продолжительности вдоха/выдоха (I:E), чувствительность триггера по потоку, фракционная концентрация кислорода во вдыхаемой смеси (FiO2), частота дыхания (ЧД).

Критериями эффективного подбора целевых параметров дыхания в период их установки и коррекции считалось удовлетворенность пациента относительно комфортности его ощущений и сохранение оптимальных значений газового состава крови – парциальное давление кислорода (РаО2) и углекислого газа (РаСО2) в артериальной крови, рН крови. [7], [8], [9]

Следует указать, что субъективными критериями комфорта со стороны пациента при подборе/изменении параметров вентиляционной поддержки считали возможность выполнения полноценного вдоха пациентом, совпадение попытки спонтанного вдоха и подачи кислородо-воздушной смеси респиратором (функция триггера), обеспечение полноценного выдоха без создания респиратором существенных усилий (уровень ПДКВ).

Анализ газового состава крови осуществляли, в среднем, каждые 5-6 часов, в зависимости от тяжести дыхательных расстройств.

Момент окончания медикаментозной синхронизации пациента с респиратором и начала вспомогательной вентиляции легких отражался в виде появления единичных, но достаточно полноценных активных вдоха больного, отражающих готовность применения режима вспомогательной вентиляции легких. Длительность непосредственно вспомогательной респираторной поддержки находилась в пределах 82,9±10,8 часа (n=10), у двоих больных период поэтапного восстановления самостоятельного дыхания происходил в течение одного месяца.

Следует подчеркнуть, что одним из основных условий для подбора и оценки оптимальности значений респираторных паттернов являлось постоянное поддержание свободной проходимости дыхательных путей посредством своевременного проведения лаважа трахеобронхиального дерева и/или замены эндотрахеальной трубки.

Десяти больным, учитывая длительность проведения респираторной поддержки, на четвертые сутки проведения вентиляционной поддержки наложена трахеостома для облегчения санации нижних дыхательных путей.

В целом, помимо респираторного протезирования самостоятельного дыхания пациентов, интенсивная терапия воспалительного процесса в легких в обязательном порядке включала в первые трое суток применение антимикробных препаратов широкого спектра до выявления возбудителя из мокроты или промывных вод бронхиального дерева, муколитики, использование бронхолитиков через небулайзер респиратора, антипиретики. Особое внимание уделялось выполнению постурального дренажа и соблюдению волемического статуса с максимально возможным ограничением внутривенно вводимой жидкости и преобладанием энтерального восполнения.

Результаты и обсуждение

К моменту начала вспомогательной вентиляции легких все пациенты находились в ясном сознании (окончание медикаментозной синхронизации с респиратором), что позволило в достаточной мере оценивать комфортность условий при регуляции параметров ВВЛ. Начальная установка респираторных паттернов существенно не отличалась от исходных значений принудительной вентиляции с целью плавного и ненавязчивого перехода к самостоятельному дыханию. Указанные величины составили – ДО 0,54±0,03 л, Psupp 19,8±2,3 см вод.ст., ЧД 14,0±0,9/мин, триггер 3-4 л/мин, уровень ПДКВ 5,0±0,4 см вод.ст., скорость инспираторного потока – 68,5±6,5 л/мин.  Концентрация кислорода во вдыхаемой смеси первоначально не изменялась (0,4-0,45) во избежание развития гипоксемии при начинающейся активизации самостоятельного дыхания больных. Газовый состав крови к этому моменту отражал оптимальный уровень оксигенации крови и элиминации углекислоты: РаО2 92,7±8,5 мм рт.ст., РаСО2 43,6±5,7 мм рт.ст., рН крови 7,38±0,01.

Приведенная методика преследовала целью создание постепенного доминирования самостоятельного дыхания больных, активизации пациентов, при уменьшении внешней поддержки со стороны респиратора.

Данный подход ни в одном случае не сопровождался выраженным дискомфортом со стороны пациентов в связи с чем указанные настройки респираторных паттернов сохранялись в течение 24-32 часов (n=10).

В дальнейшем  проводили более «активную» и, в то же время, постепенную активизацию дыхания больных, как самостоятельного процесса. Этап заключался в ступенчатом уменьшении Psupp на 2 см вод.ст., аппаратной ЧД на 1/мин, ДО на 7-8% от предыдущего значения, увеличении чувствительности триггера на 1-2 л/мин при сохраняющемся аппаратном соотношении I:Е 1:2 (2,5). Концентрация кислорода во вдыхаемой смеси уменьшалась незначительно – на 2-3%, так как существенное её снижение, параллельно изменениям настроек дыхательных параметров, сопровождалось грубым ощущением дискомфорта у пациентов и отчетливым истощением самостоятельного дыхания в течение 5–10 мин.

Газовый состав крови при этом отражался в виде значений РаО2 90,1±4,8 мм рт.ст., РаСО2 43,4±3,3 мм рт.ст., рН крови 7,37±0,04.

При достижении относительно комфортных условий со стороны больного дальнейшая ВВЛ продолжалась в течение 19-28 часов (n=10), после чего продолжалось снижение Рsupp на 1-2 см вод.ст., аппаратной ЧД на 1-2/мин, ДО на 5-6% от последнего изменения. Значение триггера по потоку не изменялось, но увеличивался уровень ПДКВ на 1-2 см вод.ст. (повышение свыше 2-3 см вод.ст. вызывало быстрый и грубый дискомфорт спонтанного дыхания) для стимуляции дыхательных мышц и восстановления их тонуса [3], [6], [7].

Приведенные изменения настроек ВВЛ продолжались в течение 14-23 часов (n=10) с постоянной коррекцией регулируемых параметров в пределах комфортности больного.

Следует указать, что приведенные временные промежутки изменения настроек дыхательных параметров основывались на возможности пациентов поддерживать свой темп и ритм дыхания в течение указанного времени. Попытки со стороны врача уменьшить данный временной промежуток не сопровождались возможностью пациентов поддерживать измененные настройки респиратора в течение 10-15 минут, что требовало продолжения вентиляции в настроенных ранее параметрах.

У двоих пациентов переход на ВВЛ осложнялся сохранением явлений рестриктивных нарушений и стойкой дыхательной недостаточностью, как по цифровым параметрам респиратора, так и по результатам инструментального обследования, в связи с чем восстановление самостоятельного дыхания заняло период 25 и 32 дня соответственно по истечении которого больные были успешно экстубированы.

На протяжении всего времени проведения ВВЛ и уменьшения её доли в поддержании спонтанного дыхания пациентов после перевода на режим СРАР (n=12), принципиальным моментом являлось сохранение высокой скорости инспираторного потока – 70,5±9,4 л/мин, что позволяло поддерживать достаточную воздухонаполненность легких при постепенном уменьшении Psupp. Тем не менее, снижение FiO2 с момента перевода пациентов на режим СРАР производилось постепенно – с 0,4-0,35 до 0,25-0,21 – в течение 16-20 часов.

При сохранении адекватной самостоятельной вентиляции в режиме СРАР на протяжении 16,1±10,2 часов при уменьшении FiO2 до 0,21 и скорости инспираторного потока до 45,0±50 л/мин больных полностью разобщали с респиратором и, при сохранении оптимальных показателей газового состава крови, через 2-3 часа производили экстубацию трахеи. Полное отлучение пациентов от респиратора и дыхание атмосферным воздухом сопровождалось значениями РаО2 82,2±3,6 мм рт.ст., РаСО2 45,1±2,2 мм рт. ст., рН крови 7,36±0,01.

Таким образом, к моменту полного разобщения с респираторной поддержкой, значения газового состава крови носили референтный характер,  дыхание через эндотрахеальную трубку не сопровождалось нарастанием гипоксемии и гиперкапнии, что позволило сохранить адекватность спонтанной вентиляции.

После экстубации трахеи осуществлялся непрерывный мониторинг функции внешнего дыхания, включая газовый состав крови, с интервалом 4 часа в течение 24 часов. Результаты  такой обсервации свидетельствовали о развитии временной компенсированной дыхательной недостаточности в виде снижения РаО2 до 77,1±6,9 мм рт.ст. и повышения РаСО2 до 46,8±4,3 мм рт.ст., без сдвигов в кислотно-щелочном состоянии крови (n=8), что потребовало проведения сеансов оксигенотерапии в течение 15-19 часов (скорость увлаженного кислорода 3-4 л/мин). Данная тактика позволила полностью нивелировать указанные сдвиги в поствентиляционном периоде по истечении указанного времени и обеспечить пациентам спонтанное адекватное дыхание атмосферным воздухом.

Выводы

1. Основными регулируемыми респираторными паттернами, обеспечивающими адаптацию и дальнейшее отлучение пациентов с тяжелой пневмонией от вспомогательной вентиляционной поддержки, являются: давление поддержки, частота дыхания, дыхательный объем, уровень ПДКВ, а также скорость инспираторного потока при переводе пациентов в режим самостоятельного дыхания.
2. Быстрое снижение фракционной концентрации кислорода во вдыхаемой смеси на этапе проведения вспомогательной вентиляции легких у пациентов с пневмонией, как правило, сопряжено с более быстрым истощением дыхательной мускулатуры в процессе восстановления самостоятельного дыхания и требует возвращения более высоких уровней поддержки давлением или объемом вспомогательной вентиляции.
3. Для успешного восстановления спонтанного дыхания у пациентов с тяжелой пневмонией и дальнейшего отлучения от вспомогательной вентиляции представляется целесообразным постепенное снижение фракционной концентрации кислорода во вдыхаемой смеси при сохранении высокой скорости инспираторного потока и чувствительности триггера.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Интенсивная терапия. Национальное руководство. Краткое издание: руководство / под ред.: Б. Р. Гельфанда, А. И. Салтанова. -М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 800 с.
2. Пульмонология: национальное руководство: краткое издание / ред. А. Г. Чучалин. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 800 с.
3. Руководство по респираторной медицине: руководство / Н. Мэскел, Э. Миллар.- М. : ГЭОТАР-Медиа, 2014. – 600 с.
4. Горячев А.С. Основы ИВЛ. Руководство для врачей / А.С. Горячев, И.А. Савин.. 7-е издание. -"НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН", 2017.-260 с.
5. Графический мониторинг респираторной поддержки: руководство для врачей / А. И. Грицан, А. П. Колесниченко. - СПб.: СпецЛит, 2007. - 103 с
6. Патофизиология легких: монография / М. А. Гриппи; пер. Ю. М. Шапкайц; ред. Ю. В. Наточин. - 2-е изд., испр. - М.: БИНОМ, 2015. - 304 с.
7. Лебединский K.M. Основы респираторной поддержки / K.M. Лебединский, K.M. Мазурок, A.B. Нефедов. СПб.: Человек, 2008. — 208 с.
8. Аверьянов А. В. Современные принципы ведения больных с тяжелой внебольничной пневмонией / А. В. Аверьянов // Consilium medicum. Болезни органов дыхания. — 2009. — № 1. — С. 21—26.
9. Мороз В.В. Респираторная поддержка в безопасном режиме при нозокомиальной пневмонии. Общая реаниматология / Мороз В.В., Кузовлев А.Н., Голубев А.М., и др. 2015;11(2):6-17. doi:10.15360/1813-9779-2015-2-6-17
10. Светлицкая О.И. Респираторная поддержка пациентов с острым повреждением легких Новости хирургии / Светлицкая О.И., Канус И.И., vol. 22, no. 4, 2014, pp. 474-480.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Intensivnaja terapija. Nacional'noe rukovodstvo. Kratkoe izdanie: rukovodstvo [Intensive care. National guide. Short edition] / pod red. [edited by]: B. R. Gel'fanda, A. I. Saltanova. -M.: GJeOTAR-Media, 2013. – 800 p. [in Russian]
2. Pul'monologija: nacional'noe rukovodstvo: kratkoe izdanie [Pulmonology: national guide] / red. [edited by] A. G. Chuchalin. - M.: GJeOTAR-Media, 2014. - 800 p. [in Russian]
3. Rukovodstvo po respiratornoj medicine: rukovodstvo [Guide for respiratory medicine] / N. Mjeskel, Je. Millar- M.: GJeOTAR-Media, 2014. – 600 p. [in Russian]
4. Osnovy IVL. Rukovodstvo dlja vrachej. 7-e izdanie. [Mechanical ventilation basics. Guide for physicians. 7th edition] A.S. Gorjachev, I.A. Savin. "NII nejrohirurgii im. akad. N.N. Burdenko RAMN", 2017. -260 p. [in Russian]
5. Graficheskij monitoring respiratornoj podderzhki: rukovodstvo dlja vrachej [Graphic monitoring of respiratory support: guide for physicians] / A. I. Grican, A. P. Kolesnichenko. - SPb.: SpecLit, 2007. - 103 p. [in Russian]
6. Patofiziologija legkih: monografija [Lungs pathophysiology: monograph]/ M. A. Grippi; per. Ju. M. Shapkajc; [edited by] red. Ju. V. Natochin. [2nd edition]- 2-e izd., ispr. - M.: BINOM, 2015. - 304 p. [in Russian]
7. Osnovy respiratornoj podderzhki [Respiratory support basics] / K.M. Lebedinskij, K.M. Mazurok, A.B. Nefedov. SPb.: Chelovek, 2008. — 208 p. [in Russian]
8. Aver'janov A. V. Sovremennye principy vedenija bol'nyh s tjazheloj vnebol'nichnoj pnevmoniej [Modern principles of severe pneumonia cases management] / A. V. Aver'janov // Consilium medicum. Bolezni organov dyhanija. — 2009. — № 1. — P. 21—26. [in Russian]
9. Moroz V.V. Respiratornaja podderzhka v bezopasnom rezhime pri nozokomial'noj pnevmonii. [SAFETY-MODE RESPIRATORY SUPPORT IN NOSOCOMIAL PNEUMONIA] / Moroz V.V. Obshhaja reanimatologija. 2015;11(2): p.6-17. [in Russian]
10. Svetlickaja O.I. Respiratornaja podderzhka pacientov s ostrym povrezhdeniem legkih [Respiratory support of patients with acute lung injuries] / Svetlickaja O.I., Kanus I.I. Novosti hirurgii, vol. 22, no. 4, 2014, pp. 474-480. [in Russian]