Аппарат сочетанной высокочастотной ИВЛ TwinStream

Rossegger P., prof. (Carl Reiner GmbH, Вена, Австрия), Борисова Е.А., к.м.н. (ООО «Стормовъ», Москва, Россия).

История вопроса

В условиях современной медицины проведение большинства оперативных вмешательств невозможно без использования искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Эндоларингеальная хирургия предъявляет дополнительные требования к методам вентиляции.

По частоте дыхательных циклов, создаваемых аппаратом ИВЛ, вентиляция легких подразделяется на нормочастотную (с частотой менее 60 в мин) и высокочастотную (с частотой более 60 в мин, или 1 Гц) [1, 2]. К нормочастотной (НЧ) вентиляции относится традиционная объемная ИВЛ, осуществляемая по закрытому (герметичному) дыхательному контуру при помощи интубационной трубки (ИТ) или ларингеальной маски. Такая вентиляция обеспечивает адекватный газообмен, позволяет осуществлять хороший газовый мониторинг, может проводиться на протяжении длительного периода времени, но в условиях ларингоскопической хирургии обладает рядом недостатков, связанных с нахождением ИТ в зоне оперативного вмешательства:

• ограничение визуализации операционного поля;
• ограничение манипуляций хирурга;
• опасность ожоговой травмы при использовании лазера;
• необходимость плановой предоперационной трахеотомии в некоторых случаях (например, при выраженном стенозе трахеи);
• возможность повреждения ИТ с разгерметизацией контура, приводящей к неадекватной вентиляции.

Использование струйной высокочастотной (ВЧ) вентиляции при помощи катетера малого диаметра при открытом дыхательном контуре также обладает рядом недостатков:

• риск скручивания, перегибов катетера малого диаметра;
• опасность возгорания, расплавления катетера при использовании лазерной техники;
• риск баротравмы при значительных стенозах (катетер препятствует выдоху, перекрывая суженный просвет);
• ограничение визуализации и манипуляций в рабочей зоне;
• ограничение по времени за счет неадекватного газообмена, приводящего к гиперкапнии, и невозможности проведения дыхательного мониторинга;
• высокий риск для детей и новорожденных.

Все вышеуказанное, наряду с развитием эндоскопических методик, привело к возникновению в 1989 году идеи вентиляции легких без интубации трахеи. Что потребовало создания новой методики ИВЛ, позволяющей длительно работать при открытом дыхательном контуре и обеспечивающей при этом удовлетворительный газообмен [4].

Рисунок 1. Аппарат ИВЛ TwinStream

Особенности новой методики вентиляции

Такая методика была разработана в 1990 году профессором Венской Университетской Клиники Dr. Alexander Aloy. Она получила название сочетанной бичастотной струйной вентиляции (СБЧ ИВЛ; Superimposed High-Frequency Jet Ventilation – SHFJV).

Метод сочетанной БЧ вентиляции подразумевает одновременную вентиляцию легких двумя разночастотными потоками – нормо- и высокочастотным [5]. Изначально применение двух потоков с различной частотой осуществлялось с использованием двух аппаратов ИВЛ, в дальнейшем компанией Carl Reiner GmbH (Австрия) был создан аппарат струйной ИВЛ (Jet Ventilation), позволяющий проводить струйную вентиляцию с нормальной или высокой частотой, а также одновременно их сочетать. На настоящий момент в мире представлен только один такой аппарат – «TwinStream».

Респиратор TwinStream комплектуется специальными струйными ларингоскопами для применения методики СБЧ ИВЛ в эндоларингеальной хирургии, а также трахео- и бронхоскопами и оригинальными катетерами с различным числом просветов для диагностических вмешательств на нижних дыхательных путях и торакальной хирургии (в т.ч. для однолегочной вентиляции). Также существуют специальные коннекторы для присоединения к традиционным ИТ, что вместе с использованием обогревателя и увлажнителя дыхательной смеси, позволяет длительно применять методику сочетанной БЧ струйной вентиляции в отделениях интенсивной терапии у пациентов с тяжелыми нарушениями дыхательной функции. Система кондиционирования дыхательной смеси аппарата TwinStream обладает функцией внутреннего обогрева шлангов, что значительно уменьшает степень микробной колонизации дыхательного контура [3].

Наличие инструментария различных форм и размеров позволяет применять TwinStream практически при всех видах операций на дыхательных путях, включая эндоскопические и микрохирургические.

Кроме того, респиратор TwinStream позволяет проводить непрерывный газовый анализ содержания кислорода и углекислого газа в дыхательной смеси (фракция кислорода на вдохе определяется как в подаваемой газовой смеси – «Jet», так и в дыхательных путях пациента – «AirWay») и мониторинг различных показателей, относящихся как к пациенту, так и к аппарату. Непрерывный мониторинг значительно повышает безопасность оперируемого пациента.

Патофизиологическое обоснование метода сочетанной БЧ вентиляции

В основе метода сочетанной бичастотной струйной ИВЛ лежит принцип вентиляции, предложенный R.D. Sanders (1947): струя кислорода, подаваемая под давлением 0,1–3,5 бар через струйный порт, создавая вокруг последнего разряжение, вследствие чего происходит подсасывание атмосферного воздуха (эффект Вентури). Через дополнительный порт, свободно открывающийся в атмосферу, осуществляется подсос атмосферного воздуха и сброс выдыхаемого газа [2, 4]. Таким образом, сочетанная БЧ ИВЛ всегда реализуется при негерметичном (открытом) дыхательном контуре.

Цель любого метода искусственной вентиляции – обеспечение газообмена в легких, адекватного метаболическим потребностям организма [3]. Это достигается двумя факторами: доставкой кислорода и элиминацией углекислого газа.

При методе сочетанной бичастотной вентиляции каждый из разночастотных потоков играет свою важную роль в осуществлении газообмена [4, 6, 7]:

• ВЧ поток создает положительное давление в конце выдоха (ПДКВ; PEEP) и отвечает за оксигенацию;
• НЧ поток создает пиковое давление на вдохе (PIP) и отвечает за элиминацию углекислого газа.

TwinStream позволяет устанавливать следующие параметры вентиляции: частота дыхания 1-100 в минуту для нормочастотного блока, 50-1500 – для высокочастотного; соотношение «вдох : выдох» 1:5 – 3:1.

Показания к применению метода СБЧ ИВЛ

В ларингоскопической хирургии показаниями к использованию метода сочетанной бичастотной струйной вентиляции легких (SHFJV) при помощи аппарата TwinStream являются следующие:

Кроме того, данный метод вентиляции может быть использован при диагностических манипуляциях на дыхательных путях (жесткая бронхоскопия), в торакальной хирургии (частичная резекция дыхательных путей, стентирование, реканализация, однолегочная вентиляция) и в интенсивной терапии (чрескожная дилятационная трахеотомия, лечение острого паренхиматозного повреждения легких).

Необходимо отметить, что аппарат TwinStream может быть использован у пациентов всех возрастных групп, включая новорожденных.

Противопоказания к использованию метода СБЧ ИВЛ

Говоря об области применения метода, нельзя не упомянуть про противопоказания. При использовании аппарата TwinStream в сочетании со струйными ларингоскопами их всего три:

• избыточный вес пациента (более 200 кг);
• невозможность разгибания в шейном отделе позвоночника;
• сильное кровотечение в дыхательных путях.

При этом, первые два ограничения обусловлены техническими сложностями применения струйного ларингоскопа (или трехео-, или бронхоскопа). Таким образом, если данный метод вентиляции используется в сочетании с традиционной интубационной трубкой (например, в торакальной хирургии или в интенсивной терапии), то значимым остается только одно противопоказание – выраженное кровотечение.

Выводы

Уникальность метода сочетанной бичастотной струйной ИВЛ и аппарата TwinStream в ларингоскопической хирургии определяется удобством и преимуществами для всех участников оперативного вмешательства.

Преимущества для пациента:

• вентиляция выше уровня голосовой щели является неинвазивной;
• отсутствует риск ожога дыхательных путей при использовании лазера;
• минимальный риск развития баротравмы;
• нет необходимости проводить трахеотомию.

Преимущества для анестезиолога:

• прекрасный газообмен в открытом контуре;
• воздушные пути свободны для прохождения потоков дыхательной смеси;
• непрерывный мониторинг позволяет обеспечивать безопасность пациента;
• достаточный уровень вентиляции без ограничения времени.

Преимущества для хирурга:

• отсутствие интубационной трубки в операционном поле;
• неограниченная визуализация в области гортани и трахеи;
• увеличение рабочего пространства;
• безопасное использование лазера;
• лучшие условия работы и лучший результат при использовании

Используемая литература:

• Зислин Б.Д.Высокочастотная вентиляция легких – Екатеринбург, 2001. – 155 с.
• Кассиль В.Л., Выжигина М.А., Хапий Х.Х. Механическая вентиляция легких в анестезиологии и интенсивной терапии – М.: МЕДпресс-информ, 2009. – 608 c.
• Сатишур О.Е. Механическая вентиляция легких – М.: Мед. лит., 2007. – 352 c.
• Aloy A., Ihra G. et al. On the use of Venturi’s principle to describe entrainment during jet ventilation // J Clin Anesth 2000 – N 12 (5); p. 417-419.
• Friedrich G. et al. Die Jet-Ventilation in der operativen Laryngologie // HNO 2008 – N 56 (12); p. 1197-1206.
• Kraincuk P. et al. Alveolar recruitment of atelectasis under combined high-frequency jet ventilation: a computed tomography study // Intensive Care Med 2003 – N 29 (8); p. 1265-1272.
• Rezaie-Majd A. et al. Superimposed high-frequency jet ventilation (SHFJV) for endoscopic laryngotracheal surgery in more than 1500 patients // Brit J Anaesth 2006 – N 96 (5); p. 650-659.