Однолегочная высокочастотная струйная ИВЛ (ВЧС ИВЛ) в хирургии туберкулеза легких

Авторы:

Конторович М.Б.,
Медвинский И.Д.,
Еремеев Д.Ю.

ФГБУ «УНИИФ» Минздравсоцразвития РФ, г. Екатеринбург
ГБУЗ СО «Противотуберкулезный диспансер», г. Екатеринбург

Источник:

Журнал "Фтизиатрия и пульмонология" № 1(4), 2012.

Резюме:

В статье приведены результаты исследования параметров газообмена, гемодинамики и респираторной механики при традиционной двулегочной искусственной вентиляции легких (ДИВЛ), традиционной однолегочной вентиляции (ОИВЛ), высокочастотной двулегочной (ДВЧВ) и высокочастотной однолегочной вентиляции легких (ОВЧВ). По данным авторов ОВЧВ сохраняет все положительные эффекты ВЧС ИВЛ, обеспечивает адекватную вентиляцию, несмотря на наличие ателектаза оперируемого легкого, и полностью решает проблему защиты здорового легкого от аспирации. Таким образом, ОВЧВ может быть методом выбора в анестезиологическом обеспечении операций в легочной хирургии в случаях, когда требуется изоляция оперируемого легкого.

Ключевые слова:

Гемодинамика, респираторная механика, традиционная двулегочная искусственная вентиляция легких, традиционная однолегочная вентиляция, высокочастотная струйная ИВЛ, высокочастотная двулегочная вентиляция легких, высокочастотная однолегочная вентиляция легких.

Введение

К искусственной вентиляции лёгких в торакальной хирургии предъявляются особые требования. Помимо обеспечения адекватного газообмена, она должна удовлетворять следующим условиям:

• предотвратить затекание патологического содержимого из больного лёгкого в здоровое;
• предупредить возникновение гипоксемии и гипоксии во время операции в случаях нарушения герметичности бронхо-лёгочной системы (травма паренхимы лёгкого, наличие бронхиального свища, нарушение целостности трахеи и крупных бронхов при реконструктивных операциях);
• обеспечить ограничение дыхательных движений лёгкого на стороне операции с тем, чтобы облегчить оперирующему хирургу выполнение технических приемов.

Наиболее просто эти условия реализуются с помощью изоляции лёгкого на стороне операции путём интубации главного бронха противоположной (здоровой) стороны с проведением однолёгочной вентиляции. Однако это неизбежно приводит к ателектазу изолированного лёгкого с развитием шунта, достигающего по мнению ряда авторов 65% от минутного объёма сердца, и глубокой артериальной гипоксемии [1,2,4].

Кроме того, выключение из вентиляции половины лёгочной паренхимы значительно повышает при сохранённой минутной вентиляции легких давление в дыхательных путях, а, следовательно, и транспульмональное давление, что самым негативным образом влияет на гемодинамику. Подробный анализ газового и гемодинамического гомеостаза в данной ситуации нами был приведен в более ранних публикациях [2].

ВЧС ИВЛ - метод, позволяющий избежать негативных эффектов однолёгочной вентиляции:

• При ВЧC ИВЛ сохраняется адекватная вентиляция в условиях нарушенной герметичности лёгкого при реконструктивных операциях на трахее и бронхах, при травме лёгочной паренхимы хирургом (выделение лёгкого из обширных сращений, разделение междолевой щели и др.), при наличии бронхиального свища;
• При ВЧС ИВЛ практически отсутствует подвижность лёгкого на стороне операции, что существенно облегчает работу хирурга. Более того, лёгочная ткань в зоне манипуляций оператора легко спадается после сдавления, в то время как другие отделы лёгкого остаются воздушными. Возможность достижения такого избирательного коллапса лёгкого позволяет создать оптимальные условия для работы хирурга и избежать ателектаза на стороне операции.

Все это создаёт максимально благоприятные условия для оперирующего хирурга и в определённой степени снижает опасность возникновения интраоперационных осложнений.

Тем не менее сохраняется опасность аспирации патологического содержимого из поражённого лёгкого в здоровое. Рядом авторов предпринимались попытки устранить этот недостаток путём раздельной интубации главных бронхов и проведения вентиляции здорового лёгкого традиционным методом, а лёгкого на стороне операции с помощью ВЧС ИВЛ, либо путём интубации главного бронха здорового лёгкого специальной трубкой без манжеты с дополнительными боковыми отверстиями, позволяющими сохранить воздушность оперируемого лёгкого [3].

Но в первом случае резко снижались гемодинамические преимущества ВЧС ИВЛ (традиционная вентиляция здорового лёгкого), во втором – сохранялась опасность аспирации в здоровое лёгкое. Выход из создавшейся ситуации был нами найден с помощью применения однолёгочной высокочастотной вентиляции (ОВЧВ).

К разработке этого режима нас подтолкнули наблюдения, когда при реконструктивных операциях на трахее и бронхах приходилось применять высокочастотные режимы вентиляции при расположении катетера в главном бронхе противоположного лёгкого. При достаточно продолжительной (до 60 мин) вентиляции расстройств газообмена не отмечалось, несмотря на то, что оперируемое лёгкое было совершенно выключено из вентиляции.

Первые же операции с ОВЧВ показали, что такой способ вентиляции обеспечивает адекватный газообмен и стабильную гемодинамику. Дальнейшие исследования подтвердили правильность этих наблюдений (Рис. 1).

Рис. 1. Параметры газообмена и гемодинамики при двулёгочной
традиционной вентиляции (ИВЛ),
однолёгочной традиционной вентиляции (ОИВЛ),
однолёгочной высокосокочастотной вентиляции (ОВЧВ).

Помещённые на рисунке 1 диаграммы отчётливо иллюстрируют преимущества ОВЧВ перед традиционными способами вентиляции. Наиболее существенные различия в регистрируемых параметрах отмечаются при однолёгочных вариантах вентиляции. ОВЧВ сопровождается достоверно лучшей оксигенацией артериальной крови при нормальных показателях РаСО2 и рН. И, хотя при однолёгочной традиционной вентиляции средние величины РаО2 указывают на отсутствие выраженной гипоксемии, следует учесть, что более чем у 1/3 наших пациентов (18 из 50) РаО2 находилось в пределах 80 мм. рт. ст. Это были преимущественно пациенты с сопутствующими лёгочными и сердечно-сосудистыми заболеваниями, то есть как раз те, операционный риск у которых наиболее высок.

При ОВЧВ отмечаются достоверно меньшие значения транспульмонального (Pes) давления, способствующие более высокому венозному возврату и сердечному выбросу.

Таким образом, можно констатировать, что ОВЧВ удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к респираторной поддержке при операциях на лёгких. Она обеспечивает адекватный газообмен при нарушениях герметичности лёгкого на стороне операции, надёжно предупреждает аспирацию патологического материала из оперированного лёгкого и создаёт максимально благоприятные условия для оперирующего хирурга.

Однако, если причины благоприятной динамики параметров кровообращения при ОВЧВ, обусловленные относительно низкими величинами давления в дыхательных путях и транспульмонального давления понятны и не вызывают сомнения, то в отношении причин адекватности газообмена при ОВЧВ этого сказать нельзя. Ведь факт наличия ателектаза на стороне операции и, в связи с этим, неизбежное шунтирование неоксигенированной крови в большой круг кровообращения, обязательно должно сопровождаться артериальной гипоксемией.

Сомнения позволяют разрешить сравнительный анализ газообмена при двулёгочном и однолёгочном вариантах ВЧС ИВЛ (рис. 2)

Рис. 2. Газообмен и гемодинамика при двулёгочном (ДВЧВ)
и однолёгочном (ОВЧВ) вариантах высокочастотной вентиляции.

Диаграммы рисунка 2 свидетельствуют о незначительных различиях в газообменном и гемодинамическом статусе двулёгочного и однолёгочного вариантов ВЧС ИВЛ. При двулёгочном варианте отмечаются достоверно более высокая оксигенация артериальной крови, что при одинаковых режимах вентиляции (f=100 циклов в минуту, VE=17 л, I:E=1:2) может быть связано только с меньшим вено-артериальным внутрилёгочным шунтом. Подтверждение данного положения потребовало специального исследования.

У 20 пациентов перед началом долевых и сегментарных резекций лёгкого были исследованы параметры респираторной механики и газообмена последовательно при двулёгочном и однолёгочном вариантах как традиционной вентиляции, так и ВЧС ИВЛ.

Порядок исследования состоял в следующем. После вводного наркоза и интубации трахеи регистрировались параметры респираторной механики при традиционной двулёгочной вентиляции (f – 17-19 циклов в минуту, VT – 260-410 мл, I:E – 1:2). Спустя 15 минут осуществлялась двулёгочная ВЧС ИВЛ (f – 100 циклов в минуту, VT – 150-170 мл, I:E – 1:2). Затем проводилась интубация главного бронха здорового лёгкого, пациент переводился в боковое положение для торакотомии и проводилась регистрация этих же параметров в условиях однолёгочной вентиляции.

ОВЧВ осуществлялась в тех же режимах, что и двулёгочная ВЧС ИВЛ.

Для того, чтобы исключить влияние различных величин концентрации кислорода в инспираторной фракции при ИВЛ и ВЧС ИВЛ, во всех случаях вентиляция осуществлялась воздухом (FIO2 = 0,21). Результаты исследования представлены на рис. 3.

Рис. 3. Рис. 3.Респираторная механика и газообмен при традиционной двулёгочной
(ДИВЛ), традиционной однолёгочной (ОИВЛ), высокочастотной двулёгочной (ДВЧВ)
и высокочастотной однолёгочной (ОВЧВ) вентиляции.

Материалы, представленные на диаграммах и в таблице рис. 3, позволяют обсудить несколько феноменов, возникающих при ОВЧВ.

При ОВЧВ отмечается достоверно больший объём альвеолярной вентиляции (VA), чем при ОИВЛ и ДВЧВ. И если различия в VA между ОВЧВ и ОИВЛ легко объяснить существенной разницей в величинах минутной вентиляции (VЕ), то различия с ДВЧВ, на первый взгляд, представляются противоестественными, т.к. и дыхательный, и минутный объёмы вентиляции у них одинаковые. Однако если учесть, что при ОВЧВ эти объёмы распределяются в условиях вдвое уменьшенной ёмкости лёгких, то станет понятным, что их влияние на формирование объёма альвеолярной вентиляции возрастает как минимум вдвое. Этим, по-видимому, и можно объяснить данный феномен. Подтверждением правильности такого объяснения является факт одинакового удельного веса VA в составе VE как при ОВЧВ, так и при ДИВЛ, когда имеет место вдвое бόльший, чем при ОВЧВ, дыхательный объём.

В сравнении с ДИВЛ при ОВЧВ регистрируется достоверно меньший объём VAD и его удельный вес в составе альвеолярной вентиляции (VAD/VA), что объясняется более эффективным внутрилёгочным распределением дыхательных газов. Это подтверждается анализом величин статического комплайнса. При ОВЧВ он достоверно ниже, чем при ДИВЛ и ДВЧВ и составляет 19,8±4,7 мл∙см вод.ст (-1) против 34,9±4,7 и 20,7±6,5 мл∙см вод.ст(-1) соответственно (Р=0,000)*1 .Напомним, что снижение статического комплайнса при ВЧС ИВЛ, в отличие от традиционной вентиляции, указывает на большее число вентилируемых альвеол и более эффективную внутрилёгочную кинетику газов.

При ОВЧВ отмечается достоверно меньшее, чем при ДВЧВ напряжение кислорода в артериальной крови (РаО2), что следует рассматривать как результат более высокого веноартериального шунта (QS/QT). Коэффициент корреляции РаО2 и QS/QT при ОВЧВ составляет -0,97 (P=0,000).

При традиционной ИВЛ и ОВЧВ величины этих параметры не различаются (Р=0,091),т.е.наличие тотального ателектаза половины лёгочной паренхимы при ОВЧВ никак не отражается на величинах шунта и РаО2. Единственным объяснением этого явления может быть то, что при ОВЧВ в сравнении с ИВЛ на 82% меньше VAD и в 5 раз меньше его удельный вес в составе альвеолярной вентиляции.

Этот факт позволяет предположить, что высокая эффективность кинетики газов в вентилируемом легком при ОВЧВ компенсирует негативные влияния ателектаза оперируемого лёгкого. Поэтому величины шунта и артериального напряжения кислорода при традиционной ИВЛ и ОВЧВ не различаются.

Ещё одним доказательством этого являются результаты сравнения параметров респираторной механики и газообмена при обоих вариантах ВЧС ИВЛ, поскольку в силу одинаковых условий внутрилёгочного распределения дыхательного газа влияние ателектаза оперируемого лёгкого проявляется отчётливо. При ОВЧВ отмечается достоверное увеличение шунта и снижение РаО2, что объясняется различиями в величинах VAD и VAD/VA.

И хотя различия в величинах данных параметров при этих вариантах ВЧС ИВЛ существенно меньше в сравнении с традиционной ИВЛ, и составляют соответственно 18% и 43%, уменьшение VAD и VAD/VA при ОВЧВ, по-видимому, оказывается недостаточным, чтобы полностью компенсировать негативное влияние ателектаза, как это наблюдается в сравнении с традиционной вентиляцией.

Наиболее отчётливо влияние ателектаза оперируемого лёгкого проявляется при однолёгочной традиционной вентиляции. В отличие от двулёгочного её варианта, в условиях ОИВЛ при одинаковых величинах VA/VE и VAD/VA определяется увеличение дыхательного мёртвого пространства более чем на 50% (Р=0,000). Причём это происходит в основном за счёт увеличения альвеолярного мёртвого пространства, о чем свидетельствует достоверное возрастание QS/QT (Р=0,01) и снижение РаО2 (Р=0,046).

Сравнение параметров респираторной механики при однолёгочных вариантах традиционной и высокочастотной струйной вентиляции свидетельствует о существенных преимуществах ВЧС ИВЛ. При её проведении отмечается снижение объёма дыхательного мёртвого пространства более чем в 2,5 раза, в 5 раз уменьшение удельного его веса в составе объёма альвеолярной вентиляции, на 83,5% снижение внутрилёгочного шунтирования крови, что сопровождается возрастанием напряжения кислорода в артериальной крови на 16,7%.

Результаты проведённого исследования позволяют констатировать, что ОВЧВ сохраняет все положительные эффекты ВЧС ИВЛ. Она в полной мере обеспечивает адекватность вентиляции, несмотря на наличие ателектаза оперируемого лёгкого, и полностью решает проблему защиты здорового лёгкого от аспирации. Все это позволяет утверждать, что ОВЧВ является методом выбора в анестезиологическом обеспечении операций в лёгочной хирургии в случаях, когда требуется изоляция оперируемого лёгкого.

Литература: