Мобильная версия

Журнал «Медицина неотложных состояний» Том 17, №6, 2021

Оцінка впливу індивідуалізованої протективної вентиляції на механічні властивості легень

Авторы: Кузьменко Т.С., Воротинцев С.І.
Запорізький державний медичний університет, м. Запоріжжя, Україна

Рубрики: Медицина неотложных состояний

Разделы: Клинические исследования

Робота присвячена вивченню впливу індивідуалізованої протективної вентиляційної підтримки на легеневу механіку. У дослідження увійшли 47 пацієнтів, яким під загальним знеболюванням було проведене відкрите оперативне втручання на органах черевної порожнини. Усі пацієнти мали помірний або високий ризик розвитку післяопераційних легеневих ускладнень за шкалою ARISCAT. Інтраопераційно проводилася оцінка впливу індивідуалізованої протективної вентиляції на показники механіки дихання, а саме Ppeak, Pplat, Pdrive, динамічний легеневий комплаєнс. Індивідуалізована протективна респіраторна підтримка становила собою вентиляцію дихальним об’ємом 7 мл/кг ідеальної маси тіла з підбором оптимального рівня позитивного тиску в кінці видиху (ПТКВ) з урахуванням показника динамічного легеневого комплаєнсу (Cdyn) та проведенням рекрутуючого маневру (РМ) після інтубації, а далі — у разі зниження Cdyn більше ніж на 20 % із подальшим повторним підбором ПТКВ. Досліджувані параметри фіксувалися до та після проведення РМ, а також на 30, 60, 90, 120, 150, 180-й хвилинах після проведення РМ, залежно від тривалості операції. Застосування техніки розправлення альвеол призводило до покращення показників легеневої механіки, а саме підвищення динамічного легеневого комплаєнсу на 16 % та зниження Pdrive на 17 %. Інтраопераційний рівень ПТКВ у середньому становив 4 [4; 5] см вод.ст. Не було зафіксовано жодного випадку гіпоксемії чи необхідності в повторному проведенні РМ. Отримані результати вказують на те, що обрана техніка проведення рекрутуючого маневру є ефективною та безпечною, а її використання дає можливість зменшити негативний вплив штучної вентиляції легень. У дослідженні не виявлено статистично вірогідного кореляційного зв’язку між рівнем ПТКВ та значенням динамічного легеневого комплаєнсу. Такі дані доводять необхідність індивідуального підбору пара-метрів вентиляції відповідно до особливостей механічних властивостей кожного окремого пацієнта.

The work is devoted to the study of the influence of individualized protective ventilation support on pulmonary mecha-nics. The study included 47 patients who underwent open abdominal surgery under general anesthesia. All patients had a moderate to high risk of developing postoperative pulmonary complications by the ARISCAT scale. Intraoperatively, the impact of individualized protective ventilation on respiratory mechanics, namely Ppeak, Pplat, Pdrive, dynamic pulmonary compliance was assessed. Individualized protective respiratory support was ventilation with a tidal volume of 7 ml/kg of ideal body weight, with the selection of the optimal level of positive pressure at the end of exhalation (PEEP), focusing on dynamic pulmonary compliance and performing recruiting maneuver, and then in the case of a decrease in dynamic pulmonary compliance by more than 20 %, followed by re-selection of PEEP. The studied parameters were recorded before and after the recruiting maneuver, as well as on the 30th, 60th, 90th, 120th, 150th, 180th minutes after the recruiting maneuver, depending on the duration of the operation. The use of alveolar straightening techniques led to an improvement in pulmonary mechanics, namely, an increase in dynamic pulmonary compliance by 16 % and a decrease in Pdrive by 17 %. The intraoperative level of PEEP averaged 4 [4; 5] cm of water. No cases of hypoxemia or recurrence of recruiting maneuver were reported. The obtained results indicate that chosen technique of recruiting maneuver is effective and safe, and its use allows reducing the negative impact of mechanical ventilation. The study did not find a statistically significant correlation between the level of PEEP and the value of dynamic pulmonary compliance. Such data prove the need for individual selection of ventilation parameters according to the characteristics of the mechanical properties of each patient.

Ключевые слова

легенева механіка; індивідуалізована протективна вентиляція

respiratory mechanic; individualized protective ventilation

doi: http://dx.doi.org/10.22141/2224-0586.17.6.2021.242329

Вступ

Штучна вентиляція легень (ШВЛ) є одним з основних компонентів анестезіологічного забезпечення при проведенні абдомінальних хірургічних втручань [1]. Однак механічна вентиляція, залишаючись нефізіологічною, негативно впливає на систему дихання та може призвести до розвитку вентиляторасоційованих пошкоджень легень (VALI), порушує роботу дихальних м’язів та недихальну функцію легень [2]. Усі дані фактори призводять до розвитку респіраторних ускладнень у післяопераційному періоді та зростання рівнів захворюваності і смертності, а також до збільшення терміну госпіталізації пацієнтів і матеріальних витрат [2, 3–6].

На сучасному етапі вважається, що проведення протективної вентиляції може дозволити зменшити негативний вплив ШВЛ та запобігти розвитку післяопераційних легеневих ускладнень як у пацієнтів із гострим респіраторним дистрес-синдромом, так і у хворих зі здоровими легенями [7, 8]. Індивідуальний підбір параметрів вентиляції є стандартом для хворих із гострим респіраторним дистрес-синдромом, проте щодо пацієнтів, які не мають порушення газообміну, дане питання залишається дискутабельним [9, 10]. Прихильниками протективної стратегії зроблені припущення, що основним предиктором дихальних порушень, які пов’язані з ШВЛ, є різниця між інспіраторним тиском плато та позитивним тиском у кінці видиху (ПТКВ), що описана як ΔР або driving pressure [11]. Підбір оптимальних параметрів вентиляції для пацієнтів, які мають помірний або високий ризик розвитку легеневих ускладнень, є актуальним питанням та складним клінічним завданням [9, 12].

Мета: оцінити вплив індивідуалізованої протективної вентиляції на механічні властивості легеневої тканини в пацієнтів із помірним або високим ризиком розвитку післяопераційних легеневих ускладнень.

Матеріали та методи

Перед початком проведення дослідження всі пацієнти підписували інформовану згоду, форма якої була ухвалена комісією з питань біоетики при Запорізькому державному медичному університеті. У групу були включені 47 пацієнтів віком від 18 років, котрим планувалося проведення відкритого оперативного втручання на органах верхнього поверху черевної порожнини. Усі пацієнти мали помірний або високий ризик розвитку післяопераційних легеневих ускладнень за шкалою ARISCAT [13]. Критеріями виключення були: вік < 18 років, вагітність, нестабільність гемодинаміки, що визначалася потребою в інотропній підтримці, наявність внутрішньочерепних уражень або пухлини головного мозку, проведення ШВЛ в анамнезі за останні два тижні, наявність в анамнезі торакальних операцій, а також захворювань легень будь-якої етіології, необхідність в інтраопераційній зміні положення, а також відмова пацієнта від участі в дослідженні з будь-яких причин.

Усім пацієнтам проводили передопераційне обстеження, що включало реєстрацію демографічних даних, антропометричне дослідження, оцінку ризику розвитку легеневих ускладнень за шкалою ARISCAT, збір скарг та анамнезу. Також проводили необхідні фізикальні, лабораторні, інструментальні дослідження, пацієнтів оглядали суміжні спеціалісти (терапевт, рентгенолог, лікар ультразвукової діагностики, за потреби — кардіолог, невропатолог, ендокринолог та гінеколог), визначали клас операційно-анестезіологічного ризику за ASA та розраховували ідеальну масу тіла (ІдМТ) за формулою Devine [14].

Загальне знеболювання всім пацієнтам здійснювалося за такою схемою: премедикація — метоклопрамід 10 мг, димедрол 10 мг, дексаметазон 4 мг, атропін 0,3–1 мг (платифілін 2 мг), фентаніл 1–1,5 мкг/кг; індукція — фентаніл 2–3 мкг/кг, тіопентал натрію 3–6 мг/кг або пропофол 2 мг/кг, міоплегія — атракуріум 0,3–0,6 мг/кг; підтримання анестезії — пропофол 4–12 мг/кг/год або севофлюран 1–4 об’ємні %, фентаніл 3–10 мкг/кг/год, атракуріум 0,2–0,4 мг/кг. У частини пацієнтів (10 хворих) була проведена комбінована анестезія (загальна + епідуральна), для подовженої епідуральної аналгезії використовували 0,25% бупівакаїн зі швидкістю введення 5 мл/год. Адекватність знеболювання визначали, орієнтуючись на значення показників артеріального тиску та частоти серцевих скорочень. Глибина анестезії та ступінь міорелаксації визначалися за допомогою BIS-моніторингу апаратом ЮМ 300 (UTAS, Україна), рівень свідомості підтримувався в межах 40–60.

Інтраопераційно проводилася протективна вентиляція апаратами Leon (Німеччина) у примусовому режимі з контролем за об’ємом. Параметри вентиляції: дихальний об’єм (ДО) 7 мл/кг ІдМТ; FiO2 ≥ 40 % для підтримання рівня сатурації (SpO2) ≥ 93 %; співвідношення вдих/видих 1 : 2; частота дихання (ЧД) визначалася за величиною СО2 у кінці видиху (EtCO2) 35–37 мм рт.ст.; тиск плато (Pplat) ≤ 17 см вод.ст.; драйвовий тиск (Pdrive) ≤ 13 см вод.ст., рівень ПТКВ підбирався індивідуально.

Перед проведенням оротрахеальної інтубації для збільшення часу безпечного апное проводилась денітрогенізація потоком 100% кисню 8 л/хв протягом 5 хвилин. Одразу після інтубації трахеї здійснювали маневр рекрутування альвеол (РМ), протягом оперативного втручання РМ проводили за наявності показань за такою методикою: на дихальному апараті виставляли рівень максимального тиску на вдиху (Ppeak) 35 см вод.ст., рівень ПТКВ 5 см вод.ст., співвідношення вдих/видих 1 : 1, ЧД ˃ 6 вдихів за хвилину, після чого проводили покрокове збільшення ДО на 4 мл/кг ІдМТ до досягнення Pplat 30 см вод.ст. та підтримання його на даному рівні протягом трьох вдихів, після чого повертали параметри вентиляції до вихідних значень.

Одразу після проведення РМ визначали оптимальний ПТКВ за таким принципом: у режимі вентиляції з контролем за об’ємом на респіраторі першочергово виставляли ПТКВ 0 см вод.ст., після чого кожні 30–60 секунд проводили збільшення ПТКВ на 1 см вод.ст. до досягнення найкращого рівня динамічного легеневого комплаєнсу (Cdyn), такий рівень ПТКВ вважали індивідуалізованим.

Під час оперативного втручання Cdyn визначали кожні 30 хвилин на моніторі респіратора, при зниженні комплаєнсу більше ніж на 20 % знову проводився РМ та повторно визначався рівень ПТКВ за наведеною вище методикою.

Екстубацію проводили в положенні операційного столу з піднятим головним кінцем на 20° після санації ротової порожнини за наявності відновленої свідомості та здатності виконувати інструкції лікаря.

Показники легеневої механіки — ДО (мл), Ppeak (см вод.ст.), Pplat (см вод.ст.), рівень Cdyn (мл/см вод.ст.) та ПТКВ (см вод.ст.) досліджували за допомогою наркозно-дихального апарату Leon (Німеччина), SpO2 (%) визначали методом пульсоксиметрії, EtCO2 (мм рт.ст.) — методом капнометрії за допомогою монітора пацієнта ЮМ 300 (UTAS, Україна). Показник Pdrive (см вод.ст.) розраховували за формулою [15] на таких етапах: після інтубації та після проведення РМ, а також на 30, 60, 90, 120, 150, 180-й хвилинах дослідження, залежно від тривалості оперативного втручання. Інтра-операційно відстежували випадки гіпоксемії, що визначалося зниженням SpO2 нижче 92 %.

Після оперативного втручання залежно від показників зовнішнього дихання, гемодинаміки та класу за ASA пацієнти переводились або до палати хірургічного відділення, або до палати інтенсивної терапії до стабілізації їхнього стану.

Статистичну обробку отриманих даних здійснювали за допомогою пакета ліцензійних програм Statistica 13.0, TIBCO Software Inc. (ліцензія JPZ804I382130ARCN10-J) та Microsoft Еxсel 2013 (ліцензія 00331-10000-00001-АА404). При перевірці статистичних гіпотез нульову гіпотезу відкидали при рівні статистичної значущості (р) < 0,05. Аналіз нормальності розподілу оцінювали за критеріями Шапіро — Уїлка. Кількісні дані були наведені у вигляді середнього та ± стандартного відхилення (М ± SD) при нормальному розподілі та у вигляді медіани та інтерквартильного розмаху (Ме [Q25; Q75]) при розподілі, що відрізняється від нормального для кількісних, та при оцінці порядкових якісних даних. При порівнянні даних використовували методи непараметричної статистики, а саме критерій Вілкоксона для залежних вибірок. Для визначення впливу рівня ПТКВ на показники легеневої механіки використовувався коефіцієнт рангової кореляції Спірмена.

Результати та їх обговорення

Клінічна характеристика пацієнтів наведена в табл. 1.

Як видно з табл. 1, більшість хворих були похилого віку. У групі дослідження переважали пацієнти, які мали помірний ризик розвитку респіраторних ускладнень у післяопераційному періоді, надлишкову вагу, про що свідчив показник ІМТ ˃ 25 кг/м2, та були некурцями. Кардіальна патологія була найпоширенішою серед інших супутніх патологій.

Пацієнтам були проведені різні типи відкритих оперативних втручань із приводу абдомінальної патології. Характеристика проведеного хірургічного лікування та застосованого анестезіологічного забезпечення наведена в табл. 2.

Як видно з табл. 2, більшість хворих досліджуваної групи були прооперовані на тонкому та товстому кишечнику. Середня тривалість хірургічного втручання була більше 2 годин, а тривалість механічної вентиляції — більше 4 годин. Серед видів знеболювання переважала тотальна внутрішньовенна анестезія.

У табл. 3 наведені зміни легеневої механіки на етапах дослідження.

Як видно з табл. 3, на всіх етапах дослідження не було зафіксовано жодного випадку гіпоксії. Інтраопераційний рівень ПТКВ у середньому становив 4 [4; 5] см вод.ст.

Установлено, що після проведення маневру рекрутування альвеол та підбору оптимального позитивного тиску в кінці видиху в дихальних шляхах вірогілно підвищувався динамічний легеневий комплаєнс на 16 % та знижувався драйвовий тиск на 17 %, що свідчило про покращення легеневої механіки. Зафіксовано, що після встановлення ПТКВ тиск у дихальних шляхах вірогідно зростає, при цьому рівні Ppeak та Pplat протягом усього дослідження не виходили за межі референтних значень та відповідали протективним.

Розпочинаючи з 90-ї хвилини дослідження, відмітили незначне погіршення легеневої механіки порівняно з показниками, що були зафіксовані після РМ та встановлення ПТКВ, а саме піковий тиск зріс у середньому на 2 %, тиск плато — на 4 %, Pdrive — на 3 %, Cdyn зменшився в середньому на 4 %. Такі дані співвідносяться з даними інших авторів [16], які повідомляли про зниження Cdyn навіть при застосуванні протективної ШВЛ, проте при порівнянні з групою стандартної ШВЛ знайдено статистично вірогідну відмінність між даними показниками, індексом оксигенації та альвеолярно-артеріально-кисневим градієнтом [17].

Для оцінки впливу рівня тиску в кінці видиху на стан легеневої механіки також був проведений кореляційний аналіз залежності рівня ПТКВ на значення динамічного легеневого комплаєнсу в пацієнтів досліджуваної групи (рис. 1).

З рис. 1 видно, що статистично вірогідного зв’язку між рівнем ПТКВ та значенням Cdyn знайдено не було (r = –0,17, p ˃ 0,05). Такий результат може бути пов’язаний з індивідуальними особливостями механічних властивостей легеневої тканини, що підтверджує необхідність індивідуалізованого підходу при проведенні респіраторної підтримки та підборі позитивного тиску в кінці видиху.

Отримані в нашій роботі дані збігаються з результатами дослідження L. Hol та співавт., опублікованого у 2020 році [18]. Авторами було запропоновано проводити підбір значення позитивного тиску в кінці видиху так, щоб це дозволяло одночасно зменшувати ефекти циклічного закриття/розкриття альвеол та запобігати їх надмірному перерозтягненню. Результати даного дослідження продемонстрували, що індивідуалізована стратегія протективної вентиляції з підбором оптимального ПТКВ, уникаючи підвищення driving pressure або зниження легеневого комплаєнсу, краще захищає пацієнтів від розвитку респіраторних ускладнень у післяопераційному періоді, ніж та стратегія, що використовує фіксований високий рівень позитивного тиску в кінці видиху. До сьогодні лише два клінічні дослідження перевіряли дану гіпотезу [9, 19]. Дані першого дослідження, де проводилася інтраопераційна вентиляція під час великих абдомінальних втручань, показали переваги індивідуалізованого ПДКВ та РМ у вигляді зменшення кількості післяопераційних легеневих ускладнень, хоча при цьому статистично вірогідного впливу індивідуалізованої протективної ШВЛ на ризик розвитку післяопераційних легеневих ускладнень знайдено не було [9]. В іншому клінічному дослідженні також було продемонстровано зниження кількості післяопераційних легеневих ускладнень у пацієнтів після торакальних втручань з однолегеневою ШВЛ [19].

Таким чином, отримані дані свідчать про ефективність та безпечність застосованого режиму вентиляції та можливість його використання для мінімізації негативного впливу ШВЛ на легеневу механіку.

Висновки

Індивідуалізована протективна вентиляція в пацієнтів з інтактними легенями, які мають помірний або високий ризик розвитку легеневих ускладнень у післяопераційному періоді, є безпечною методикою, що покращує інтраопераційну легеневу механіку.

Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів при підготовці даної статті.

Отримано/Received 16.04.2021

Рецензовано/Revised 28.04.2021

Прийнято до друку/Accepted 13.05.2021

Список литературы

Kor D.J., Warner D.O., Alsara A., Fernández-Pérez E.R. et al. Derivation and Diagnostic Accuracy of the Surgical Lung Injury Prediction Model. Anesthesiology. 2011. 115. 117-128. doi: 10.1097/ALN.0b013e31821b5839.
Gropper M.A. Postoperative Respiratory Muscle Dysfunction: Only the Strong Survive. Anesthesiology. 2013. 118. 783-784. doi: 10.1097/ALN.0b013e318288823b.
Smith P.R., Baig M.A., Brito V., Bader F. et al. Postoperative Pulmonary Complications after Laparotomy. Respiration. 2010. 80. 269-274. doi: 10.1159/000253881.
Nafiu O.O., Ramachandran S.K., Ackwerh R., Tremper K.K. et al. Factors associated with and consequences of unplanned post-operative intubation in elderly vascular and general surgery patients. European journal of anaesthesiology. 2011. 28. 220-224. doi: 10.1097/EJA.0b013e328342659c.
Ramachandran S.K., Nafiu O.O., Ghaferi A., Tremper K.K. et al. Independent predictors and outcomes of unanticipated early postoperative tracheal intubation after nonemergent, noncardiac surgery. Anesthesiology. 2011. 115. 44-53. doi: 10.1097/ALN.0b013e31821cf6de.
Fisher B.W., Majumdar S.R., McAlister F.A. Predicting pulmonary complications after nonthoracic surgery: a systematic review of blinded studies. The American journal of medicine. 2002. 112. 219-225. doi: 10.1016/s0002-9343(01)01082-8.
Güldner A., Kiss T., Serpa Neto A., Hemmes S.N. et al. Intraoperative protective mechanical ventilation for prevention of postope-rative pulmonary complications: a comprehensive review of the role of tidal volume, positive end-expiratory pressure, and lung recruitment maneuvers. Anesthesiology. 2015. 123. 692-713. doi: 10.1097/ALN.0000000000000754.
Serpa Neto A., Hemmes S.N., de Abreu M.G., Pelosi P. et al. PROVE Network investigators. Protocol for a systematic review and individual patient data meta-analysis of benefit of so-called lung-protective ventilation settings in patients under general anesthesia for surgery. Systematic Reviews. 2014. 3. 2. doi: 10.1186/2046-4053-3-2.
Ferrando C., Soro M., Unzueta C., Suarez-Sipmann F. et al. Individualized PeRioperative Open-lung VEntilation (iPROVE) Network. Individualised perioperative open-lung approach versus standard protective ventilation in abdominal surgery (iPROVE): a randomised controlled trial. The Lancet Respiratory Medicine. 2018. 6. 193-203. doi: 10.1016/S2213-2600(18)30024-9.
Serpa Neto A., Cardoso S.O., Manetta J.A., Pereira V.G. et al. Association between use of lung-protective ventilation with lower tidal volumes and clinical outcomes among patients without acute respiratory distress syndrome: a meta-analysis. JAMA. 2012. 308. 1651-1659. doi: 10.1001/jama.2012.13730.
Neto A.S., Hemmes S.N., Barbas C.S., Beiderlinden M. et al. PROVE Network Investigators. Association between driving pressure and development of postoperative pulmonary complications in patients undergoing mechanical ventilation for general anaesthesia: a meta-analysis of individual patient data. The Lancet Respiratory Medicine. 2016. 4. 272-280. doi: 10.1016/S2213-2600(16)00057-6.
Young C.C., Harris E.M., Vacchiano C., Bodnar S. et al. Lung-protective ventilation for the surgical patient: international expert panel-based consensus recommendations. British Journal of Anaesthesia. 2019. 123. 898-913. doi: 10.1016/j.bja.2019.08.017.
Miskovic A., Lumb A.B. Postoperative pulmonary complications. British Journal of Anaesthesia. 2017. 118. 317-334. doi: 10.1093/bja/aex002.
URL: https://medicalc.ru/devine (дата звернення: 07.02.2021).
Aoyama H., Yamada Y., Fan E. The future of driving pressure: a primary goal for mechanical ventilation? Journal of Intensive Care. 2018. 6. 64. doi: 10.1186/s40560-018-0334-4.
Wirth S., Baur M., Spaeth J., Guttmann J. et al. Intraope-rative positive end-expiratory pressure evaluation using the intratidal compliance-volume profile. British Journal of Anaesthesia. 2015. 114. 483-490. doi: 10.1093/bja/aeu385.
Liu J., Meng Z., Lv R., Zhang Y. et al. Effect of intraoperative lung-protective mechanical ventilation on pulmonary oxygenation function and postoperative pulmonary complications after laparoscopic radical gastrectomy. Brazilian Journal of Medical Biological Research. 2019. 52. e8523. doi: 10.1590/1414-431x20198523.
DESIGNATION-investigators, Bulte CSE. Driving Pressure During General Anesthesia for Open Abdominal Surgery (DESIGNATION): study protocol of a randomized clinical trial. Trials. 2020. 21. 198. https://doi.org/10.1186/s13063-020-4075-z
Park M., Ahn H.J., Kim J.A., Yang M. et al. Dri-ving Pressure during Thoracic Surgery: A Randomized Clinical Trial. Anesthesiology. 2019. 130. 385-393. doi: 10.1097/ALN.0000000000002600.