Уретерореноскопия (УРС) с литотрипсией и литоэкстракцией относится к малоинвазивным методам удаления камней почек и мочеточников [1]. Выполнение высокоточных манипуляций с помощью миниатюрных и гибких инструментов иногда сопровождается интраоперационными сложностями, из них наиболее частыми при УРС являются невозможность достичь камня и миграция камня [2]. Одной из причин, затрудняющих прицельное лазерное дробление камней методом гибкой УРС в условиях общей комбинированной анестезии (ОКА), является подвижность почек, обусловленная искусственной вентиляцией легких (ИВЛ) [3]. Внедрение и активное использование метода УРС для удаления камней верхних мочевых путей делает необходимым исследование осложнений, связанных с различными факторами. Одним из таких факторов является длительность операции [4, 5]. Существует мнение, что при длительных УРС возрастает риск развития ишемии и инфекции мочевых путей [2, 6]. Известно, что на длительность операции влияют опыт хирурга, локализация, размер, плотность и состав камня, а также использование мочеточникового кожуха и дооперационное стентирование [4]. В исследовании, проведенном H. Ito и соавт., установлено, что объем камня был самым важным показателем увеличения длительности операции [7].
На сегодняшний день для уменьшения дыхательной подвижности почек и обеспечения необходимых хирургических условий при УРС предложено несколько анестезиологических методик. Одной из них является методика периодического апноэ (ПА), которая, по заключению авторов, повышает точность хирургических манипуляций при УРС в условиях тотальной внутривенной анестезии (ТВВА) с ИВЛ [8].
Имеется сообщение о повышении скорости и эффективности дробления камней при ТВВА с высокочастотной вентиляцией легких с положительным давлением (ВЧВПД) [9]. Суть методики заключается в доставке небольших объемов дыхательной смеси с частотой дыхательных циклов (ЧДЦ) 60—200 в мин. При этом в дыхательных путях возникает постоянное положительное давление на уровне 2,5—6,0 см вод. ст. [10].
Результаты сравнительного исследования показали повышение производительности литотрипсии и литоэкстракции методом УРС как у начинающего, так и опытного уролога в условиях малообъемной ИВЛ (МИВЛ). Уменьшение дыхательной подвижности операционного поля при этой методике осуществлялось путем уменьшения дыхательного объема (ДО) в среднем до 400 мл и частоты дыхания (ЧД) до 6 в минуту от исходных стандартных показателей — ДО 500 мл и ЧД 11 в минуту [11].
В одном сообщении указывается на возможность уменьшения длительности нефролитотрипсии и риска развития послеоперационных инфекционных осложнений верхних мочевых путей при УРС в условиях ТВВА с высокочастотной струйной вентиляцией (ВЧСВ) легких [6]. Однако УРС с литотрипсией и литоэкстракцией обычно выполняют с использованием ОКА и ИВЛ [1, 12].
В недавнем исследовании показана возможность уменьшения дыхательной подвижности почек при УРС в условиях ОКА. Необходимые условия для прецизионной лазерной нефролитотрипсии обеспечивались переходом на данном этапе операции с традиционной ИВЛ (ТИВЛ) на сочетанную ИВЛ (СИВЛ), включающую катетерную ВЧСВ [13].
Мы согласны с мнением L. Peng и W. Zhong о недостаточной изученности указанных анестезиологических методик, а также о необходимости объективной оценки их эффективности при УРС с литотрипсией на основании сравнительных исследований [14].
Очевидно, что в эпоху активного внедрения малоинвазивных вмешательств решение проблемы дыхательной подвижности органов с применением различных анестезиологических методик обретает все большую актуальность не только в эндоурологии, но и в других областях хирургии [15—17].
Цель исследования — оценить эффективность применения сочетанной искусственной вентиляции легких и методики периодического апноэ при гибкой уретерореноскопии в условиях общей комбинированной анестезии.
Материал и методы
В одноцентровое рандомизированное контролируемое исследование включены 60 пациентов, которым выполняли УРС с литотрипсией и литоэкстракцией на базе многопрофильной клиники №2 ФГБУ «ВЦЭРМ им. А.М. Никифорова» МЧС России.
Исследование соответствует международным и этическим нормам, изложенным в Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации «Рекомендации для врачей, занимающихся биомедицинскими исследованиями с участием людей», одобрено локальным этическим комитетом и проведено с информированного добровольного согласия пациентов (выписка из протокола №9/18 от 29 ноября 2018 г.).
Случайность распределения пациентов в три группы обеспечивалась методом закрытых конвертов. Для получения большего опыта применения новой методики соотношение числа пациентов группы СИВЛ и числа пациентов группы ПА и группы ТИВЛ при рандомизации составило 2:1. Таким образом, группа СИВЛ сформирована из 30 пациентов, группа ПА — из 15 пациентов и группа ТИВЛ — из 15 пациентов.
Индукцию анестезии проводили пропофолом 2—2,5 мг на 1 кг массы тела и фентанилом 0,1—0,3 мг, миорелаксацию — рокурония бромидом 0,6—1,0 мг на 1 кг массы тела. Интубацию трахеи осуществляли эндотрахеальной трубкой соответствующего размера. Поддержание анестезии осуществляли ингаляцией севофлурана в концентрациях 1,6—3,0 об.% в потоке свежего газа 1,0 л/мин и дробным введением фентанила по 0,05—0,1 мг внутривенно. Миорелаксацию по необходимости пролонгировали введением рокурония бромида по 0,15—0,2 мг на 1 кг массы тела внутривенно. До и после этапа литотрипсии проводили ТИВЛ с ДО из расчета 8 мл на 1 кг должной массы тела, ЧД 8—14 в минуту, фракцией кислорода в инспираторном газе (FiO2) 40%, соотношением вдоха и выдоха (I:E) 1:2, положительным давлением в конце выдоха (ПДКВ) 5—6 см вод.ст. Осуществляли мониторинг частоты сердечных сокращений с оценкой сердечных комплексов в двух стандартных отведениях, уровня артериального давления, пульсоксиметрии (SpO2), термометрии (t°C).
В группе ПА оценивали газовый состав артериальной крови (PaO2, PaCO2) и кислотно-основное состояние (pH и BE). Концентрации севофлурана в инспираторном (FiSev) и конечном экспираторном газе (EtSev), минимальную альвеолярную концентрацию (MAC) анестетика, показатели капнометрии (PETCO2) контролировали с помощью монитора наркозно-дыхательного аппарата (НДА) перед эпизодами апноэ и сразу после возобновления ТИВЛ. Контроль глубины выключения сознания пациента проводили с помощью монитора биспектрального индекса (BIS).
В группе СИВЛ на этапе литотрипсии после увеличения FiSev до 8 об.% переходили на СИВЛ в условиях замкнутого дыхательного контура. МИВЛ осуществляли НДА WATO EX-65 (Mindray Medical International Limited, Китай) уменьшением ДО до 3,0—4,0 мл на 1 кг массы тела и ЧД до 4 в мин, увеличением I:E до 1:3, снижением FiO2 до 21%, отключением ПДКВ. ВЧСВ проводили аппаратом ZisLine JV-100 (ООО фирма «Тритон-Электроникс», Россия) через герметично введенный в эндотрахеальную трубку катетер с ЧДЦ 300 в мин, I:E 1:3, FiO2 50—100%. Рабочее давление подбирали таким образом, чтобы пиковое давление в дыхательных путях (Ppeak) при СИВЛ соответствовало таковому при ТИВЛ. СИВЛ осуществляли с параметрами ВЧСВ и МИВЛ, предложенными Л.В. Колотиловым и соавт. [13].
В группе ПА на этапе литотрипсии после предварительной вентиляции с FiO2 100% в течение 5 мин, не меняя других параметров, переводом на ручной режим с открытым клапаном APL останавливали ИВЛ. Указанным способом осуществляли ПА. При этом подачу севофлурана с исходно подобранными концентрациями не отключали.
Критериями прекращения СИВЛ и ПА были завершение этапа литотрипсии, уровни SpO2≤94%, BIS≥60, Ppeak≥30 см вод.ст., повышение или снижение уровня систолического артериального давления на 20% от исходных нормальных значений или уровень среднего артериального давления <65 мм рт.ст., гемодинамически значимые нарушения сердечного ритма, а также отклонение сегмента ST на 2 мм и более от изолинии. Повторное применение цикла СИВЛ и ПА допускали только после восстановления исходных показателей газообмена, гемодинамики и глубины выключения сознания пациента.
В контрольной группе на этапе литотрипсии продолжали ТИВЛ с исходными параметрами.
Регистрировали продолжительность этапа дробления и удаления камней почек и верхней трети мочеточников.
Статистический анализ данных выполнили с использованием программ PAST 4.03 и JASP 0.13.1. Оценки всех показателей (средних, долей, коэффициентов корреляции) представлены в виде трех чисел: точечной оценки и значений границ 95% доверительных интервалов (ДИ). Нижние и верхние границы 95% ДИ указаны в виде подстрочников.
На первом этапе проверяли статистическую однородность всех групп посредством однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA). Только когда ANOVA выявлял статистически значимую неоднородность между всеми группами, приступали к отдельным попарным сравнениям между группами. В данном исследовании использовали критерий post hoc HSD (honestly significant difference) Тьюки и критерий Манна—Уитни с поправкой на множественность сравнений по Бонферрони.
Согласно новейшим международным рекомендациям, статистически значимыми считали эффекты, для которых р-значения не превышали уровень значимости α=0,005 (а не традиционное излишне снисходительное значение α=0,05).
Кроме статистической значимости внимание обращали на значения стандартизированного размера эффекта (SES). При значении SES=1 сравниваемые распределения смещены одно относительно другого на одно стандартное отклонение SD∆. Следует признать, что эффекты со значением SES≥1 можно ориентировочно рассматривать как клинически важные, заслуживающие внимания [18].
Результаты
Анализ основных антропометрических данных пациентов трех групп (СИВЛ, ПА, ТИВЛ) показал статистическую однородность (p>0,005) по всем выбранным показателям (табл. 1).
Таблица 1. Статистическое сравнение антропометрических данных пациентов и результаты проверки их межгрупповой статистической однородности дисперсионным анализом
| Показатель | Среднее (95% ДИ) | Значение p | ||
| СИВЛ | ПА | ТИВЛ | ||
| Объем выборки, n | 30 | 15 | 15 | — |
| Возраст, годы | 434853 | 475156 | 254238 | 0,14 |
| Пол, М/Ж | 24/6 | 9/6 | 8/7 | 0,14 |
| Доля мужчин, % | 637990 | 305975 | 305375 | |
| Индекс массы тела, кг/м2 | 262829 | 283033 | 232528 | 0,07 |
| Должная масса тела, кг | 666871 | 616569 | 586571 | 0,36 |
| Шкала ASA | 2,02,22,3 | 2,02,22,3 | 1,82,12,2 | 0,63 |
Примечание. СИВЛ — сочетанная искусственная вентиляция легких; ПА — периодическое апноэ; ТИВЛ — традиционная искусственная вентиляция легких.
Сравнительный анализ основных характеристик камней трех групп пациентов также показал статистическую однородность (p>0,005) по всем выбранным показателям (табл. 2). Размер (диаметр) камней представлен в миллиметрах (мм), плотность — в единицах Хаунсфилда (HU), объем камня (V) — в кубических миллиметрах (мм3).
Таблица 2. Статистическое сравнение характеристик камней у пациентов и результаты проверки их межгрупповой статистической однородности дисперсионным анализом
| Показатель | Среднее (95% ДИ) | p | ||
| СИВЛ | ПА | ТИВЛ | ||
| Объем выборки, n | 30 | 15 | 15 | — |
| Среднее число камней | 0,91,52,3 | 0,61,22,4 | 0,61,32,5 | 0,87 |
| Локализация камней, почка/мочеточник | 33/11 | 13/6 | 16/3 | 0,52 |
| Доля в почках, % | 607485 | 466785 | 628294 | |
| Доля в мочеточниках, % | 152640 | 153354 | 61838 | |
| Размер камней, мм | 7,28,08,8 | 6,97,98,8 | 6,47,58,6 | 0,76 |
| Плотность камней, HU | 90010201130 | 8309901150 | 8109901160 | 0,69 |
| Объем камней, мм3 | 260370490 | 220310390 | 170300430 | 0,93 |
Примечание. СИВЛ — сочетанная искусственная вентиляция легких; ПА — периодическое апноэ; ТИВЛ — традиционная искусственная вентиляция легких; HU — плотность камней в единицах Хаунсфилда.
Проведенный анализ исследуемых показателей у пациентов трех групп продемонстрировал (см. рисунок) высокую корреляцию (r=0,75—0,82) между временем выполнения этапа литотрипсии и литоэкстракции (Т, мин) и объемом камней (V, мм3). Учитывая результаты корреляционного анализа, скорость литотрипсии и литоэкстракции выразили отношением объема камней каждого пациента к времени выполнения данного этапа операции (V/T, мм3/мин). В случаях более одного камня у пациента для анализа V/T объемы камней суммировали.
Рис. Сравнительный статистический анализ отношения объема камней к времени выполнения этапа операции (V/T, мм3/мин) у пациентов трех групп в условиях применения различных анестезиологических методик.
r1, r2, r3 — коэффициенты корреляции (95% ДИ); M1, M2, M3 — средние значения (95% ДИ); p1, p2, p3 — пары крайних значений p для 4 критериев согласия данных с нормальным распределением (Шапиро—Уилка, Андерсона—Дарлинга, Лиллиефорса, Харке—Бера) для групп СИВЛ, ПА и ТИВЛ соответственно; СИВЛ — сочетанная искусственная вентиляция легких; ПА — периодическое апноэ; ТИВЛ — традиционная искусственная вентиляция легких.
В группе СИВЛ V/T составило 17 мм3/мин, в группе ПА — 9 мм3/мин, а в контрольной группе (ТИВЛ) — всего 7 мм3/мин (см. рисунок). Эллипсы вокруг экспериментальных точек — 95% доверительные зоны. Ширина эллипсов отражает силу корреляционной связи: чем уже эллипс, тем сильнее корреляция, тем больше значение коэффициента корреляции.
Вертикальные пунктирные отрезки («усы») под и над коробами — 95% предсказательные интервалы для индивидуальных значений; нижняя и верхняя границы цветных коробов — первый (Q1) и третий (Q3) квартили; кресты — средние значения; светло-серые прямоугольники — 95% ДИ для средних; перетяжки на коробах — медианы (вторые квартили — Q2); ширина «декольте» (вырезов на коробах) отражает границу 95% ДИ для медиан. Неперекрывание ДИ (для средних и/или медиан) наглядно демонстрирует статистически значимые различия (на уровне значимости α=0,05).
Прямые на вероятностных графиках — теоретически ожидаемые спрямленные кумулятивные функции для нормальных распределений. Чем теснее экспериментальные точки группируются вокруг этих прямых, тем лучше согласие данных с нормальным распределением.
Попарные сравнения V/T в анализируемых группах выявили (табл. 3) статистически значимые различия между группами СИВЛ и ПА (p=0,001) и СИВЛ и ТИВЛ (p<0,001), но не между группами ПА и ТИВЛ (p=0,47). Клинически наиболее значимым оказалось преимущество методики СИВЛ по сравнению с ТИВЛ (MD=51015 мм3/мин, SES=0,61,21,9).
Таблица 3. Результаты попарных сравнений отношения объема камней к времени выполнения этапа операции (V/T, мм3/мин) в условиях применения различных анестезиологических методик
| Сравниваемые группы | MD | SES | pTukey | |
| СИВЛ | ПА | 3813 | 0,31,01,6 | 0,001 |
| СИВЛ | ТИВЛ | 51014 | 0,61,21,9 | <0,001 |
| ПА | ТИВЛ | –226 | –0,30,41,2 | 0,47 |
Примечание. СИВЛ — сочетанная искусственная вентиляция легких; ПА — периодическое апноэ; ТИВЛ — традиционная искусственная вентиляция легких; MD — разность средних; SES — стандартизированный размер эффекта; pTukey — p-значение для post hoc HSD-критерия Тьюки.
Согласно результатам нашего исследования, применение ПА позволяет обеспечивать неподвижность операционного поля всего на 3,13,74,2 мин из-за снижения показателей SpO2 с 98,799,299,5% до 92,994,095,0% и PaO2 с 177187197 мм рт.ст. до 84,496108 мм рт.ст. Этого времени недостаточно для завершения литотрипсии, что требовало возобновления ИВЛ с FiO2 100%. При этом отмечалась гиперкапния с PETCO2 49,151,253,1 мм рт.ст. и PaCO2 53,255,457,6 мм рт.ст. с респираторным ацидозом (pH 7,267,287,30 и BE –1,6–1,0–0,4 ммоль/л). Между эпизодами апноэ для восстановления исходных показателей газообмена требовалось проведение ИВЛ в течение 5,96,77,5 мин. В конце эпизодов апноэ значения показателя EtSev составили 1,631,751,85 об.%, а MAC — 0,790,850,89. Такие концентрации севофлурана при ПА поддерживали показатели BIS в пределах 43,344,946,4. Средняя продолжительность этапа литотрипсии и литоэкстракции при СИВЛ составила 30 мин, длительность всей операции — 62 мин, при ПА — 41 мин и 69 мин, при ТИВЛ — 49 мин и 74 мин соответственно.
Обсуждение
Полученные в нашем исследовании результаты УРС в условиях СИВЛ, включающей ВЧСВ, показали более высокую скорость литотрипсии и литоэкстракции по сравнению с результатами 11,7 мм3/мин, представленными M. Popiolek и соавт. при использовании ВЧВПД [9].
Кроме того, недостатком ВЧВПД является ограничение ЧДЦ 100—110 в минуту, так как при более высоком уровне ЧДЦ вследствие увеличения конечного экспираторного давления при данной методике повышается опасность баротравмы легких [10]. Поскольку аппараты высокочастотной ИВЛ не могут обеспечить подачу ингаляционных анестетиков при анестезиологическом обеспечении операций, ВЧСВ применяется в условиях ТВВА [6, 19]. При проведении ТВВА настоятельно рекомендуются контроль скорости инфузии анестетика для обеспечения его необходимой плазменной концентрации и использование BIS-мониторинга [19]. Преимуществом предложенного нами варианта СИВЛ является возможность ингаляции севофлурана под контролем концентраций с обеспечением достаточной глубины выключения сознания пациента [13].
Полученные в настоящем исследовании результаты УРС в условиях ОКА с применением СИВЛ сопоставимы с представленными V. Kourmpetis и соавт. результатами скорости (19,3 мм3/мин) выполнения этапа литотрипсии опытными урологами в условиях МИВЛ. Однако проведение МИВЛ сопровождалось повышением средних показателей парциального давления углекислого газа в конечной порции выдыхаемого газа (PETCO2) с 36 мм рт.ст. до 50 мм рт.ст. [11]. Умеренная гиперкапния считается достаточно безопасным состоянием, тогда как выраженная гиперкапния может привести к респираторному ацидозу с последующими тяжелыми осложнениями со стороны сердечно-сосудистой и центральной нервной системы [20].
В работе А.В. Алексеева подробно рассмотрены и представлены негативные эффекты, связанные с действием гиперкапнии на различные системы организма. Показано, что уровень гиперкапнии до 50—60 мм рт.ст. в условиях достаточной оксигенации сопровождается повышением скорости мозгового кровотока, ударного объема сердца и показателей сократимости правого и левого желудочка, а также сопротивления капиллярного русла легочного кровотока [21]. Перечисленные негативные эффекты гиперкапнии ограничивают продолжительность применения методики МИВЛ у возрастных пациентов с сопутствующей сердечной и легочной патологией [14]. Общим недостатком обсуждаемых исследований респираторных методик является отсутствие данных анализа газового состава и кислотно-основного состояния крови. Поэтому при использовании ПА и МИВЛ необходимо помнить о возможных осложнениях гиперкапнии.
Сочетание ВЧСВ и МИВЛ позволяет обеспечивать необходимую минутную вентиляцию легких с поддержанием нормокапнии в течение всего этапа литотрипсии и литоэкстракции при УРС [13].
В условиях прекращения ингаляции севофлурана при апноэ и, соответственно, выведения анестетика при ПА поддерживалась достаточная глубина выключения сознания пациента с показателями, соответствующими рекомендованным значениям BIS (в пределах 40—60 условных единиц) [22]. Во всех трех группах ни у одного пациента не наблюдались значительные электрокардиографические и гемодинамические нарушения как при ТИВЛ, так и в условиях применения СИВЛ и ПА.
Недостатком методики ПА является необходимость предварительной преоксигенации перед апноэ и проведения ИВЛ после апноэ до восстановления исходных показателей газообмена.
Улучшение хирургических условий при СИВЛ на этапе литотрипсии по сравнению с методами ПА и ТИВЛ достигается за счет уменьшения частоты и плавности амплитуды смещений операционного поля (почка, мочеточник, камень).
Заключение
Применение в условиях общей комбинированной анестезии сочетанной искусственной вентиляции легких, включающей катетерную высокочастотную струйную вентиляцию и малообъемную искусственную вентиляцию легких, создает лучшие условия для работы урологов по сравнению с методикой периодического апноэ и традиционной объемной искусственной вентиляцией легких, что позволяет значительно сократить продолжительность лазерной фрагментации и удаления камней верхних мочевых путей при уретерореноскопии.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.