Введение
Однолегочная вентиляция (ОЛВ) является «золотым стандартом» при выполнении видеоторакоскопических (ВТС) оперативных вмешательств на органах грудной полости [1, 2]. При этом создают коллапс легкого, который обеспечивает оптимальный хирургический доступ [1, 3]. Общепринятой методикой ОЛВ является интубация двухпросветной эндотрахеальной трубкой [3]. Однако при изоляции одного легкого нарушаются вентиляционно-перфузионные отношения, что в 5—10% случаев приводит к клинически значимой гипоксемии [4]. Гипоксемия, несмотря на относительно небольшую частоту ее возникновения, может представлять существенную проблему, влияющую как на результаты операции, так и на частоту послеоперационных осложнений [4—6]. При гипоксемии в процессе ОЛВ снижается доставка кислорода, что может привести к повреждению жизненно важных органов, в том числе миокарда; особо критичные последствия могут проявиться у пациентов с ишемической болезнью сердца [4].
Для решения этой проблемы предложено несколько методик, применение которых способствует улучшению вентиляционно-перфузионного отношения. Для невентилируемого легкого может быть применена высокочастотная вентиляция легкого (ВЧВЛ) [7]. При использовании струйной методики ВЧВЛ в невентилируемое легкое подается прерывистый поток кислорода с заданной частотой и давлением, что приводит к улучшению оксигенации во время ОЛВ. Однако данная методика имеет и свои недостатки: ВЧВЛ оказывает неблагоприятное влияние на пациентов с обструктивным компонентом вентиляционных нарушений [8], а также увеличивает риск баротравмы во время оперативного вмешательства.
Как альтернативный способ вентиляционной поддержки, в независимое легкое может подаваться кислород с постепенным увеличением давления. Независимое легкое постепенно раздувается потоком кислорода, создавая в дыхательных путях постоянное положительное давление. В англоязычной литературе этот метод известен как СРАР (Continuous Positive Airway Pressure). Эту методику широко применяют во многих клиниках, но однозначного мнения относительно эффективности ее применения до сих пор нет. Одни исследовательские группы предлагают использовать методику постоянного положительного давления независимого легкого в широких пределах давления от 5 до 20 см вод. ст. [9]. Однако по мнению других авторов [10], применение высокого уровня постоянного положительного давления 15—20 см вод. ст. в независимом легком для улучшения оксигенации не превышает эффективности применения низкого уровня 5—10 см вод. ст. При этом применение положительного давления 15—20 см вод. ст. приводит к сильному раздуванию независимого легкого и, соответственно, влияет на гемодинамику в нем. Раздутые альвеолы сдавливают интраальвеолярные капилляры, повышают сосудистое сопротивление в независимом легком и вызывают значительные гемодинамические изменения. Кроме того, сильно раздутое легкое заполняет плевральную полость и нарушает условия для выполнения хирургического вмешательства.
Альтернативной методикой для коррекции гипоксемии при ОЛВ может являться высокопоточная инсуффляция кислорода (ВПИ). ВПИ хорошо зарекомендовала себя, по мнению отечественных и зарубежных ученых, в лечении дыхательной недостаточности при пневмониях, отлучении от длительной респираторной поддержки, а также в снижении риска повторной интубации после экстубации [11—13]. В феврале 2019 г. в журнале Journal of Anesthesia and Clinical Research A. Duwat и соавт. опубликовано клиническое наблюдение 11 пациентов, которым применена ВПИ кислорода для коррекции гипоксемии во время ОЛВ [14].
Следует также отметить, что сведения о применении различных потоков ВПИ в процессе ОЛВ, а также об их влиянии на показатели газового состава крови в литературе не обнаружены.
Цель исследования — оценить возможность и эффективность применения высокопоточной инсуффляции кислорода невентилируемого легкого с различными параметрами при однолегочной вентиляции.
Материал и методы
Исследование одобрено независимым этическим комитетом при Военно-медицинской академии (выписка их протокола №246 от 22 декабря 2020 г.) и проведено на базе СПб ГБУЗ ГКОД. Возраст исследуемых от 44 до 74 лет (59,0±9,2 года). Выполнено 437 ВТС оперативных вмешательств (лобэктомий) пациентам со злокачественными образованиями периферического бронха T1—2N0M0. Всем кандидатам на участие в исследовании оценивали физиологический статус по классификации Американского общества анестезиологов (ASA), выполняли электрокардиографию и исследование функции внешнего дыхания.
Критериями включения в исследование служили: возраст старше 18 лет, оперативные вмешательства в виде ВТС лобэктомий, снижение уровня сатурации <92% во время проведения ОЛВ продолжительностью более 15 мин. Критериями невключения считали: возраст старше 75 лет, функциональный статус выше 2-го класса по шкале ASA, в том числе декомпенсированную дыхательную недостаточность в предоперационном периоде (ОФВ1/ФЖЕЛ <25%), отказ пациента от участия в исследовании.
Критерии исключения: расширение оперативного вмешательства (билобэктомия/пневмонэктомия), нестабильность гемодинамики (среднее артериальное давление (САД) <60 мм рт.ст.), вынужденная двухлегочная вентиляция легких (продолжение десатурации после 15 мин, несмотря на дополнительную оксигенацию).
В ходе исследования десатурацию <92% в процессе ОЛВ наблюдали у 42 пациентов. Исключено 2 пациента из-за расширения оперативного вмешательства и кровотечения. Итоговое число пациентов, включенных в анализ, составило 40.
Структура оперативных вмешательств: левосторонняя верхняя лобэктомия — 16 (40%) случаев, левосторонняя нижняя лобэктомия — 8 (20%) случаев, правосторонняя верхняя лобэктомия — 8 (20%) случаев, правосторонняя средняя и нижняя лобэктомия по 4 (по 10%) случая.
Всем пациентам осуществляли периферический венозный доступ. Катетеризировали лучевую артерию с целью забора артериальной крови на исследование газового состава и инвазивного измерения артериального давления. Производили пункцию и катетеризацию эпидурального пространства на уровне ThV—ThVI. Катетер заводили на 4—5 см в краниальном направлении. Индукцию анестезии производили внутривенным введением пропофола в дозе 2 мг на 1 кг массы тела, фентанила 3,0 мкг на 1 кг массы тела, рокурония бромида 0,6 мг на 1 кг массы тела. Выполняли прямую последовательную ларингоскопию и интубацию трахеи: установку двухпросветной трубки (ДПТ), верификацию правильности установки с применением видеобронхоскопа. Подбор размера ДПТ осуществляли согласно представленной производителем рекомендации: женщинам ростом ниже 160 см — 35 Fr; выше 160 см — 37 Fr; мужчинам ниже 170 см — 39 Fr, выше 170 см — 41 Fr. Поддержание анестезии: севофлуран в дозе одной минимальной альвеолярной концентрации. Искусственную вентиляцию проводили наркозно-дыхательным аппаратом Primus («Dräger Medical GmbH», Германия) в режиме Volume Mode. Дыхательный объем устанавливали из расчета 4—6 мл на 1 кг массы тела, а частоту дыхания для достижения PetCO2 35—45 мм рт.ст., постоянное положительное давление в конце выдоха — 5 см водн. ст., FiO2 в подаваемой воздушной смеси начинали с 0,5. Поддержание аналгезии: продленная эпидуральная блокада раствором ропивакаина в дозе 12—20 мг/ч. Исследование разделили на три этапа (I, II, III). На I этапе применяли однолегочную ИВЛ с фракцией кислорода (FiO2) 1,0 в условиях коллапса оперируемого легкого. На II этапе этим пациентам продолжали однолегочную ИВЛ с FiO2=1,0 и использовали ВПИ в оперируемое легкое со скоростью 40 л/мин, FiO2=0,5 в течение 15 мин. На III этапе при тех же условиях скорость потока ВПИ увеличивали до 50 л/мин, FiO2=0,5 в течение 15 мин.
ВПИ кислорода подавали аппаратом AirVo 2, «Fisher&Paykel» (Новая Зеландия) в соответствующий просвет ДПТ в независимое легкое через трахеостомический переходник OPTIFLOW (см. рисунок). После выполнения ВПИ в течение 15 мин производили забор артериальный крови для анализа газового состава, фиксировали показатели вентиляции, мониторинга.
Высокопоточная инсуффляция кислорода через двухпросветную трубку для OLV с помощью трахеостомического адаптера.
На всех исследовательских этапах регистрировали следующие параметры: напряжение кислорода в артериальной крови (PaO2), напряжение углекислого газа в артериальной крови (PaCO2), сатурацию артериальной крови (SaO2), показатели пульсоксиметрии (SpO2), САД. Данные показатели фиксировали на 15-й минуте ОЛВ и на 15-й минуте применения ВПИ с разными скоростями потока (40 л/мин и 50 л/мин, FiO2 0,5).
Статистический анализ произведен с применением программы статистической обработки данных SPSS 23. При оценке характера распределения в совокупности по выборочным данным применяли тест Колмогорова—Смирнова. Для сравнительных исследований между этапами применяли двухфакторный дисперсионный анализ (ANOVA) для связанных выборок, при нормальности распределения. Для повторных измерений при ненормальности распределения или неравенства дисперсий применяли тест Фридмана, для выявления статистически значимых различий — критерий Вилкоксона. Данные представлены в виде медианы, 1-го и 3-го квартилей — Me (Q1; Q3). Статистически значимыми считали различия при p<0,05.
Результаты
Полученные результаты представлены в таблице. Выявлено, что при применении ВПИ уровень SpO2 на II и III этапах статистически значимо увеличивался по сравнению с только одной ОЛВ (p<0,05). При сравнении показателей на II и III этапах статистически значимые различия не установлены. При применении ВПИ увеличивался уровень PaO2. При сравнении показателей на II и III этапах выявлены статистически значимые различия (p<0,05). На III этапе уровень PaO2 оказался выше.
Лабораторные показатели у пациентов исследуемых групп на этапе проведении однолегочной вентиляции и высокопоточной инсуффляции кислорода
|
Показатель |
Исходный уровень |
ВПИ (40 л/мин) |
ВПИ (50 л/мин) |
p |
T; Z |
|
SpO2, % |
91,5 (90; 92)* ^ |
98,0 (98,0; 99,0)* |
98,0 (98,0; 99,0)^ |
<0,001 |
210; –3,95 |
|
PaO2, мм рт.ст. |
67,7 (63,1; 81,2)* ^ |
98,7 (91,1; 130,1)* # |
105,1 (98,9; 141,3)# ^ |
<0,001 |
210; –3,92 |
|
SaO2, % |
90,4 (89,2; 91,2)* ^ |
96,8 (96,3; 97,6)* # |
97,3 (96,7; 98,1)# ^ |
<0,001 |
210; –3,92 |
|
PaCO2, мм рт.ст. |
42,5 (40,5; 46,0) |
41,5 (40,0; 45,6) |
42,2 (40,0; 46,8) |
0,5 |
126; –0,78 |
|
САД, мм рт.ст. |
67,0 (64,3; 69,0) |
69,0 (67,0; 70,0) |
69,0 (65,5; 71,8) |
0,06 |
126; –1,77 |
Примечание. Данные представлены в виде медианы, 1-го и 3-го квартилей — Me (Q1; Q3). SpO2 — сатурация крови методом пульсоксиметрии; PaO2 — напряжение кислорода в артериальной крови; SaO2 — сатурация артериальной крови кислородом; PaCO2 — напряжение углекислого газа в артериальной крови; САД — среднее артериальной давление. * — p<0,05 сравнение показателей на I и II этапах; # — p<0,05 сравнение показателей на II и III этапах; ^ — p<0,05 сравнение показателей на I и III этапах.
При сравнении уровней SaO2 выявлены различия на II и III этапах исследования. На III этапе этот показатель оказался самым высоким. Между показателями II и III этапов имелись статистически значимые различия (p<0,05) по SaO2, но при этом уровень SaO2 находился в референтных пределах. При сравнении показателя PaCO2 не было статистически значимых различий на всех этапах (p>0,05). Сравнение уровней САД на всех этапах не показало статистически значимых различий (p>0,05).
Обсуждение
Результаты проведенного исследования показали, что ВПИ в невентилируемое легкое во время торакальных операциях при возникновении гипоксемии является эффективным способом поддержания уровня газообмена в легких. Подключение ВПИ происходит через переходник для трахеостом OPTIFLOW (см. рисунок) в контур изолированного легкого.
Большим преимуществом применения ВПИ является подача увлажненной и подогретой до физиологичного уровня кислородно-воздушной смеси с невысокой (0,21—0,50) концентрацией кислорода. По некоторым данным, использование 100% кислорода приводит к развитию кислородной интоксикации, увеличению уровня окислительного стресса и патологическим изменениям, сходным с синдромом острого повреждения легких [1, 2]. Пока до конца не ясно, какой уровень FiO2 является безопасным, однако при критической гипоксемии применение ВПИ является более предпочтительным методом борьбы с гипоксемией. Одним из основополагающих факторов ВПИ является уменьшение объема мертвого пространства за счет использования высокого потока инсуффляции [15].
В ходе исследования выявлено положительное влияние на оксигенацию на II и III этапах по сравнению с исходной традиционной ОЛВ: наблюдался значимый прирост по таким показателям как SpO2, SaO2, PaO2. Не выявлено какое-либо влияние на показатели PaCO2 и САД.
Несмотря на то, что статистическое различие есть, эти величины при разных потоках вкладываются в нормальные значения. Вероятно, это различие в группах ВПИ связано с большим давлением в дыхательных путях при увеличении потока. В исследовании A.L. Lampland и соавт. выявлено, что ВПИ через носовые канюли приводит к увеличению давления в дыхательных путях по мере увеличения потока [16]. В исследовании J.E. Ritchie и соавт. применяли добровольцам ВПИ через носовые канюли FiO2 0,6 и скоростью потока 10, 20, 30, 40 и 50 л/мин с закрытым и с открытым ртом, тем самым создавая открытый и полуоткрытый контуры [17]. С возрастанием потока у добровольцев с закрытым ртом увеличивалось положительное давление в дыхательных путях, с открытым — не менялось. Можно предположить, что давление, создаваемое в полуоткрытом контуре, в таком как трахеальный порт ДПТ, коррелирует с моделью пациента с закрытым ртом, тем самым создавая небольшое положительное давление в независимом легком.
W. Chatila и соавт. в своем исследовании не обнаружили изменение уровня PaCO2 в артериальной крови у пациентов с низкопоточной и высокопоточной инсуффляцией [18]. В нашем исследовании также выяснилось, что уровень PaCO2 не меняется в зависимости от выбора скорости потока.
Заключение
Высокопоточная инсуффляция кислорода со скоростью потока 40 л/мин и 50 л/мин при однолегочной вентиляции позволяет эффективно корригировать гипоксемию при видеоторакоскопических операциях.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.