Введение

Послеоперационные легочные осложнения (ПЛА) относятся к основным нежелательным явлениям у пациентов после кардиохирургических вмешательств. Их частота составляет 10—35% в зависимости от различий в определении ПЛА, особенностей пациентов и вида хирургического вмешательства [1—4]. Эти осложнения могут оказывать значительное влияние на смертность, продолжительность госпитализации и затраты на лечение [5—7]. После всевозможных кардиохирургических вмешательств пациенты имеют наиболее высокий риск развития легочных осложнений в ближайшем послеоперационном периоде, что связывается с использованием искусственного кровообращения (ИК), применением циркуляторного ареста (ЦА), механической травмой легкого, относительно большим объемом кровопотери и гемотрансфузии, продленной искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и применением при этом «жестких» режимов, нарушением целостности каркаса грудной клетки, медикаментозным угнетением дыхательного центра, слабостью дыхательной мускулатуры и другими факторами [8—11]. Это может приводить к нарушению дренажной функции трахеобронхиального дерева, гиповентиляции легких, образованию ателектазов, уменьшению числа вентилируемых альвеол, снижению жизненной емкости легких и, как следствие, развитию дыхательной недостаточности [12, 13]. В настоящее время для профилактики и лечения различных осложнений, в том числе легочных, в послеоперационном периоде кроме медикаментозного лечения используются различные методы немедикаментозной респираторной терапии, а во многих клиниках мира — и как стандартная физиотерапевтическая помощь, включенная в протокол ведения послеоперационных больных [14—20]. К их числу относятся мануальный массаж грудной клетки, виброакустический массаж легких, вибрационная терапия с использованием положительного давления на выдохе (PEP-терапия), наружный массаж грудной клетки с использованием высокочастотных компрессионных устройств (жилетов) [21—23]. Эти технологии направлены на облегчение клиренса дыхательных путей и улучшение функции легких в различных клинических условиях. Одним из направлений немедикаментозной респираторной реабилитации является осцилляторная PEP-терапия (от англ. positive expiratory pressure — положительное давление на выдохе), суть которой заключается в применении спиротренажера, создающего положительное давление и обратную осциллирующую волну на выдохе с частотой, близкой к частоте колебания ресничек эпителия трахеобронхиального дерева. Эти воздействия способствуют расправлению ателектазированных участков легких и более эффективному отхождению бронхиального секрета, что приводит к улучшению газообменной функции легких. По данным литературы, этот метод с хорошим эффектом широко применяются в терапевтической практике у пациентов с ХОБЛ, муковисцидозом, бронхиальной астмой, однако использование их у кардиохирургических пациентов в литературе освещается крайне недостаточно, в связи с чем такая проблема остается актуальной и требует дальнейшего изучения [24, 25].

Цель настоящего исследования — определить эффективность стимулирования эвакуации бронхиального секрета с помощью осцилляторной PEP-терапии, проводимой в течение первых трех суток, для восстановления функционального состояния легких и профилактики развития легочных осложнений у больных после больших реконструктивных кардиохирургических операций.

Материал и методы

Выполнялся рандомизированный проспективный набор пациентов после плановых кардиохирургических операций, реконструктивных вмешательств на аорте, ее ветвях, проведенных в ФГБНУ РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского в 2021—2023 гг. Работа выполнена на основании протокола, зарегистрированного на ClinicalTrials.gov, номер протокола NCT05159401. В представленной работе изучены 30 больных — основная группа (58,5±9,3 года), в которой в качестве респираторной PEP-терапии применяли прибор Acapella (AcapellaDHGreen, SmithMedicalASD, США). Кроме того, дополнительно в исследование включена контрольная группа пациентов (30 человек, 60±8,9 года) после кардиохирургических операций, которым не проводились никакие методы респираторной терапии, а исследования функции внешнего дыхания и показатели газообмена выполнены в 1-е сутки послеоперационного периода и в конце третьих суток после окончания операции.

Критерии включения для обеих групп: возраст старше 18 лет, самостоятельное дыхание после экстубации трахеи, возможность поддержания адекватного газообмена на фоне ингаляции кислорода, ясное сознание и продуктивный контакт с пациентом, адекватное обезболивание (≤2 баллов) по 10-балльной визуально-аналоговой шкале боли (ВАШ). Критерии невключения: необходимость проведения ИВЛ, неинвазивной масочной вентиляции легких или высокопоточной оксигенотерапии, острое нарушение мозгового кровообращения, шоки различной этиологии, продолжающееся кровотечение, экстракорпоральные методы детоксикации, любые нервно-мышечные заболевания, пневмоторакс, гидро- или гемоторакс. Процедуры выполняли через 10—12 ч после экстубации трахеи, для больных основной группы — в утреннее, дневное и вечернее время в течение 3 сут после операции (суммарно 9 процедур у каждого пациента). Перед проведением процедуры пациентам предлагалось оценить выраженность болевого синдрома по шкале ВАШ. При количестве баллов более 2 выполнялось обезболивание по принятой в отделении схеме препаратами, не влияющими на функцию дыхания (ацетаминофен в дозе 1 г в/в, 50—100 мг трамадола в/в или 100 мг кетопрофена в/м). Для оценки эффективности применяемой методики перед первой процедурой и через 20 мин после ее окончания при дыхании воздухом регистрировали насыщение крови кислородом по пульсоксиметру (SpO₂). Эффективность отхождения мокроты при кашле до и после сеанса оценивали в баллах: 0 — отсутствие или скудное отхождение мокроты, 1 — продуктивное поступление мокроты. Измерение максимальной емкости вдоха (МЕВд) в послеоперационном периоде проводили через 10—12 ч после экстубации трахеи и перевода пациента на спонтанное дыхание с помощью побудительного спирометра Coach-2 (SmithsMedical, США). Методика проведения спирометрии: после инструктажа и под контролем врача-реаниматолога пациент выполняет полный вдох и выдох, затем берет в рот загубник и медленно делает максимально глубокий вдох. Измерение проводилось трижды, после чего вычисляли средний показатель МЕВд — сумму дыхательного объема и резервного объема вдоха. Выполнялась также спирометрия с использованием портативного спирометра Spiro Scout (Schiller, Швейцария) (принцип работы датчика потока — ультразвуковой). Спирометрическое исследование проводилось с учетом инструкции по эксплуатации устройства и существующих рекомендаций по проведению спирометрии [26]. Измерение проводилось трижды, критерием правильного выполнения спирометрии являлась величина ЖЕЛ в пределах 150 мл от максимальной, полученной в рамках данной тестовой сессии. При этом измеряли ряд спирометрических показателей, однако для целей данной работы использовался суммарный показатель максимальной емкости вдоха (СМЕВд) — сумму дыхательного объема в мл (VT) и резервного объема вдоха в мл (IRV).

Регистрировались любые нежелательные явления в связи с проведением процедуры, выполнялось рентгенологическое исследовании легких до и после окончания 3 сут, оценивались количество осложнений (повторная интубация трахеи, развитие пневмонии), длительность пребывания в стационаре. Все вышеописанные исследования проводились до и после использования вибрационных воздействий на легкие при каждой процедуре в основной группе (всего по 18 исследований у одного пациента), в контрольной группе — по два исследования на одного больного в 1-е и 3-и сутки послеоперационного периода. В табл. 1 представлено распределение больных по видам оперативного вмешательства. В дооперационном периоде не было достоверных различий между основной и контрольной группами по частоте имевшихся заболеваний в системе дыхания — ХОБЛ, бронхиальная астма, хр. бронхит курильщика, бронхоэктатическая болезнь (20,0 и 16,7% соответственно, p>0,05). Все заболевания находились в стадии ремиссии.

Таблица 1. Распределение больных по видам оперативного вмешательства

Операции проводили с использованием сбалансированной многокомпонентной анестезии (пропофол, мидазолам, кетамин, фентанил, севофлуран). Миоплегию осуществляли дробным введением пипекурония бромида. С целью защиты миокарда использовали кардиоплегию по методике del Nido, кровяную кардиоплегию, или раствор «Кустодиол». Пациентам при реконструктивных вмешательствах на дуге аорты операции проводились в условиях гипотермии, циркуляторного ареста и антеградной перфузии головного мозга. После операции обезболивание проводили по схеме — в/в ацетаминофен в дозе 1 г до 4 раз в сутки с добавлением в/в 50—100 мг трамадола или 20 мг тримеперидина в/м в зависимости от показателя ВАШ.

Статистический анализ выполнен с помощью программы Statistica 10.0 (разработчик — Stat Soft.Inc). Полученные в ходе исследования результаты были оценены согласно закону нормального распределения в соответствии с критерием Шапиро—Уилка. Материалы исследования были подвергнуты статистической обработке с использованием методов параметрического и непараметрического анализа. В случае описания количественных показателей, имеющих нормальное распределение, проводился расчет средних арифметических величин (M) и стандартных отклонений (SD). Совокупности количественных показателей, распределение которых отличалось от нормального, описывались при помощи значений медианы (Me) и 10 и 90 процентилей. Статистическая значимость различий количественных показателей, имеющих нормальное распределение между группами, оценивалась при помощи однофакторного дисперсионного анализа путем расчета критерия F с поправкой на множественные сравнения Бонферрони. При сравнении нескольких выборок количественных данных, имеющих распределение, отличное от нормального, использовался критерий Краскела—Уоллиса. Сравнение номинальных данных проводилось при помощи критерия χ² Пирсона и точного критерия Фишера. Статистически значимыми считались показатели при p<0,05.

Результаты

У подавляющего большинства пациентов (90%) до проведения первой процедуры осцилляторной PEP-терапии были зафиксированы затруднения эвакуации бронхиального секрета и неэффективность кашлевых усилий. После 9-ти проведенных процедур пассаж мокроты значительно улучшился, о чем свидетельствовало достоверное (p=0,046) увеличение в 3 раза числа больных с продуктивным ее отхождением (табл. 2). Показатель МЕВд почти у половины пациентов как в основной, так и в контрольной группе, до процедуры был в диапазоне низких значений (200—800 мл), почти у четверти больных он превышал 1500 мл. После проведения 9 процедур число больных, имеющих его значения более 1500 мл, достоверно увеличилось в 3,28 раза (табл. 3). В контрольной группе, в которой не проводилась респираторная терапия, к концу 3-х суток (что соответствовало окончанию 9-й процедуры основной группы) число больных, имеющих значения МЕВд более 1500 мл, увеличилось только на 6,7% по сравнению с исходом. Общий прирост (Ср. ∆) МЕВд в основной группе после проведения 9-й процедуры превышал 1000 мл (табл. 4), в то время как в группе контроля этот прирост составил лишь 275 мл (p<0,001). Как видно из представленных данных, по сравнению с контрольной группой применение респираторной PEP-терапии сопровождалось более выраженными положительными изменениями регистрируемых параметров: МЕВд, СМЕВд и прироста SpO₂. Мы проанализировали изменение количества пациентов со снижением оксигенирующей функции легких (SpO₂≤92%) до и после окончания осцилляторной PEP-терапии и в контрольной группе в конце третьих суток после операции. Обнаружено (табл. 5), что проведение 9 процедур осцилляторной PEP-терапии приводило к значительному снижению числа больных с ДН, такая же тенденция наблюдалась и у пациентов контрольной группы (различия между группами недостоверны). Однако в основной группе прирост МЕВд составил в среднем 46,9% (p=0,005), в то время как в контрольной группе — 21,3% (p=0,001) с достоверностью различий (p=0,042).

Таблица 2. Продуктивное отхождение мокроты в послеоперационном периоде при проведении респираторной PEP-терапии у кардиохирургических больных и в контрольной группе к концу 3 суток

Примечание. p — достоверность различий внутри группы до и после сеанса; p₁ — достоверность различий между группами.

Таблица 3. Изменение максимальной инспираторной емкости легких до и после сеанса осцилляторной PEР-терапии

Примечание. p₁ — достоверность различий частоты встречаемости показателей до 1 сеанса и после 9 сеанса в группе PEP-терапии; p₂ — достоверность различий частоты встречаемости показателей после 9 сеанса между группой PEP-терапии и контрольной группой.

Таблица 4. Сравнительная характеристика некоторых показателей газообмена и параметров внешнего дыхания у кардиохирургических больных в послеоперационном периоде при проведении респираторной терапии методом PEP-терапии (1 и 9 сеансы; медиана, 10 и 90 процентилей или M±SD)

Примечание: МЕВд — максимальная инспираторная емкость легких; СМЕВд — максимальная емкость вдоха по спирографу — сумма дыхательного объема в мл (VT) и резервного объема вдоха в мл (IRV). SpO₂ — насыщение крови кислородом по пульсоксиметру; p₁ — достоверность различий внутри групп; p₂ — достоверность различий между группами.

Таблица 5. Частота встречаемости нарушения оксигенирующей функции легких до 1 сеанса и после проведения 9 сеансов PEP-терапии у пациентов с использованием осцилирующей PEP-терапии и в контрольной группе, n (%)

Примечание: p — достоверность различий в частоте встречаемости SpO₂≤92% в каждой группе до проведения сеанса респираторной терапии и после их окончания.

Для оценки влияния осцилляторной PEP-терапии у кардиохирургических больных на динамику рентгенологических изменений в легких мы провели сравнительный анализ выявленных изменений до начала воздействия и по окончании проведения процедур (к 4-м суткам после операции). Полученные результаты представлены в табл. 6.

Таблица 6. Результаты рентгенологического исследования легких до проведения осцилляторной PEP-терапии и после окончания воздействия (9 сеансов), n (%)

Примечание. p — достоверность различий в частоте встечаемости изменений в легких в каждой группе до проведения сеанса респираторной терапии и после их окончания.

Если до проведения реабилитационных процедур суммарно у 58,3% больных обеих групп после окончания операции были выявлены различного рода рентгенологические изменения в легких (гиповентиляция легочной ткани, ателектазы или сочетание того и другого), то к окончанию респираторной терапии и пребывания в стационаре частота этих изменений снизилась до 26,7%, т.е практически в 2 раза (p<0,001). Однако в группе PEP-терапии это снижение было значительно более существенным (в 7 раз, p<0,001), в то время как в контрольной группе частота встречаемости рентгенологических изменений в легких практически не изменилась и оставалась на высоком уровне (p=0,48). Ни у одного пациента исследуемых групп в послеоперационном периоде не развилась пневмония. Большое число кардиохирургических больных (29 из 60 пациентов, 48,3%) отмечали различного рода дискомфорт при проведении прикроватной спирографии, особенно в основной группе, пациентам которой она проводилась три раза в день до и после процедур респираторной терапии, т.е. 6 раз в день. При проведении функциональных проб на прикроватном спирографе (в основном в первые двое суток послеоперационного периода) возникали различного рода жалобы (непонимание процедуры, тошнота, сердцебиение, головокружение), что привело к сложностям выполнения спирографии, в то время как использование побудительного спирометра у этих же пациентов подобных ощущений не вызывало. Других побочных эффектов нами не выявлено. Из 30 пациентов основной группы, включенных в исследование, у 2 (6,7%) пациентов на 4-е сутки после операции развились пароксизмы фибрилляции предсердий. Эти события были расценены как несвязанные с выполнением процедур. Летальных исходов в обеих группах не отмечалось. Все больные выписаны через 7—11 дней после операции, средняя продолжительность госпитализации составила 7,3±1,5 и 7,7±1,8 сут соответственно в основной и контрольной группах без достоверной разницы.

Обсуждение

Несмотря на значительный прогресс кардиохирургии и внедрение в повседневную практику реанимационных отделений различных новых методов профилактики и лечения легочных осложнений, проблема ПЛО остается достаточно актуальной. Немедикаментозная респираторная реабилитация, направленная на очищение дыхательных путей у пациентов с усиленной продукцией мокроты и бронхо-обструктивным синдромом, широко освещена у больных терапевтического профиля с описанием различных модификаций устройств для проведения PEP-терапии, которые различаются по величине устанавливаемого давления выдоха, диаметра резистора, частоте обратной пульсирующей волны и другим характеристикам [27—30]. PEP-терапия, которую проводят с помощью различного типа устройств, создающих положительное давление на выдохе и вибрационные колебания, была разработана в конце прошлого века в качестве альтернативы обычным физиотерапевтическим процедурам [31]. Небольшие клинические исследования у больных после аорто-коронарного шунтирования (АКШ) и торакальных операций показали улучшение трахеобронхиального клиренса и комфорта пациентов в результате PEP-терапии по сравнению со стандартными методами физиотерапии, что достигается за счет прироста максимальной инспираторной емкости легких и увеличения насыщения крови кислородом и связано, скорее всего, с улучшением дренажной функции легких [32, 33].

Учитывая то, что после проведения 9-ти процедур осцилляторной PEP-терапии нами зафиксировано достоверное снижение (в 3 раза) затруднений в эвакуации бронхиального секрета, можно говорить о положительном влиянии PEP-терапии на его пассаж. Наши результаты согласуются с данными других авторов [26, 34], показавших комфортность, безопасность и эффективность использования данной технологии. Полученный выраженный прирост уровня насыщения крови кислородом по пульсоксиметрии, достоверное увеличение в 3,28 раза после проведения 9 процедур числа больных, имеющих значения МЕВд более 1500 мл и параллельное увеличение СМЕВд можно объяснить улучшением проходимости дыхательных путей и объема вентилируемых альвеол. Эффект PEP-терапии подтверждает и тот факт, что в контрольной группе, в которой не проводилась достаточная респираторная терапия, к концу 3-х суток (что соответствовало окончанию 9-й процедуры основной группы) число больных, имеющих значения МЕВд более 1500 мл, осталось на низком уровне по сравнению с исходом, а общий прирост (Ср. ∆) МЕВд в основной группе после проведения 9-й процедуры превышал 1000 мл, в то время как в группе контроля он составил лишь 275 мл (p<0,001). Нами обнаружено, что увеличение эффективности пассажа мокроты и улучшение показателей газообмена при применении осцилляторной PEP-терапии были более значимыми у пациентов с послеоперационной ДН, о чем может свидетельствовать то, что проведение осцилляторной PEP-терапии приводило к значительному снижению числа больных с ДН, такая же тенденция наблюдалась и у пациентов контрольной группы без достоверной разницы между группами. У больных с ДН прирост МЕВд в основной группе по сравнению с исходом был вдвое больше, и чем в контрольной, составляя в среднем, 46,9 и 21,3% соответственно (p=0,042).

В качестве метода оценки влияния процедуры стимуляции кашля на функцию внешнего дыхания мы использовали параллельное с прикроватной спирометрией измерение МЕВд с помощью побудительного спирометра. Общеизвестно, что спирометрия является наиболее точным методом исследования функции внешнего дыхания, однако, учитывая, что мы проводили исследования в ближайшие часы после больших кардиохирургических операций, после продленной ИВЛ и экстубации трахеи, выполнение полноценной спирометрии представлялось достаточно сложным, о чем свидетельствует то, что большое число кардиохирургических больных отмечали различного рода дискомфорт при проведении прикроватной спирографии. Согласно полученным в ходе нашей работы промежуточным результатам [34] метод определения суммарной максимальной емкости вдоха (СМЕВд) с помощью спирографии может быть заменен методом побудительной спирометрии в раннем послеоперационном периоде после кардиохирургических операций, так как значения среднего прироста СМЕВд и МЕВд не имели достоверных статистических отличий при сравнении двух методов. Известно, что сама по себе побудительная спирометрия при многократном ее применении оказывает положительное влияние на газообменную функцию легких. Так, в работе [35] была показана высокая эффективность побудительной спирометрии как меры профилактики послеоперационного снижения ОФЛ, обусловленного нарушением вентиляционно-перфузионного отношения. Мы считаем, что вклад самóй побудительной спирометрии в увеличение объема вентилируемых альвеол и улучшение газообмена при использовании осцилляторной PEP-терапии остается минимальным, о чем свидетельствует значительно менее выраженный прирост аналогичных параметров у пациентов контрольной группы, где использовалась в минимальном объеме только побудительная спирометрия.

Наши выводы об эффективности самой проводимой осцилляторной PEP-терапии подтверждает и тот факт, что в группе ее применения частота выявленных рентгенологических изменений в легких снизилась в 7 раз (p<0,001), в то время как в контрольной группе частота встречаемости рентгенологических изменений в легких практически не изменилась и оставалась на высоком уровне.

Мы не зафиксировали ни одного нежелательного эффекта, связанного с использованием спиротренажера для проведения PEP-терапии у кардиохирургических больных. Это дает основание полагать, что создаваемая устройством внутренняя вибрация, обеспечивает щадящую, а следовательно, менее травматичную и более безопасную мобилизацию секрета, чем наружная перкуссия грудной клетки или вибрационная терапия, так как при этом методе не происходит раздражения или травмирования грудной клетки и послеоперационной раны.

Заключение

Затруднения пассажа мокроты в ранние сроки после экстубации трахеи наблюдаются у 90% кардиохирургических больных. Проведение осцилляторной PEP-терапии сопровождается значительным улучшением пассажа мокроты, о чем свидетельствует увеличение в 3 раза числа пациентов с продуктивным кашлем.

Проведение многократных процедур осцилляторной PEP-терапии сопровождается значимым ростом МЕВд., СМЕВд и снижением числа больных с ДН. Прирост МЕВд в основной группе составил в 46,9 и 21,3% соответственно (p=0,042), что может свидетельствовать об увеличении объема вентилируемых альвеол.

Эффективность осцилляторной PEP-терапии подтверждается снижением в 7 раз частоты рентгенологических изменений в легких (p<0,001), в то время как в контрольной группе частота встречаемости этих изменений в легких практически не изменилась и оставалась на высоком уровне.

Отсутствие серьезных нежелательных эффектов и значимых послеоперационных осложнений, связанных с использованием PEP-терапии, обеспечивает безопасную мобилизацию секрета, не приводит к травмированию грудной клетки и послеоперационной раны и может быть использована у более широкого спектра кардиохирургических больных, в том числе после протезирования клапанов сердца и операций на торако-абдоминальном отделе аорты.

Метод побудительной спирометрии позволяет использовать его для оценки динамики максимальной емкости вдоха в послеоперационном периоде у кардиохирургических пациентов, находящихся в отделении реанимации и интенсивной терапии.

Источник финансирования: Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Source of funding: This study was not supported by any external sources of funding.

Все авторы подтверждают соответствие своего авторства согласно международным критериям ICMJE.

Участие авторов: концепция, дизайн исследования и редактирование — А.А. Еременко; написание текста и частичная статистическая обработка материала — Т.П. Зюляева; сбор материала — Д.В. Рябова, М.С. Грекова, А.П. Алферова, О.О. Гринь, С.С. Дмитриева , А.В. Молочков, А.П. Генс; статистическая обработка — Д.В. Рябова, А.П. Алферова; редактирование финальной версии рукописи — К.В. Котенко.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.