CC BY
7УДК: 616. 22 - 007. 271:615. 211
БЕЗОПАСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ В УСЛОВИЯХ СТЕНОЗОВ ГОРТАНИ В. Е. Павлов
SAFE USE OF HIGH-FREQUENCY VENTILATION IN CONDITION OF LARYNX STENOSIS V. E. Pavlov
ГОУ ВПО Санкт-Петербупгский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова
(Зав. каф. оториноларингологии с клиникой - докт. мед. наук С. А. Карпищенко)
В статье представлены результаты технического эксперимента при проведении струйной высокочастотной вентиляции легких при стенозах гортани. Рассмотрены особенности проведения искусственной вентиляции при стенозах различной степени выраженности и протяженности.
Ключевые слова: струйная высокочастотная вентиляция легких, стенозы гортани.
Библиография: 8 источников.
The article presents the results of a technical experiment in conducting high-frequency jet ventilation with stenosis of the larynx. The characteristics of artificial ventilation with stenosis of varying degree and extent.
Key words: high-frequency jet ventilation, stenosis of the larynx.
Bibliography: 8 sources.
Важным и перспективным направлением современной оперативной оториноларингологии является совершенствование техники эндоскопических микрохирургических вмешательств в гортани. Значительно расширяются возможности выполнения реконструктивных операций на закрытых дыхательных путях, повышается функциональный и косметический результат. Однако до настоящего времени достаточно сложной проблемой остается анестезиологическое обеспечение при эндоскопических оперативных вмешательствах в гортани и верхних отделах трахеи [4]. Это связано с тем, что полость гортани и подскладочное пространство одновременно являются и операционным полем [5]. Во время проведения анестезиологического пособия необходимо не только осуществлять адекватную вентиляцию легких, но и сохранять хороший обзор и неподвижность операционного поля [7]. Накопленный практический опыт показывает, что предлагаемые методы обезболивания: местная анестезия и ее сочетание с нейролепта-налгезией при сохраненном спонтанном дыхании, общая анестезия с применением миорелак-сантов и различных видов традиционной искусственной вентиляции легких (ИВЛ) не во всех случаях обеспечивает необходимые условия для работы хирурга в узком просвете дыхательных путей [6]. Особую сложность представляют больные со стенозами гортани различной степени выраженности. Наличие самого стеноза гортани является значительным препятствием, как для респираторной поддержки и обеспечения дыхательной функции легких, так и для выполнения хирургических манипуляций в этой области. Решением проблемы стало использование для вентиляции легких во время операции тонких инсуффлирующих катетеров Ш 1,5 -2 мм. Для реализации чрескатетерной высокочастотной струйной вентиляции легких (ВЧСВЛ) используются специальные респираторы [2]. Однако при значительном стенозе гортани создается угроза безопасности данного метода, так как при использовании метода ВЧСВЛ выдох газовой смеси, поступающей в легкие через тонкий катетер, осуществляется пассивно [8]. Важным условием является достаточный просвет дыхательной щели. При значительном препятствии для выдоха возможно острое перерастяжение легких с развитием пневмоторакса. Возникает необходимость методической разработки методов ИВЛ для обеспечения адекватного газообмена при резко выраженных стенозах гортани, не прибегая к наложению трахеостомы [3].
Цели и задачи исследования. В условиях технического эксперимента оценить возможности и безопасность применения струйной ВЧСВЛ у больных со стенозами гортани. Предполагалось сравнить результаты измерения давления в дыхательных путях при стенозах гортани различной степени сужения и протяженности на модели легких. Выработать наиболее оптимальные и безопасные режимы вентиляции, обеспечивающие адекватный газообмен.
Материалы и методы. В условиях технического эксперимента для выбора адекватных режимов вентиляции измеряли минутный объем вентиляции (МОВ) при использовании аппарата Monsoon «Acutronic» и катетеров с внутренним Ш 1,4 мм, длиной (L^ 100 мм и 150 мм. Для минимизации пульсирующего потока инсуффлирующий катетер герметично подсоединяли к гофрированным шлангам длиной 6 м с одной стороны и с помощью волюметра измеряли проходящий поток с другой стороны. Работа респиратора осуществлялась в режимах с частотой дыхательных циклов (ЧДЦ) от 20 до 180 1/мин, рабочим давлением (РД) от 1,5 до 2,5 атм, и соотношением вдоха к выдоху (I: E) 1:2, 1:1 и 2:1. Выбраны режимы вентиляции, обеспечивающие МОВ не менее должного (ДО х ЧДЦ) от 10 до 25 л/мин, что по данным литературы позволяет поддерживать адекватный газообмен при проведении ВЧСВЛ [1]. Смоделированы стенозы гортани со степенью сужения просвета «дыхательной щели» до Ш 3 мм (S = 7,06 мм2), 4 мм (S = 12,56 мм2) и 5 мм (S = 19,62 мм2), протяженностью участка сужения (стеноза) (Ls) 1 мм, 10 мм и 20 мм (Рис. 1). ВЧСВЛ осуществлялась аппаратом Monsoon «Acutronic». В 1-м варианте стандартный катетер с внутренним Ш 1,4 мм вводили через просвет дыхательной щели - «интратрахеально» (ИТ), во 2-м - через переднюю стенку модели трахеи сразу за дыхательной щелью - «транстрахеально» (ТТ).
Рис. 1. Схема модели легких с различной степенью сужения просвета «дыхательной щели» и протяженностью участка «стеноза» при интратрахеальном и транстрахеальном способах введения катетера.
При транстрахеальном способе введения катетер не создавал дополнительного препятствия для выдоха. Внутримодельное (внутрилегочное) давление (Рвм) регистрировали через специальный измерительный канал респиратора.
Результаты и обсуждение. При оценке результатов полученных значений МОВ для аппарата Monsoon «Acutronic» были выбраны режимы ВЧСВЛ, обеспечивающие минутную вентиляцию не менее должной, при которой можно рассчитывать адекватный газообмен. Полученные данные указывают на зависимость МОВ от ЧДЦ, РД и I:E (параметрах, устанавливаемых на ВЧСВЛ респираторе), а так же от длины катетера (табл. 1)
Таблица 1
МОВ на разных режимах ВЧСВЛ при различной длине инсуффлирующего катетера
Режимы вентиляции Катетер и 1,4 Lс 15 см. Катетер и 1,4 Lс 10 см.
ЧДЦ 1/мин 1:Е РД атм МОВ (л/мин)
20 1:2 2 12,2 12,5
120 1:2 1,5 15,05 15,5
120 1:2 2 17,6 18
180 1:2 2 18,8 19,3
120 1:2 2,5 20,25 20,7
120 1:1 2 20,55 21,15
120 2:1 2 23,2 24
Для описания потока газовой смеси, проходящей через инсуффлирующий катетер, можно использовать формулу Хагена-Пуазейля:
О = dP (от4 / 8^е),
где О - объемная скорость потока, dP - градиент давления, г - радиус катетера, к - вязкость газовой смеси, Lc - длина катетера. При изменении длины катетера изменяется и объемная скорость потока, что приводит к изменению МОВ. В результате при увеличении длины катетера МОВ снижается. Полученные значения МОВ на выбранных режимах нормо- и высокочастотной вентиляции находятся в пределах от 12 до 22 л/мин, что необходимо для обеспечения адекватного газообмена у больных во время эндоскопических микрохирургических операций по поводу стенозов гортани.
Проведение вентиляции в выбранных режимах в условиях сужения «дыхательной щели» осуществлялось двумя способами - интратрахеально и транстрахеально. При «интратрахеаль-ном» (ИТ) введении инсуффлирующего катетера значения внутримодельного давления (Рвм) были выше, чем при «транстрахеальном» (ТТ) способе (рис. 2).
35
30
25
| 20
о
т
2 15
г
£0 10
ИТ ТТ ИТ ТТ ИТ ТТ ИТ ТТ ИТ ТТ ИТ ТТ
1.0 1 тт .0 10 тт .0 20 тт 1_с 1 тт .0 10 тт .0 20 тт
0=4
0=5
5
0
Рис. 2. Рвм при «интратрахеальной» (ИТ) и «транстрахеальной» (ТТ) чрескатетерной ВЧСВЛ.
При ТТ введении инсуффлирующего катетера не создается дополнительного препятствия для пассивного выдоха. При ограничении выдоха за счет сужения просвета дыхательных путей внутрилегочное давление может значительно возрастать. Максимальные значения Рвм при диаметре дыхательной щели 4 и 5 мм достигали 30 см. вод. ст., в то время как Рвм при ИТ введении катетера через сужение Ш 3 мм находились в пределах 30 - 80см. вод. ст. и выше, что создает угрозу баротравмы легких. ТТ введение катетера позволяет увеличить просвет для выдоха, значения Рвм при этом находились в пределах от 9 до 45 см. вод. ст.
Российская оториноларингология №1 (44) 2010
Таким образом, при стенозах Ш 3 и 4 мм показатели Рвм достигали критических величин, что в клинической практике может сопровождаться острым перераздуванием легких и развитием пневмоторакса. Другая проблема заключается в том, что незавершенный выдох при применении чрескатетерной ВЧСВЛ в условиях стенозов гортани может приводить к значительному повышению давления в легких в течение всего дыхательного цикла. Это может крайне неблагоприятно отразиться на показателях гемодинамики больного.
Протяженность сужения так же оказывала влияние на Рвм (рис. 3).
Рис. 3. Зависимость Рвм от протяженности сужения.
При «мембранных стенозах» с Ls 1 мм Рмв было значительно выше, чем при «стенозах» с протяженностью 10 и 20 мм. Мы объясняем этот феномен тем, что при прохождении газовой смеси через мембранный стеноз возникает турбулентный поток, в результате которого увеличивается сопротивление выходящему потоку. Более протяженные стенозы, вероятно, также вызывают турбуленцию на границе сужения, но из-за большей протяженности этого участка турбулентный поток газовой смеси превращается в ламинарный. Таким образом, мембранные стенозы могут создавать большее сопротивление в дыхательных путях по сравнению с протяженными стенозами. Это необходимо учитывать в клинической практике и при обследовании больных со стенозами гортани и верхних отделов трахеи детально выяснять конфигурацию участка сужения. Повышение Рвм более 30-45 см. вод. ст. при ВЧСВЛ с сужением «дыхательного просвета» до 3 мм и протяженностью 1 мм свидетельствует о невозможности применения струйных методов вентиляции у взрослых в условиях значительных стенозов. Выводы:
Полученные в результате технических экспериментов данные позволяют говорить о возможности проведения ВЧСВЛ при стенозах гортани до Ш 4мм. Однако следует помнить некоторые важные обстоятельства.
1. Показатели МОВ, определяющие эффективную вентиляцию легких, зависят выбора режимов ВЧСВЛ при использовании конкретной модели респиратора и размеров инсуффлирующего катетера. Для обеспечения безопасности анестезиологического пособия с ВЧСВ при выполнении эндоларингеальных вмешательств необходимо знать конечные показатели вентиляционных параметров используемого респиратора со всеми присоединительными элементами.
2. Мембранные стенозы дыхательных путей наиболее опасны в отношении развития баротравмы легких при проведении ВЧСВЛ, так как оказывают большее сопротивление выходящему потоку газовой смеси.
3. Даже при значительном стенозе ДП различной протяженности возможно проведение чрескатетерной ВЧСВЛ без критического повышения внутригрудного давления в режимах с РД до 3 атм при достаточном времени выдоха. При сужении дыхательной щели площадью
менее 20 мм2 (Ш < 5 мм), по нашему мнению, предпочтительнее использовать транстрахеальный способ введения тонкого инсуффлирующего катетера в дыхательные пути. Отсутствие катетера в просвете стеноза не создает дополнительного препятствия для выдоха. При площади дыхательной щели более 20 мм2 также возможно проведение струйной вентиляции интраларингеальным способом без критического повышения давления в дыхательных путях. Необходимо помнить о том, что снижение растяжимости грудной клетки, избыточный вес, рестриктивные и обструктивные расстройства легких могут потребовать повышения РД респиратора для достижения адекватной вентиляции. Однако данное обстоятельство увеличивает риск развития баротравмы легких.
4. Использование инвертированных режимов ВЧСВЛ с 1:Е (2:1,3:1) в условиях стеноза гортани недопустимо из-за значительного повышения внутрилегочного давления и риска развития пневмоторакса с последующим нарушением витальных функций.
Смоделированные в эксперименте стенозы с просветом дыхательной щели 12,56 мм2 (Ш 4 мм) и 19,62 мм2 (Ш5мм) не всегда имеют характерные клинические симптомы дыхательной недостаточности, могут не сопровождаться удушьем и стридором. Больные могут находиться в компенсированном или субкомпенсированном состоянии, однако для анестезиолога, это обстоятельство не должно служить критерием безопасности предстоящего анестезиологического обеспечения для оперативного лечения данной патологии. При переводе больного с самостоятельного дыхания на ВЧСВЛ, а также во время выполнения хирургических манипуляций в области стеноза возможны значительные колебания давления в ДП. Данное обстоятельство требует постоянного тщательного мониторинга дыхательной функции и гемодинамических показателей, готовности к экстренному восстановлению проходимости ДП, в том числе и к наложению трахеостомы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Выбор способа вентиляции легких при подвесной ларингоскопии у больных с новообразованиями гортани / А. Е. Смирнов [и др]. // Анестезиология и реаниматология. - 2005. - №5. - С. 13-17.
2. Дюк Дж. Секреты анестезии. М.: МЕДпресс-информ, 2005. 522 с.
3. Ем Е. Г. Выбор рациональных режимов высокочастотной искусственной вентиляции легких в процессе анестезиологического обеспечения эндоларингеальных микрохирургических вмешательств. // Новости оторинолар. и логоатол. - 2000. - № 3. - С. 117-124.
4. Зильбер А. П., Шурыгин И. А. Высокочастотная вентиляция легких: что, чем и как, кому и когда. Петрозаводск: Изд. Петрозаводского гос. ун-та, 1993. 162 с.
5. Кассиль В. Л., Лескин Г. С., Выжигина М. А. Респираторная поддержка: Руководство по искусственной вентиляции легких и вспомогательной вентиляции легких в анестезиологии и интенсивной терапии. М.: Медицина, 1997. 320 с.
6. Колотилов Л. В. Высокочастотная вентиляция легких как компонент анестезиологического обеспечения эндоларингеальных микрохирургических вмешательств. // Новости оторинолар. и логоатол. - 2000. - № 3. -С. 143-149.
7. Колотилов Л. В., Павлов В. Е. Анестезиологические проблемы и пути их решения в лазерной эндоскопической хирургии гортани. 11 Всероссийский конгресс анестезиологов и реаниматологов: Тез. докл. СПб., 2008. С. 392-393.
8. Конторович М. Б. Мониторинг механики дыхания при высокочастотной струйной вентиляции легких: автореф. дис.... канд. мед. наук. Екатеринбург, 2006. 22 с.
