CC BY
54Интрапульмональная перкуссионная вентиляция легких в практике специалиста респираторной медицины
С. Л. Бабак, М. В. Горбунова, Е. В. Белых, А. Г. Малявин
Московский государственный медико-стоматологический университет им. А. И. Евдокимова
Intrapulmonary Percussive Ventilation in Practical Respiratory Medicine
S. L. Babak, M. V. Gorbunova, E. V. Belykh, A. G. Malyavin
A. I. Evdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry
Один из режимов механической вентиляции легких, известный как интрапульмональная перкуссионная вентиляция легких (ИПВЛ), теоретически обладает сберегающими жизнь свойствами у пациентов с рефрактерным острым респираторным дистресс-синдромом (ОРДС), нуждающихся в респираторном пособии [7, 8, 13-15, 17, 18, 23, 24, 33, 35, 37, 38]. К сожалению, в современной научной литературе имеется ограниченное количество публикаций, касающихся практического применения ИПВЛ для улучшения газообменной функции. Более того, среди практикующих специалистов не обсуждаются польза и вред применения самого метода ИПВЛ, что затрудняет формирование внятной клинической парадигмы.
Мы постарались обобщить имеющиеся данные рандомизированных клинических исследований, выполненных в соответствии с требованиями доказательной медицины (Evidence-Based Medicine — EBM) и добросовестной клинической практики (Good CLinicaL Practice — GCP), относящиеся к концепции применения ИПВЛ, показаниям и противопоказаниям к ее назначению. Не менее интересным представляется обсуждение рисков и преимуществ назначения ИПВЛ пациентам различных групп, а также реальных клинических возможностей такой вентиляции в практике специалиста респираторной медицины.
Для лучшего описания преимуществ того или иного вентиляционного метода ниже мы кратко остановимся на основных вентиляционных пособиях, используемых в критических ситуациях при невозможности проведения традиционной ИВЛ.
Высокочастотная искусственная вентиляция легких
К высокочастотной искусственной вентиляции легких (ВЧ ИВЛ) относят методы, общая особенность которых состоит в использовании высокой частоты вентиляции и уменьшенного дыхательного объема (Vt). ИВЛ можно считать высокочастотной, если частота вентиляции превышает 60 циклов в минуту (1 Гц). Диапазон частот дыхательных циклов ВЧ ИВЛ довольно широк — от 60 до 7200 циклов в минуту (1-120 Гц).
В настоящее время различают три основных метода ВЧ ИВЛ [2]:
• объемная ВЧ ИВЛ;
• осцилляторная ВЧ ИВЛ;
• струйная ВЧ ИВЛ.
Высокочастотная объемная искусственная вентиляция легких
Одним из первых методов ВЧ ИВЛ была высокочастотная вентиляция легких под положительным давлением, контролируемая по объему (High-Frequency Positive Pressure
Ventilation — HFPPV) предложенная A. Jonzon в 1971 г. и адаптированная U. Sjostrand в 1980 г. Известно, что традиционные респираторы могут работать в режимах высокой частоты, однако значительный сжимаемый объем, например в аппаратах РО-5 и РО-6 — до 1000 см3 и более (для сравнения: в высокочастотных респираторах — менее 50 см3), приводит к тому, что большая часть Vt затрачивается на повышение давления во внутреннем контуре аппарата и не поступает в дыхательные пути больного. При такой вентиляции снижение фактического минутного объема дыхания составляет около 11%, а при увеличении частоты до 60 циклов в минуту и более «потеря» Vt превышает 50%, что делает невозможным обеспечение адекватной вентиляции легких.
Осцилляторная высокочастотная искусственная вентиляция легких
Данный метод является модификацией апнойного «диффузионного» дыхания. Апнойная оксигенация в классическом варианте была предложена Volhard в 1908 г. Несмотря на отсутствие дыхательных движений, при применении метода обеспечивалась высокая артериальная оксигенация, но при этом резко нарушалась элиминация углекислоты, которая через 40-45 минут достигала 100 мм рт. ст. и более. Это ограничивает длительность применения метода в чистом виде — в настоящее время его используют крайне редко [13].
Струйная высокочастотная искусственная вентиляция легких
Метод наиболее распространен и весьма перспективен. В зарубежной литературе он известен под названием High-Frequency Jet Ventilation (HFJV). При струйной ВЧ ИВЛ регулируются три параметра: частота вентиляции, рабочее давление и отношение вдох/выдох. Существуют два основных способа струйной ВЧ ИВЛ: инжекционный и чрескатетерный.
В основу инжекционного способа ВЧ ИВЛ положен принцип струйной вентиляции легких, предложенный R. D. Sanders (1967) и широко применяемый при бронхоскопии и острой обструкции гортани. Струя кислорода, подаваемая под давлением 1-4 кгс/см2 через инжекционную канюлю, создает вокруг последней разряжение, вследствие чего происходит подсос атмосферного воздуха — «инжекционный эффект» Вентури. При инжекционной ВЧ ИВЛ устройство с помощью стандартных коннекторов соединяется с эндотрахеальной или трахеотомической трубкой. Через дополнительный патрубок, свободно открывающийся в атмосферу, осуществляются подсос атмосферного воздуха и сброс выдыхаемого газа. Таким образом, струйная ВЧ ИВЛ реализуется при негерметичном дыхательном контуре (рис. 1).
Степень увеличения Vt и снижения кислородной фракции (FjO2) вследствие инжекции зависит от диаметра и длины инжекцион-ной канюли, положения сопла инжектора относительно бокового патрубка, величины рабочего давления, частоты вентиляции, длительности вдоха, растяжимости легких и аэродинамического сопротивления дыхательных путей.
Следует отметить, что коэффициент инжекции и расход газа на выходе инжектора максимальны в отсутствие сопротивления вдоху. В реальных же условиях возрастание вну-трилегочного давления в фазе вдоха приводит к уменьшению коэффициента инжекции и, соответственно, к повышению FjO2. В зависимости от характеристик конкретного инжектора при определенном уровне сопротивления инжекция прекращается и происходит сброс струи кислорода в атмосферу — эффект «опрокидывания» инжектора, при котором Vt уменьшается до нуля. Отмечено, что трудности в обеспечении адекватной альвеолярной вентиляции связаны именно с особенностями конструкции инжектора [1].
Способ чрескатетерной ВЧ ИВЛ основан M. KLain и R. B. Smith на введении катетера (внутренний диаметр — 1-2 мм) в трахею путем пункции — это так называемая чрескожная транстра-хеальная струйная ВЧ ИВЛ, или high-frequency percutaneous transtracheal jet ventilation.
Увлажнение и обогрев поступающего газа в условиях струйной ВЧ ИВЛ являются важной и крайне сложной задачей. Выходя из канюли или катетера, струя кислорода резко расширяется, отчего значительно снижается температура газа и уменьшается его относительная влажность.
Применение ВЧ ИВЛ в реальной клинической практике существенно ограничено по причинам: 1) невозможности обеспечить адекватную оксигенацию и вентиляцию, не вызывая поражение легкого вследствие токсичности кислорода, гемодинамических нарушений, баротравмы и перерастяжения альвеол; 2) необходимости использовать маленькие Vt, повышать положительное давление в конце выдоха (Positive End-Expiratory Pressure — PEEP), допускать гиперкапнию (так называемая управляемая гиперкапния), что в ряде случаев невозможно; 3) необходимости обратной связи, учитывающей сопротивление дыхательных путей, которое быстро изменяется и плохо контролируется именно при ВЧ ИВЛ.
Интрапульмональная перкуссионная вентиляция легких
ИПВЛ представляет собой гибридную форму ИВЛ. Под перкуссиями принято понимать пневматические диффузионно-конвективные воздушные толчки, подаваемые в дыхательные пути пациента с определенной частотой. Концепция
перкуссионной вентиляции не относится к категории высокочастотных вибраций, струйной инсуффляции кислорода или магнитным сервоприводным динамическим осцилляциям.
Для осуществления ИПВЛ используется объемно-диффузионный респиратор (VDR-4; Percussionaire, Corp., Сандпойнт, Айдахо, США), состоящий из двух основных блоков: для объемной ИВЛ и внутрилегочной перкуссии. Подобное сочетание позволяет использовать различные режимы: перкуссионную вентиляцию, периоды объемной ИВЛ с высокочастотной модуляцией в течение всего дыхательного цикла (вариант комбинированной ИВЛ) или же с наложением осцилляции на различные фазы цикла, а также чередование циклов объемной вентиляции с периодами внутрилегочной перкуссии [4].
При своей работе вентилятор создает небольшие высокочастотные импульсы газа (высокие частоты определяются как > 60 вдохов/мин), которые аккумулируются или накладываются на дыхательную волну, чтобы сформировать «низкочастотный» Vt [12]. ИПВЛ по другим параметрам напоминает типичную вентиляцию с характерными дыхательными циклами, ограниченными по давлению (рис. 2).
Различия между ВЧ ИВЛ и ИПВЛ существенны, что обусловливает выделение ИПВЛ в самостоятельное респираторное пособие (табл.) [6-8, 13-20, 22-24, 33, 35, 37, 38].
Необходимо отметить, что существующие недостатки высокочастотной вентиляции, описанные выше для объемной, осцилляторной, струйной ВЧ ИВЛ, полностью устранены конструктивно и идеологически при создании перкуссионной вентиляции. Более того, основными условиями для конструирования рабочего блока ИПВЛ являлись наличие в нем обратной связи (по сопротивлению), портативность (не более 15 см), отсутствие зависимости от источника питания (электричества).
Все это было реализовано медицинским инженером Форестом М. Бердом в устройстве под названием «Фазитрон» (рис. 3). Для своей работы фазитрон использует энергию сжатого воздуха, поступающего на распределительную диафрагму под давлением в 4-6 атм из баллона (транспортный вариант) или стационарного порта высокого давления (реанимационная консоль). Совершая возвратно-поступательное движение (возможно регулировать частоту этих движений), диафрагма «нарезает» воздушный поток на пневматические диффузионные конвективные толчки — перкуссии, которые при работе возвратно-поступательного скользящего поршня приобретают определенную высокую частоту (регулируемую по обратной связи) и полностью теряют давление, сохраняя при этом скорость движения, что обеспечивает поступление воздуха в дыхательные пути пациента. Выдох пациента происходит через отверстие выдоха, расположенное до зоны возвратно-поступательного движения поршня, что обеспечивает эффект вентиляции с открытым контуром.
Оригинальным техническим решением явилась идея открыть контур и перед рабочей частью поршня, создав тем самым возможность присасывать, в соответствии с законом Вентури, порцию воздуха извне (вне контура пациента), поддерживая необходимое значение FiO2 (уровень кислорода) во вдыхаемой смеси.
Это оригинальное решение позволяет полностью отказаться от использования кислородных смесителей (необходимых при ВЧ ИВЛ), создает условия для увлажнения воздуха, резко уменьшает расход рабочего газа, дает возможность
совместить данную зону с небулайзером для своевременной доставки лекарственного вещества. Кстати, в соответствии с третьим законом Ньютона (сила действия равна силе противодействия) поступательные пневматические диффузионные конвективные толчки вызывают обратные пневматические толчки, активируя слизь и систему мукоцилиарного брон-хоальвеолярного клиренса, что является крайне важным у большинства вентилируемых пациентов.
Большое значение имеет длина фазитрона, не превышающая 12 см, что обеспечивает его высокую мобильность, транспортабельность, легкость в обработке известными методами стерилизации инструмента.
Уникальное свойство фазитрона — обратная связь по сопротивлению с легкими пациента. Используя известный закон сохранения энергии, Форест М. Берд предложил систему расширяющихся и сужающихся зон, в которых при нарастании скорости потока происходит уменьшение давления, а при падении скорости — возрастание давления. Имея в качестве эманации сопротивления дыхательных путей давление в зоне высокочастотного дыхания, система автономно регулирует соотношение поток/давление, исключая потенциальную возможность баротравмы.
Важно, что широко используемые вентиляторы для не-инвазивной вентиляции легких (НВЛ), имеющие разнообразные режимы работы (PSV, PCV, S/T, T, CPAP, PEEP), не могут применяться у больных весом менее 3,5-5,0 кг. Кроме того, они не являются безопасными у пациентов с острой травмой (лица, тела, внутренних органов), ожоговых больных (термическое повреждение легких) и при остром поражении легких (ОРДС). Только ИПВЛ, использующая фазитрон, позволяет безопасно оказывать вентиляционную поддержку пациентам с очень высокими и очень низкими ростовесовыми показателями, при транспортировке людей на высоте и под водой,
у лиц с крайней степенью поражения интерстиция легкого и ателектазами.
Интрапульмональная перкуссионная вентиляция легких: доказанные клинические свойства Мукоцилиарный клиренс и ИПВЛ-устройства
До сегодняшнего дня опубликованы лишь несколько исследований, посвященных применению ИПВЛ у взрослых пациентов с легочной патологией. ИПВЛ в первую очередь использовалась для лечения ателектазов и дренажа скопившегося секрета у легочных больных со стабильным состоянием, а также при муковисцидозе и нейромышечных заболеваниях [3, 9, 21, 24, 32, 34, 41]. В исследовании P. Ravez и соавт. изучалось применение ИПВЛ в небольшой группе взрослых пациентов с хроническим бронхитом [11]. Было установлено, что общий легочный клиренс от радиоактивного аэрозоля был значительно улучшен при ИПВЛ, однако оставалась невыясненной роль ИПВЛ в стимуляции кашля и в достижении последующих положительных результатов терапии [11]. В другом небольшом пилотном исследовании клинического применения ИПВЛ был установлен достоверный положительный эффект расправления долевых ателектазов и повышения продукции мокроты у пациентов с ХОБЛ [26].
Пациенты с обострением хронической обструктивной болезни легких и ИПВЛ-терапия
Пациенты с ХОБЛ, госпитализированные с обострением и быстрым клиническим ухудшением течения заболевания, нуждаются в назначении НВЛ с управляемыми уровнями положительного давления вдоха и выдоха (Non-invasive Positive Pressure Ventilation — NPPV). Целью такой терапии является предотвращение у них нарушений газообменной функции, развития усталости дыхательных мышц и, как пра-
Рис. 2. 8-секундный график высокочастотного потока (А), высокочастотного давления (В), низкочастотного дыхательного объема (С), низкочастотного потока ф) в период интрапульмональной перкуссионной вентиляции легких (установлена частота в 6 Гц, высокочастотное отношение вдох/выдох — 1 : 1, низкочастотное время вдоха и выдоха — 2 сек, пиковое давление вдоха — 20 см Н20, без добавления положительного давления в конце выдоха).
Графики демонстрируют повышение высокочастотного потока и давления в период всего установленного времени вдоха для достижения кумуляции низкочастотного дыхательного объема и потока. Конечные экспираторный и инспираторный периоды показаны стрелками [5]
№ 8 (86) — 2013 год
DOVJhJDjp.Pij
64
Рис. 3. Схема устройства портативного вентилятора «Фазитрон». Вертикальный разрез (Percussionaire, Corp., Сандпойнт, Айдахо, США)
вило, последующей эндотрахеальной интубации [25, 30]. Повышение вентиляционной разгрузки мышц при усталости дыхательной мускулатуры является важнейшей лечебной задачей при обострениях ХОБЛ. В случае ее невыполнения развивается тяжелая дыхательная недостаточность с высоким риском смертельного исхода, которая может быть предотвращена только методом NPPV-терапии. Необходимо отметить, что воспаление в воздухоносных путях, бронхоспазм и повышение объема продукции мокроты являются постоянными спутниками таких пациентов, отвечают за повышение сопротивления дыхательных путей, за формирование «воздушной ловушки» (гиперинфляция легких).
Важно, что в случае интенсивной продукции слизи пациенты с ХОБЛ не получают значительного эффекта от назначения NPPV-терапии [25]. Интенсивная секреция слизи препятствует эффективности терапии, что приводит к необходимости ранней интубации больных и осуществления им ИВЛ. В этом случае метод NPPV привлекателен лишь в теории. На деле он полностью зависит от характера му-коцилиарного клиренса, неустойчивого у таких больных [31]. Представляют интерес два исследования по изучению физиотерапии грудной клетки (кинезитерапии) [39, 43]. В первом [39] было показано, что кинезитерапия с чрезма-сочным положительным давлением выдоха больных ХОБЛ со средним ацидозом высокоэффективна в достижении очистки дыхательных путей от секрета и сокращает время проведения
NPPV таким больным [39]. Во втором исследовании продемонстрировано достоверное улучшение легочной функции пациентов после проведения им ингаляционной бронхорас-ширяющей терапии [43]. При сравнении устройств дренажа слизи пациентов основной группы с устройствами дренажа слизи в группе контроля (sham) выявлен достоверный положительный бронходилатационный ответ в основной группе больных ХОБЛ со стабильным течением заболевания [43].
Больные хронической обструктивной болезнью легких с умеренным респираторным ацидозом и ИПВЛ-терапия
В рандомизированном контролируемом исследовании изучалось использование ИПВЛ для предотвращения частых обострений у больных ХОБЛ с умеренным респираторным ацидозом [28]. В исследование были включены 33 пациента с обострением ХОБЛ (частота дыхания (ЧД) > 25 дыханий/ мин, уровень PaCO2 > 45 мм рт. ст. и 7,35 < pH < 7,38). Пациенты были рандомизированы на получающих стандартную терапию (контрольная группа) и стандартную терапию + ИПВЛ (ИПВЛ-группа). Больные ИПВЛ-группы получали два сеанса ИПВЛ по 30 минут каждый через полнолицевую маску. Терапия проводилась физиотерапевтом и признавалась успешной, если удавалось избежать двух событий: усиления обострения ХОБЛ и снижения pH менее 7,35 (требующего проведения НВЛ). Сеансы ИПВЛ хорошо переносились пациентами. Проведение ИПВЛ в течение 30 минут вызывало статистически значимое снижение ЧД, повышение уровня PaO2 и снижение уровня PaCO2 (для всех изменений p < 0,05). Нарастание тяжести обострения произошло у 6 из 17 пациентов группы контроля и ни у одного из 16 пациентов, наблюдавшихся в ИПВЛ-группе (p < 0,05). Нахождение в стационаре больных ИПВЛ-группы было статистически значимо короче, чем в группе контроля (6,8 ± 1,0 дня против 7,9 ± 1,3 дня; p < 0,05).
Двухуровневая (Bi-modal) вентиляционная терапия у больных хронической обструктивной болезнью легких
с резким обострением заболевания и ИПВЛ-терапия
В исследовании V. AntonagLia и соавт. [27] изучался эффект ИПВЛ, проводимой через загубник в период NPPV-вентиляции посредством «головного шлема» (HELMET) у больных ХОБЛ с резким обострением (под термином «резкое обострение» понималось быстрое развитие дыхательной недостаточности высоких степеней). Сравнивались три группы пациентов
Сравнение режимов искусственной вентиляции легких Таблица
Параметры HFOV HFJV IPV
Давление Одноуровневое Одноуровневое Двухуровневое
Частота 5-40 Гц 3-8 Гц 1 — менее 1000 циклов/мин
Выдох Активный Пассивный Пассивный
Контур Закрытый Закрытый Открытый
Волны Вибрация Пульсация Толчок
MAP Статическое Статическое Динамическое
Контроль Микропроцессор Микропроцессор Пневматический
Примечание. HFJV — высокочастотная струйная вентиляция; HFOV — высокочастотная осцилляторная вентиляция; IPV — интра-пульмональная перкуссионная вентиляция; МАР — среднее давление в воздушных путях.
с ХОБЛ. В двух группах проводилось проспективное исследование: 20 пациентов получали NPPV через «головной шлем» и традиционную респира-торную физиотерапию и 20 пациентов — NPPV через «головной шлем» и два дневных сеанса ИПВЛ. В третьей группе ретроспективно анализировали результаты лечения пациентов с ХОБЛ, которые вентилировались неинвазивно посредством полнолицевых масок. В ходе анализа сопоставлялась частота интубаций и осложнений вентиляционной терапии (сепсис и пневмония) в группах.
Достоверные преимущества NPPV через «головной шлем» + ИПВЛ состояли в уменьшении времени вентиляционной поддержки, сокращении длительности пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ), восстановлении газообменной функции в условиях ОРИТ. Улучшение газообменной функции, другие положительные физиологические эффекты обнаруживались сразу после первого сеанса ИПВЛ. Поскольку два дневных сеанса ИПВЛ проводились в группе NPPV без физиотерапии, потребовалось сопоставление этих данных с аналогичными данными, полученными в группе NPPV с физиотерапией. Оригинальным и важным клиническим посланием явился вывод о том, что двухуровневая вентиляционная терапия, комбинирующая NPPV и неинвазивную ИПВЛ, клинически оправданна и высокоэффективна в терапии пациентов с резким обострением ХОБЛ.
Интрапульмональная перкуссионная вентиляция легких: дискуссионные клинические свойства Газообменная функция и ИПВЛ-терапия
Существуют очевидные предпосылки того, что ИПВЛ-терапия достоверно улучшает газообмен у ряда пациентов [27-29]. Данный механизм действия ИПВЛ до настоящего времени плохо изучен. Однако признается очевидным, что ИПВЛ-терапия улучшает мукоцилиарный клиренс слизи и рекрутирование альвеол в вентиляционный процесс, действуя подобно прямым высокочастотным вентиляторам.
Мукоцилиарный клиренс и ИПВЛ-терапия
В период проведения ВЧ ИВЛ были изучены механизмы улучшения мукоцилиарного клиренса слизи [40, 42]. Понижение показателя «слизь/поток» приводит к уменьшению показателя «вязкость/упругость» слизи. Более того, изменения воздушного потока в каждом высокочастотном цикле приводят к сдвигу механики клиренса слизи, создавая условия для кашлевых или кашлеподобных состояний [40, 42].
Эффект положительного давления конца выдоха и ИПВЛ-терапия
Любые высокочастотные вентиляторы продуцируют эффект PEEP, который повышает легочный объем. В соответствии с теорией «водопада давления» (повышение давления выше порогового значения, эффект плотины, водопад), если существующий внутренний PEEP (PEEPi) есть результат ограничения воздушного потока в конце выдоха, то создание внешнего PEEP уменьшает градиент давления между ротовой полостью и альвеолами в конце выдоха. Это препятствует возможной «гиперинфляции» (задержки воздуха в альвеолах по причине раннего спадания дыхательных путей на выдохе из-за утраты ими положительного давления выдоха). В исследовании F. J. O'Donoghue и соавт. [10] установлено,
что только высокие уровни постоянного положительного давления в дыхательных путях (Continuous Positive Airway Pressure — CPAP) способны уменьшить PEEPi и индуцировать мышечные усилия у больных ХОБЛ со стабильным тяжелым течением, правда, за счет существенного повышения легочного объема.
Инспираторные усилия и ИПВЛ-терапия
В исследовании S. Nava и соавт. изучались физиологические ответы пациентов на ИПВЛ: анализировались дыхательный рисунок пациента, инспираторное усилие, легочная механика и податливость к вентиляции [36]. Рандомизированному исследованию воздействия ИПВЛ-терапии через полнолицевую маску в разных комбинациях «давление/частота» (1,2 бар/250 цикл/мин; 1,8/250; 1,2/350; 1,8/350) подверглись 10 пациентов с ХОБЛ. У 5 исследуемых физиологические эффекты ИПВЛ сравнивались с таковыми при NPPV-терапии.
В период наблюдения минутная вентиляция не изменялась, но Vt был достоверно выше при ИПВЛ с частотой 1,2/250, 1,2/350 и 1,8/350, чем при спонтанном дыхании (СД). Время давления диафрагмы в минуту (PTPdi/min), зависящее от кислородных затрат диафрагмы на совершение дыхательной работы, статистически значимо уменьшалось в период ИПВЛ с частотой 1,2/250 и 1,8/250 (209 см Н20.сек/мин для СД против 143 и 125 см Н20.сек/мин для 1,2/250 и 1,8/250 соответственно, p = 0,05), так же как и собственное динамическое давление конца выдоха. Аналогичные уменьшения PTPdi/ min были обнаружены при проведении NPPV. Податливость к вентиляции и кислородная сатурация крови были удовлетворительными и не изменялись в период всего исследования. Был сделан вывод о том, что ИПВЛ-терапия обладает гарантированной возможностью обеспечить адекватную минутную вентиляцию при значительной разгрузке диафрагмы посредством низкочастотных пневматических диффузионных конвективных воздушных толчков (перкуссий) [36].
Заключение
Можно с убежденностью говорить, что интрапульмональная перкуссионная вентиляция легких (ИПВЛ), являющаяся, на наш взгляд, самостоятельным видом респираторных вентиляционных технологий, использующая уникальный технический прием создания пневматических диффузионных конвективных воздушных толчков (перкуссий) с определенной частотой, является наиболее эффективной у пациентов с гиперсекрецией слизи в просвет бронхиального дерева (практически при всех заболеваниях, сопровождающихся секрецией вязкой мокроты: остром и хроническом бронхите, пневмонии, ХОБЛ, бронхиальной астме с затруднением отхождения мокроты, бронхоэктатической болезни). Такие пациенты периодически нуждаются в дренировании слизи. Важно, что терапия методом NPPV у них часто малоэффективна.
Мы убеждены, что дальнейшие исследования преимуществ изолированного и комбинированного использования ИПВЛ в клинической практике позволят создать новые клинические рекомендации, обеспечивающие точный отбор пациентов для респираторного пособия и дающие возможность извлекать максимальную терапевтическую пользу у широкого круга пациентов с заболеваниями органов дыхания.
Резюме
Цель работы: анализ основных принципов, лежащих в основе применения интрапульмональной перкуссионной вентиляции легких (ИПВЛ) в широкой клинической практике.
Основные положения. ИПВЛ теоретически обладает сберегающими жизнь свойствами при остром поражении легочной ткани, при острых тяжелых травмах, позволяя уменьшать степень возможного повреждения. Она применима у пациентов с гиперсекрецией вязкой мокроты, поскольку позволяет восстанавливать мукоцилиарный клиренс и способствует эвакуации слизи.
Однако имеется лишь незначительное количество клинических исследований, на практике подтверждающих теоретические преимущества ИПВЛ. В основном они посвящены улучшению газообменной функции и защите от возможного вентиляционно-ассоциированного повреждения легких. В статье обсуждаются клинические аспекты ИПВЛ, включая особенности перкуссионной вентиляции легких в современной практике врачей респираторной медицины.
Заключение. Новые представления о возможностях вентиляционной технологии, совмещенной с кинезитерапией, у пациентов с легочной патологией позволяют оптимизировать терапию, защитить дыхательные пути, избежать ятрогенных осложнений искусственной вентиляции легких.
Ключевые слова: интрапульмональная перкуссионная вентиляция легких (ИПВЛ), фазитрон, мукоцилиарный клиренс слизи, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), обострение ХОБЛ, кинезитерапия.
Summary
Objective of the Paper: To analyze the key principles supporting the use of intrapulmonary percussive ventilation (IPV) in a broad clinical practice. Key Points: Theoretically, IPV is considered a life-saving procedure in cases of acute pulmonary damage and acute severe injuries, as it helps reduce the severity of possible tissue damage. It can be performed in patients who have an increased production of thick mucus because it restores the mucociliary clearance and facilitates mucus discharge.
However, only a limited number of clinical studies have proven the theoretical advantages of IPV in real-life practice situations. Most studies have shown that this intervention improves ventilation and prevents potential ventilator-associated lung injury. This paper discusses clinical issues related to the use of IPV, including the specifics of its use by respiratory-medicine specialists in their current practices.
Conclusion: The new understanding of the opportunities provided by the ventilation technique, combined with kinesitherapy, in patients with pulmonary disorders helps optimize therapy, protect the airways, and avoid iatrogenic complications that occur with mechanical ventilation. Keywords: intrapulmonary percussive ventilation (IPV), phasitron, mucociliary clearance, chronic obstructive pulmonary disease (COPD), COPD exacerbation, kinesitherapy.
Литература
1. Зильбер А. П. Высокочастотная вентиляция легких: что, чем и как, кому и когда/ А. П. Зильбер, И. А. Шурыгин. Петрозаводск: изд-во ПетрГУ, 1993. 162 с.
2. Кассиль В. Л. Высокочастотная вентиляция легких/ В. Л. Кассиль, Г. С. Лескин, Х. Х. Хапий. М.: Агрохолодпром, 1993. С. 37.
3. A comparison of the therapeutic effectiveness of and preference for postural drainage and percussion,intrapulmonary percussive ventilation, and high-frequency chest wall compression in hospitalized cystic fibrosispatients / S. M. Varekojis, F. H. Douce, R. L. Flucke, D. A. Filbrun [et al.] // Respir. Care. 2003. Vol. 48. N1. P. 24-28.
4. A manual on volumetric diffuse respiration. Form#102893-A, Revision 100301. Sand-point, ID: Percussionaire Corporation; 2001.
5. Allan P. F. High-frequency percussive ventilation: pneumotachograph validation and tidal volume analysis // Respir. Care. 2010. Vol. 55. N 6. P. 734-740.
6. Arteriovenous CO2 removal improves survival compared to high frequency percussive and low tidal volume ventilation in a smoke/burn sheep acute respiratory distress syndrome model / F. C. Schmalstieg, S. E. Keeney, H. E. Rudloff, K. H. Palkowetz [et al.] // Ann. Surg. 2007. Vol. 246. N 3. P. 512-521.
7. Carman B. A prospective, randomized comparison of the Volume Diffusive Respirator vs conventional ventilation for ventilation of burned children. 2001 ABA paper/ B. Carman, T. Cahill, G. Warden, J. McCall // J. Burn Care Rehabil. 2002. Vol. 23. N 6. P. 444-448.
8. Comparison of conventional mechanical ventilation and high-frequency ventilation. A prospective, randomized trial in patients with respiratory failure / J. M. Hurst, R. D. Branson, K. Jr. Davis, R. R. Barrette [et al.] // Ann. Surg. 1990. Vol. 211. N 4. P. 486-491.
9. Deakins K. A comparison of intrapulmonary percussive ventilation and conventional chest physiotherapy for the treatment of atelec-tasis in the pediatric patient/ K. Deakins, R. L. Chatburn // Respir. Care. 2002. Vol. 47. N 10. P. 1162-1167.
10. Effect of CPAP on intrinsic PEEP, inspiratory effort, and lung volume in severe stable COPD/ F. J. O'Donoghue, P. G. Catcheside, A. S. Jordan, A. D. Bersten [et al.]// Thorax. 2002. Vol. 57. N 6. P. 533-539.
11. Effect of intermittent high-frequency intrapulmonary percussive breathing on mucus transport / P. Ravez, M. Richez, G. Godart, J. Vanthiel [et al.] // Eur. J. Respir. Dis. 1986. Vol. 69. Suppl. 146. P. S285-289.
12. Freitag L. Removal of excessive bronchial secretions by asymmetric high-frequency oscillations / L. Freitag, W. M. Long, C. S. Kim, A. Wanner// J. Appl. Physiol. 1989. Vol. 67. N 2. P. 614-619.
13. Hall J. J. Use of high-frequency percussive ventilation in inhalation injuries/ J. J. Hall, J. L. Hunt, B. D. Arnoldo, G. F. Purdue// J. Burn Care Res. 2007. Vol. 28. N 3. P. 396-400.
14. High frequency percussive ventilation and conventional ventilation after smoke inhalation: a randomised study / P. Reper, O. Wibaux, P. Van Laeke, D. Vandeenen [et al.] // Burns. 2002. Vol. 28. N 5. P. 503-508.
15. High frequency percussive ventilation in burn patients: hemodynamics and gas exchange/ P. Reper, R. Van Bos, K. Van Loey, P. Van Laeke [et al.] // Burns. 2003. Vol. 29. N 6. P. 603-608.
16. High-frequency percussive ventilation attenuates lung injury in a rabbit model of gastric juice aspiration / J. Allardet-Servent, F. Bregeon, S. Delpierre, J. G. Steinberg [et al.] // Intensive Care Med. 2008. Vol. 34. N 1. P. 91-100.
17. High-frequency percussive ventilation improves oxygenation in patients with ARDS / G. C. Velmahos, L. S. Chan, R. Tatevossian, E. E. Cornwell 3rd [et al.]// Chest. 1999. Vol. 116. N 2. P. 440-446.
18. High-frequency percussive ventilation improves oxygenation in trauma patients with acute respiratory distress syndrome: a retrospective review / A. Eastman, D. Holland, J. Higgins, B. Smith [et al.] // Am. J. Surg. 2006. Vol. 192. N 2. P. 191-195.
19. High-frequency percussive ventilation with systemic heparin improves short-term survival in a LD100 sheep model of acute respiratory distress syndrome/ D. Wang, J. B. Zwischenberger, C. Savage, L. Miller [et al.]// J. Burn Care Res. 2006. Vol. 27. N 4. P. 463-471.
№ В (B6) — 2013 год
67
20. High-frequency percussive ventilation: an alternative mode of ventilation for head-injured patients with adult respiratory distress syndrome / A. Salim, K. Miller, D. Dangleben, M. Cipolle [et al.] // J. Trauma. 2004. Vol. 57. N 3. P. 542-546.
21. Homnick D. N. Comparison of effects of an intrapulmonary percussive ventilator to standard aerosol and chest physiotherapy in treatment of cystic fibrosis / D. N. Hom-nick, F. White, C. de Castro // Pediatr. Pulmonol. 1995. Vol. 20. N1. P. 50-55.
22. Hurst J. M. High-frequency percussive ventilation in the management of elevated intracranial pressure / J. M. Hurst, R. D. Branson, K. Jr. Davis // J. Trauma. 1988. Vol. 28. N 9. P. 1363-1367.
23. Hurst J. M. The role of high-frequency ventilation in posttraumatic respiratory insufficiency / J. M. Hurst, R. D. Branson, C. B. DeHaven // J. Trauma. 1987. Vol. 27. N 3. P. 236-242.
24. Improved survival of burned patients with inhalation injury / L. W. Rue III, W. G. Cioffi, A. D. Mason, W. F. McManus [et al.] // Arch. Surg. 1993. Vol. 128. P. 772-778.
25. International Consensus Conferences in Intensive Care Medicine: noninvasive positive pressure ventilation in acute respiratory failure // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2001. Vol. 163. N 1. P. 283-291.
26. Intra-pulmonary percussive ventilation (IPV) in the treatment of COPD / S. L. McInturff, L. I. Shaw, J. E. Hodgkin [et al.] // Respir. Care. 1985. Vol. 30. P. 885.
27. Intrapulmonary percussive ventilation improves the outcome of patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease using a helmet / V. Antonaglia, U. Lucangelo, W. A. Zin, A. Peratoner [et al.] // Crit. Care Med. 2006. Vol. 34. N 12. P. 2940-2945.
28. Intrapulmonary percussive ventilation in acute exacerbations of COPD patients with mild respiratory acidosis: a randomized controlled trial [ISRCTN17802078] / F. Vargas, H. N. Bui, A. Boyer, L. R. Salmi [et al.] // Crit. Care. 2005. Vol. 9. N 4. P. R382-389.
29. Intrapulmonary percussive ventilation in tracheostomized patients: a randomized controlled trial / E. M. Clini, F. D. Antoni, M. Vitacca, E. Crisafulli [et al.] //Intensive Care Med. 2006. Vol. 32. N12. P. 1994-2001.
30. Keenan S. P. Which patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease benefit from noninvasive positive-pressure ventilation? A systematic review of the literature / S. P. Keenan, T. Sinuff, D. J. Cook, N. S. Hill // Ann. Intern. Med. 2003. Vol. 138. N 11. P. 861-870.
31. McCrory D. C. Management of acute exacerbations of COPD: a summary and appraisal of published evidence / D. C. McCrory, C. Brown, S. E. Gelfand, P. B. Bach // Chest. 2001. Vol. 119. N 4. P. 1190-1209.
32. Natale J. E. Comparison of intrapulmonary percussive ventilation and chest physiotherapy. A pilot study in patients with cystic fibrosis / J. E. Natale, J. Pfeifle, D. N. Homnick // Chest. 1994. Vol. 105. N 6. P. 1789-1793.
33. Paulsen S. M. High-frequency percussive ventilation as a salvage modality in adult respiratory distress syndrome: a preliminary study / S. M. Paulsen, G. W. Killyon, D. J. Barillo // Am. Surg. 2002. Vol. 68. N 10. P. 852-856.
34. Persistent pulmonary consolidation treated with intrapulmonary percussive ventilation: a preliminary report / D. J. Birnkrant, J. F. Pope, J. Lewarski, J. Stegmaier [et al.] // Pediatr. Pulmonol. 1996. Vol. 21. N 4. P. 246-249.
35. Pfenninger J. Pressure-volume curves, static compliances and gas exchange in hyaline membrane disease during conventional mechanical and high-frequency ventilation / J. Pfenninger, C. Minder // Intensive Care Med. 1988. Vol. 14. N 4. P. 364-372.
36. Physiological response to intrapulmonary percussive ventilation in stable COPD patients / S. Nava, N. Barbarito, G. Piaggi, E. De Mattia [et al.] // Respir. Med. 2006. Vol. 100. N 9. P. 1526-1533.
37. Prophylactic use of high-frequency percussive ventilation in patients with inhalation injury / W. G. Cioffi, L. W. Rue, T. A. Graves, W. F. McManus [et al.] // Ann. Surg. 1991. Vol. 213. N 6. P. 575-582.
38. Salim A. High-frequency percussive ventilation / A. Salim, M. Martin // Crit. Care Med. 2005. Vol. 33. N 3 (Suppl.). P. S241-245.
39. Short-term effects of expiration under positive pressure in patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease and mild acidosis requiring non-invasive positive pressure ventilation / A. Bellone, L. Spagnolatti, M. Massobrio, E. Bellei [et al.] // Intensive Care Med. 2002. Vol. 28. N 5. P. 581-585.
40. Slutsky A. S. Mechanisms affecting gas transport during high-frequency oscillation // Crit. Care Med. 1984. Vol. 12. N 9. P. 713-717.
41. Toussaint M. Effect of intrapulmonary percussive ventilation on mucus clearance in duchenne muscular dystrophy patients: a preliminary report/ M. Toussaint, H. De Win, M. Steens, P. Soudon// Respir. Care. 2003. Vol. 48. N10. P. 940-947.
42. Tracheal mucus clearance in high-frequency oscillation: effect of peak flow rate bias / M. King, A. Zidulka, D. M. Phillips, D. Wight [et al.] // Eur. Respir. J. 1990. Vol. 3. N 1. P. 6-13.
43. Wolkove N. Use of a mucus clearance device enhances the bron-chodilator response in patients with stable COPD / N. Wolkove, H. Kamel, M. Rotaple, M. A. Baltzan Jr. // Chest. 2002. Vol. 121. N 3. P. 702-707. ■
Список сокращений
АГ — артериальная гипертензия КТ — компьютерная томография, компьютерная томограмма
АД — артериальное давление НПВП — нестероидные противовоспалительные препараты
АПФ — ангиотензинпревращающий фермент ОРВИ — острая респираторная вирусная инфекция
ВОЗ — Всемирная организация ОФВ1 — объем форсированного выдоха за первую секунду
здравоохранения ПЦР — полимеразная цепная реакция
ДИ — доверительный интервал УЗ И — ультразвуковое исследование
ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота ФВД — функция внешнего дыхания
ИАПФ — ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента ФНО — фактор некроза опухоли
ИБС — ишемическая болезнь сердца ХОБЛ — хроническая обструктивная болезнь легких
ИВЛ — искусственная вентиляция легких ХСН — хроническая сердечная недостаточность
ИЛ — интерлейкин СРБ — С-реактивный белок
ИМТ — индекс массы тела Ig — иммуноглобулин
