Введение
Интубационные и трахеостомические трубки неизбежно оказывают влияние на механику дыхания пациентов. По данным (3) сопротивление дыхательному потоку пропорционально возрастает при уменьшении диаметра интубационных трубок, дополнительное увеличение сопротивления выявляется при использовании термолабильных трубок (2). На фоне управляемой ИВЛ, это сопротивление компенсируется за счет респиратора. Однако, при уменьшении респираторной поддержки, отлучении от респиратора, повышение работы дыхания, вызванное сопротивлением интубационных трубок может приводить к истощению пациентов и необходимости наращивания респираторной поддержки. Очевидно, что при санации и проведении бронхоскопии сопротивление потоку может возрастать непредсказуемо. Развивающиеся в результате этого дыхательные нарушения могут стать жизнеугрожающими, особенно у пациентов с внутричерепной гипертензией.
Таким образом, понимание параметров сопротивления различных средств протекции дыхательных путей, поможет избежать ошибок при переводе больных на самостоятельное дыхание и предупредить развитие дыхательных нарушений при проведении лечебных мероприятий – санации трахеи и бронхоскопии.Материалы и методыИсследование проводилось на аппарате ИВЛ PuritanBenett 7200. Искусственное легкое Siemens Test Lung 190 через исследуемую трубку присоединялось, посредством стандартных коннекторов Portex Fibreoptic Bronchoscope Swivel Connector, к дыхательному контуру аппарата. Исследование проводилось на интубационных трубках Portex (диаметром 7-9 мм) и трахеостомических канюлях Portex Blue Line (диаметром 7-9 мм).
Вентиляция проводилась в режиме СMV с дыхательным объемом (Tv) 0,7 литра, частотой дыханий (RR) 10 в минуту, ПДКВ (PEEP) 5 см. вод. ст. При этом производилась регистрация соотношения вдоха к выдоху (I:E), среднего давления в дыхательных путях (Pmean), давления плато (Pplat), пикового давления (Ppeak) и сопротивления (R) на фоне повышения скорости пикового потока с 30 до 70 л/мин с шагом в 10 л/мин.
Для оценки влияния эндоскопии на механику дыхания использовались бронхоскопы Karl Storz (11001 BN1 и 11002 BD1) с внешними диаметрами рабочей части 5,4 и 3,5 мм соответственно. Эндоскопы заводились в стандартные коннекторы Portex с эластичной (рис. 1). Эндоскоп погружался на всю длину трахеостомической канюли/интубационной трубки.Рисунок 1. Коннектор с эластичной мембраной для эндоскопического исследования.
Результаты
Таблица 1. Параметры вентиляции при использовании интубационных трубок и трахеостомических канюль различных диаметров.
Анализ полученных данных показал, что увеличение скорости пикового потока с 30 до 70 л/мин увеличивает сопротивление всей системы в 1,7±0,02 при использовании интубационных трубок любых диаметров.
При увеличении скорости пикового потока с 30 до 70 л/мин с использованием трахеостомических канюль сопротивление системы увеличивается в 2,6±0,01 для канюль ID 8 и 9, а для канюль ID 7 и 6 в 2,48 и 2,38 раз соответственно.
Сопротивление интубационных и трахеостомических трубок возрастает с уменьшением диаметра. Для интубационных трубок сопротивление №6 в 1,36 раз больше, чем сопротивление трубки №9 не зависимо от скорости потока. Для трахеостомических трубок отмечается уменьшение разницы отношения сопротивления трубки №9 к №6 с 1,37 до 1,25 при увеличении скорости пикового потока.
Анализ показателей среднего давления в дыхательной системе показал, что оно снижается при увеличении скорости потока в 1,21 раза и остается неизменным при использовании интубационных трубок различных диаметров.
Давление плато составило 27,1±0,9 и практически не зависело от диаметра и типа использованных трубок и значений потоков.
Пиковое давление в дыхательных путях при низких значениях потоков отличалось от давления плато на 3-4%. При повышении скоростей потоков до 70 л/мин для интубационных трубок №9 Ppeak увеличилось в 1,29 раз, а для трубок №6 в 1,51 раз и составило 42,3 см.вод.ст. Для трахеостомических трубок при низких значениях потоков отличие от давления плато составило так же 3-4%, а при увеличении скоростей потоков до 70 л/мин для трахеостомических канюль №9 Ppeak увеличилось в 1,26, а для канюль №6 в 1,39 и составило всего 39,4 см.вод.ст.
Таблица 2. Параметры вентиляции при использовании интубационных трубок и трахеостомических канюль различных диаметров с бронхоскопом диаметром 5,4 мм.
Анализ данных показал, что при исполользовании стандартного бронхоскопа диаметром более 5 мм значительно повышается сопротивление всей системы. Так, при эквивалентных значениях потоков сопротивление примерно одинаково у интубационной трубки № 7 и у комплекса интубационная трубка № 9 + бронхоскоп.При заведении эндоскопа через трахеостомическую канюлю так же отмечается повышение сопротивления в системе и пикового давления, однако значительно менее выраженное на низких значениях пикового потока (30-40 л/мин) и уменьшение этой разницы на высоких значениях потоков.Таблица 3. Параметры вентиляции при использовании интубационных трубок и трахеостомических канюль различных диаметров с бронхоскопом диаметром 5,4 мм.
При использовании эндоскопов меньшего диаметра (3,5 мм) значительно снижается пиковое давление в дыхательных путях и сопротивление дыхательной системы (табл. 3). При использовании бронхоскопа меньшего диаметра возможно проводить бронхоскопию через трахеостомическую канюлю №6, а при использовании стандартного эндоскопа отмечается критическое повышение Ppeak и R.ОбсуждениеПри графическом анализе соотношения сопротивления трубки и скорости потока оказалось, что трубки диаметром 7,5, 8 и 8,5 практически не отличаются по значениям, в то время как трубки меньшего диаметра демонстрируют значительный прирост сопротивления. Некоторое отличие трубки №9 можно связать с большим мертвым пространством и неоптимальным распределением потока (рис. 2).
Рисунок 2. Сопротивление интубационных трубок (R) различного диаметра в зависимости от значения пикового потока (Flow).ри сравнительном графическом анализе интубационных трубок и трахеостомических канюль оказывается, что при эквивалентных значениях пикового потока сопротивление трахостомических канюль № 7, 8 и 9 лежит в пределах сопротивления интубационной трубки № 9, сопротивление интубационных трубок меньшего диаметра значительно выше. Аналогочная картина и при сравнении пикового давления в дыхательной системе (рис. 3).
А
Б
Рисунок 3. Сопротивление (А) и значения пикового давления (Б) интубационных трубок (ИТ) и трахеостомических канюль (ТК) различного диаметра в зависимости от значения пикового потока (Flow).равнение изменения сопротивления дыхательной системы при бронхоскопии показало, что при аналогичных диаметрах интубационной трубки и трахеостомической канюли сопротивление повышается в большей степени при использовании интубационной трубки (рис. 4).
Рисунок 4. Сравнение изменения сопротивления интубационной трубки №8 (ИТ) и трахеостомической канюли №8 (ТК) с бронхоскопом то, возможно, связано с большей длинной тракта, где рабочая часть эндоскопа находится в узком канале, что создает высокую турбулентность потока.При анализе сопротивления и пикового давления в дыхательной системе при использовании бронхоскопов различных диаметров была показана аналогичная зависимость, как и при сравнении без бронхоскопа (рис. 5). Обращает на себя внимание, то что при использовании трахеостомических канюль возможно проведение бронхоскопии (при использовании потоков 30-40 л/мин с минимальным риском развития баротравмы легких (Ppeak < 40 см.вод.ст.) и с незначительными нарушениями вентиляции. Это подтверждается нашими наблюдениями при фибробронхоскопическом контроле в ходе пункционно-дилятационной трахеостомии у больных с ЧМТ (4).П
А
Б
В
Г
Рисунок 5. Сопротивление (АВ) и значения пикового давления (БГ) интубационных трубок (ИТ) и трахеостомических канюль (ТК) различного диаметра с эндоскопами 5,5 мм (АБ) и 3,5 мм (ВГ) в зависимости от значения пикового потока (Flow).араллельно с регистрацией механики дыхания нас заинтересовало, каково же влияние аспирации при эндоскопии на механику дыхания. К сожалению, регистрация проводилась при использовании стандартного аспирационного оборудования с центральной подачей сжатого воздуха, и задавать абсолютно одинаковые значения производительности не представлялось возможным (так же из-за различной герметичности системы аспирации). Но оказалось, что при использовании бронхоскопа стандартного диаметра (> 5 мм) практически во всех типах трубок происходит не только снижение дыхательного объема, но и снижение пикового давления на вдохе ниже уровня заданного ПДКВ. Это ограничивает применение бронхоскопии при респираторном дистресс синдроме. Однако при использовании «тонкого» бронхоскопа (3,5 мм) происходило лишь снижение дыхательного объема, что позволяет рекомендовать такой тип бронхоскопов для проведения эндоскопических исследований (с использованием коннекторов с эластичной мембраной) у больных находящихся на вентиляции с высокими значениями ПДКВ.
Заключение
В результате проведенного исследования можно сказать, что вентиляция с использованием трахеостомической канюли значительно уменьшает работу дыхания за счет снижения сопротивления дыхательных путей. При длительном и «осложненном» прекращении респираторной поддержки трахеостомия является одним из методов уменьшающих время перевода больного на самостоятельное дыхание.
Фибробронхоскопию следует выполнять, не прекращая ИВЛ с использованием коннекторов с эластичной мембраной. Нарушения параметров ИВЛ при выполнении фибробронхоскопии менее выражены у трахеостомированных больных по сравнению с интубированными пациентами.При тяжелых повреждениях легких (требующих проведения ИВЛ с высокими значениями ПДКВ), а также с большим количеством мокроты возможно проведение санации эндоскопом при использовании коннекторов с эластичной мембраной. При этом выраженные нарушения вентиляции не возникают при соотношении диаметра трубки к диаметру бронхоскопа менее 0,5 (4).
Литература
- Davis K.Jr., Campbell R.S., Johannigman J.A., Valente J.F., Branson R.D. Changes in respiratory Mechanics After Tracheostomy. Arch surg. 1999;134:59-62.
- Davis K. Jr., Branson R.D., Porembka D. A comparison of the imposed work of breathing with endotracheal and traheostomy tubes in a lung model. Respiratory care. 1994; 39:611-616.
- Wright P.E., Marini J.J., Bernard G.R. In vitro versus in vivo comparison of endotracheal tube airflow resistance. Am Кум Respir Dis. 1989;140:10-16.
- Савин И.А., Горячев А.С., Горшков К.М., Щепетков А.Н., Фокин М.С.. Транскутанная дилятационная трахеостомия в остром периоде у больных с проникающей, краниофациальной травмой, осложненной внутричерепной гипертензией. – Анестезиология и реаниматология, 2006, №6, 65-69.