Список сокращений
ИВЛ — искусственная вентиляция легких
ОРДС — острый респираторный дистресс-синдром
ПДКВ — положительное давление конца выдоха
ХОБЛ — хроническая обструктивная болезнь легких
ЧМТ — черепно-мозговая травма
EtCO2 — давление углекислого газа конца выдоха
FiO2 — фракция кислорода дыхательной смеси
MV — минутный объем дыхания
PaCO2 — парциальное давление углекислого газа артериальной крови
Pinsp — давление вдоха, развиваемое аппаратом ИВЛ
Ppeak — пиковое давление вдоха
Pplato — давление плато вдоха
P-CMV — принудительный режим ИВЛ с управлением по давлению
SpO2 — пульсоксиметрия, неинвазивный метод измерения процентного содержания оксигемоглобина в артериальной крови
TV — объем вдоха или выдоха
Респираторная поддержка является одним из ключевых компонентов интенсивной терапии пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой (ЧМТ). Подходы к искусственной вентиляции легких (ИВЛ) у пациентов с повреждением головного мозга обладают своей спецификой. Принципиально важным является поддержание узкого терапевтического диапазона парциального давления углекислого газа в артериальной крови (PaCO2). PaCO2 является одним из основных регуляторов тонуса церебральных сосудов. У пациентов с тяжелой ЧМТ необходимо избегать как гипер-, так и гипокапнии. При гиперкапнии развивается дилатация сосудов головного мозга, нарушаются механизмы ауторегуляции мозгового кровотока, что приводит к прогрессированию внутричерепной гипертензии. Гипокапния, наоборот, вызывает вазоконстрикцию, усугубляя ишемию головного мозга [1, 7]. При проведении ИВЛ врач регулирует уровень PaCO2, управляя минутным объемом вентиляции, ориентируясь на анализ газового состава артериальной крови и данные капнографии.
В последние годы в клиническую практику активно внедряются новые интеллектуальные режимы ИВЛ, работающие по принципу обратной связи с пациентом. В целях обеспечения респираторной поддержки пациентам с тяжелой ЧМТ особенно перспективным представляется режим IntelliVent, обеспечиваемый аппаратами фирмы «Hamilton Medical». В режиме IntelliVent-ASV реализованы алгоритмы управления минутным объемом вентиляции, уровнем положительного давления конца выдоха (ПДКВ) и фракцией кислорода, основанные на мониторинге EtCO2 и SpO2 с помощью интегрированных в аппарат ИВЛ пульсоксиметрического и капнометрического датчиков. Алгоритмы поддержания заданных диапазонов EtCO2 и SpO2 различаются в зависимости от патологии. В режиме реализованы 4 алгоритма: «здоровые легкие», «хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ)», «острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС)» и «повреждение мозга». При использовании алгоритма «повреждение мозга» IntelliVent поддерживает узкий диапазон EtCO2 за счет управления минутным объемом вентиляции и целевой уровень SpO2 за счет управления фракцией кислорода. Уровень ПДКВ при использовании алгоритма «повреждение мозга» регулируется вручную во избежание повышения внутригрудного давления и нарушения венозного оттока от головного мозга. При выходе значений EtCO2 за границы установленного диапазона IntelliVent-ASV автоматически увеличивает (при гиперкапнии) или уменьшает (при гипокапнии) минутный объем вентиляции.
Режим IntelliVent-ASV показал свою эффективность, обеспечивая оптимальные параметры респираторной поддержки после кардиохирургических вмешательств [1] и у пациентов с острой дыхательной недостаточностью на фоне ХОБЛ и ОРДС [2—4]. Также в нескольких работах показана эффективность режима IntelliVent-ASV при отлучении от респиратора [5, 6]. Работ, посвященных использованию данного режима у пациентов с острым повреждением головного мозга, в настоящий момент нет.
Цель исследования
— оценить эффективность режима IntelliVent-ASV для поддержания целевого диапазона РаСО2 у пациентов с тяжелой ЧМТ.
Материал и методы
В исследование включены 12 пациентов (8 мужчин и 4 женщины, средний возраст 37,6±9,6 года) с тяжелой изолированной ЧМТ. Критериями включения служили: срок с момента ЧМТ не более 72 ч, уровень бодрствования 4—9 баллов по шкале комы Глазго, критериями исключения — возраст менее 18 лет, тяжелое повреждение легких с разницей EtCO2 и PaCO2 более 10 мм рт.ст., нестабильность гемодинамики с потребностью инфузии норадреналина со скоростью более 0,5 мкг/кг/мин.
Всем пациентам, включенным в исследование, проводилась ИВЛ аппаратом Hamilton G5 с седацией пропофолом до уровня подавления спонтанной дыхательной активности. При необходимости использовались миорелаксанты.
Исследование носило дизайн кроссовера. Последовательно использовались два режима ИВЛ: IntelliVent-ASV и P-CMV по 12 ч каждый. Последовательность использования режимов определялась путем рандомизации.
При использовании режима P-CMV параметры вентиляции устанавливались таким образом, чтобы PaCO2 находился в диапазоне 35—38 мм рт.ст.
При использовании режима IntelliVent-ASV включался алгоритм вентиляции «повреждение мозга». Целевой диапазон EtCO2 устанавливался в соответствии с дельтой PaCO2‒EtCO2 таким образом, чтобы РаСО2 находилось в диапазоне 35—38 мм рт.ст. Целевой диапазон SpO2 смещался максимально вправо до 97—100% (рис. 1).
В начале каждого периода ИВЛ, а также каждые последующие 3 ч выполнялся анализ газового состава артериальной крови. При выходе PaCO2 за границы 35—38 мм рт.ст. вносились соответствующие корректировки в параметры вентиляции. В режиме P-CMV для достижения целевого диапазона PaCO2 регулировались параметры Pinsp и частоты вдохов. В режиме IntelliVent регулировалось смещение целевого диапазона EtCO2 в соответствии с изменившейся разницей PaCO2‒EtCO2.
У всех пациентов проводились мониторинг внутричерепного давления с использованием паренхиматозных датчиков Codman и инвазивный мониторинг артериального давления. Прикроватный мониторинг также включал ЭКГ-мониторинг, мониторинг EtCO2 и SpO2.
Критериями для прекращения исследования служили: развитие выраженной внутричерепной гипертензии, резистентной к углублению седации и использованию гиперосмолярных растворов, ухудшение легочной функции с возрастанием разницы PaCO2—EtСO2 более 10 мм рт.ст., ухудшение состояния пациента, требующее его транспортировки для выполнения диагностических или лечебных мероприятий. Пациенты, достигшие данных критериев, из исследования исключались.
Сбор данных респираторного мониторинга с аппарата ИВЛ выполнялся с помощью программного обеспечения Study Recorder. Кроме того, каждый час вручную фиксировались показатели EtCO2, FiO2, ПДКВ, MV, TV, Pрlato, Ppeak, Pinsp, SpO2. Статистический анализ данных выполнялся с помощью статистического пакета Statistica 7.0.
Исследование одобрено локальным этическим комитетом НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко (протокол № 5, 2013).
Результаты и обсуждение
В ходе исследования установлено, что показатели EtCO2 и PaCO2 при использовании режимов P-CMV и IntelliVent статистически значимо не различались. Уровень РаСО2 составил 36 (35—37) мм рт.ст. в режиме IntelliVent и 36 (34—38) мм рт.ст. в режиме P-CMV (р=0,35). Уровень EtCO2 составил 33 (32—37) мм рт.ст. и 34,5 (31—39) мм рт.ст. при ИВЛ в режимах IntelliVent и P-CMV соответственно (p=0,39). На фоне отсутствия статистически значимых различий РаСО2 и EtCO2 при проведении ИВЛ в режимах IntelliVent-ASV и P-CMV наблюдается, что разброс данных показателей существенно меньше при ИВЛ в режиме IntelliVent (рис. 2 и 3).
Рис. 2. Зависимость EtCO2 отрежима ИВЛ.
Рис. 3. Зависимость РаСО2 от режима ИВЛ. Газовый состав артериальной крови в каждом режиме ИВЛ анализировался 4 раза за 12 ч. Таким образом, для 12 пациентов было получено по 48 точек анализа газового состава крови для каждого режима ИВЛ. Мы условно выделили три диапазона PaCO2: целевой (33—38 мм рт.ст.), гипокапния (<33 мм рт.ст.) и гиперкапния (>38 мм рт.ст.). На рис. 4 представлено распределение PaCO2 по трем диапазонам для каждого режима ИВЛ. Видно, что при использовании режима IntelliVent показатель PaCO2 выходит за рамки целевого диапазона существенно реже, чем при использовании режима P-CMV.
Рис. 4. Изменение PaCO2 при различных режимах ИВЛ. Средняя частота необходимости ручных настроек респиратора для поддержания целевого диапазона EtCO2 при использовании режима IntelliVent-ASV была существенно ниже, чем при использовании режима P-CMV. За 12-часовой период ИВЛ в режиме IntelliVent-ASV средняя частота ручных настроек составила 0,66±0,89, а в режиме P-CMV — 2,9±1,7 (р=0,04) (рис. 5).
Рис. 5. Влияние режима ИВЛ на частоту ручных настроек параметров вентиляции. В ходе нашего исследования было продемонстрировано, что использование режима IntelliVent-ASV позволяет обеспечить более узкий диапазон целевого РаСО2 у пациентов с ЧМТ при уменьшении потребности в ручных настройках параметров вентиляции и соответственно снижении нагрузки на медицинский персонал.
Наши данные согласуются с данными других авторов, исследовавших эффективность режима IntelliVent-ASV у пациентов без повреждения головного мозга.
F. Lellouche и соавт. [1] сравнивали режим IntelliVent-ASV со стандартной ИВЛ у пациентов после кардиохирургических вмешательств. Для оценки безопасности ИВЛ авторы выделили 3 зоны вентиляции: оптимальную (TV=6—10 мл/кг, Pрlato <30 mbar, EtCO2=30—45 мм рт.ст., SpO2=94—98%), допустимую (TV=10—12, Pplato=30—35 mbar, EtCO2= 25—30 или 45—50 мм рт.ст., SpO2=85—93%) и недопустимую (TV >12 мл/кг, Pplato >35 mbar, EtCO2 >50, SpO2 <85%). Сравнивалась частота эпизодов ИВЛ длительностью более 30 с в недопустимой зоне, а также длительность ИВЛ в каждой из вентиляционных зон. Кроме того, оценивалась частота ручных настроек ПДКВ, FiO2 и минутного объема вентиляции. В ходе данного исследования было продемонстрировано, что количество эпизодов ИВЛ с недопустимыми параметрами было существенно ниже при использовании режима IntelliVent, чем при использовании традиционной ИВЛ. При ИВЛ в режиме IntelliVent-ASV длительность ИВЛ в оптимальной зоне была статистически значимо выше, а в допустимой и недопустимой зонах статистически значимо ниже по сравнению с традиционной ИВЛ. У 100% пациентов, получавших ИВЛ в стандартном режиме, требовалась ручная коррекция параметров вентиляции, в то время как при использовании режима IntelliVent-ASV ручная коррекция параметров ИВЛ требовалась только у 13% пациентов [1].
Полученные в ходе нашего исследования данные, из-за малого количества наблюдений не позволяющие выполнить достоверный статистический анализ, на основании выявленных тенденций дают возможность предположить, что автоматическая коррекция минутного объема и снижение колебаний РаСО2 позволят повысить безопасность пациента, снизив риски вторичных ишемических повреждений головного мозга вследствие эпизодов гипо- или гиперкапнии [7]. Дальнейшие исследования необходимы для уточнения клинической зна-чимости продемонстрированных преимуществ режима IntelliVent-ASV с точки зрения оптимизации ауторегуляции сосудов головного мозга и церебральной гемодинамики.
Выводы
Использование режима IntelliVent-ASV позволяет более эффективно поддерживать РаСО2 в целевом диапазоне по сравнению с традиционной ИВЛ. Необходимость в ручных настройках параметров вентиляции при проведении ИВЛ в режиме IntelliVent существенно ниже, чем при стандартном режиме ИВЛ.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Комментарий
В настоящее время в клиническую практику активно внедряются интеллектуальные режимы ИВЛ, работающие по принципу обратной связи. Однако в доступной литературе результаты их практического использования представлены весьма ограниченно. В частности, рекомендаций по использованию интеллектуальных режимов ИВЛ с обратной связью для лечения пациентов с тяжелой черепно-мозговой травмой (ТЧМТ) нет. Вместе с тем известно, что использование интеллектуальных режимов ИВЛ в интенсивной терапии пациентов общехирургического профиля достоверно сокращает сроки ИВЛ и время нахождения в отделении реанимации и интенсивной терапии.
Необходимость коррекции внутричерепной гипертензии у пациентов с ТЧМТ не позволяет механически перенести на них принципы респираторной поддержки, разработанные для пациентов общехирургического профиля. В лечении пациентов с ТЧМТ принципиально важной задачей является поддержание целевых показаний РаСО2.
В выполненной коллективом авторов работе продемонстрирована возможность поддержания углекислого газа артериальной крови в целевых пределах (РаСО2 32—38 мм рт.ст.) при использовании интеллектуального режима IntelliVent-ASV. Также показано, что при использовании этого режима ИВЛ удается поддерживать целевые показатели РаСО2 более эффективно, чем при использовании традиционного режима ИВЛ (CMV-PC).
Преимуществом режима IntelliVent-ASV, по мнению авторов, также является меньшая частота коррекции параметров вентиляции, что снижает нагрузку на врача и средний медперсонал, участвующий в лечении. Этот фактор, безусловно, снижает вероятность ошибок, связанных с переутомлением персонала.
Представленная коллективом авторов работа, несомненно, имеет практическую ценность для всех врачей и медсестер, участвующих в лечении пациентов с ТЧМТ.
А.В. Щеголев (Санкт-Петербур)
Список литературы:
- Lellouche F, Bouchard PA, Simard S, L’Her E, Wysocki M. Evaluation of fully automated ventilation: a randomized controlled study in post-cardiac surgery patients. Intensive Care Medicine. 2013;3:463-471. https://doi.org/10.1007/s00134-012-2799-2
- Arnal JM, Wysocki M, Novotni D, Demory D, Lopez R, Donati S, Granier I, Corno G, Durand-Gasselin J. Safety and efficacy of a fully closed-loop control ventilation (IntelliVent-ASV) in sedated ICU patients with acute respiratory failure: a prospective randomized crossover study. Intensive Care Medicine. 2012;38:781-787. https://doi.org/10.1007/s00134-012-2548-6
- Arnal JM, Garnero A, Novonti D, Demory D, Ducros L, Berric A, Donati S, Corno G, Jaber S, Durand-Gasselin J. Feasibility study on full closed-loop control ventilation (IntelliVent-ASV) in ICU patients with acute respiratory failure: a prospective observational comparative study. Crit Care. 2013;17:196. https://doi.org/10.1186/cc12890
- Bialais E,Vignaux L,Wittebole X, Novotni D, Meyer J,Wysocki M, Sottiaux T, Reychler G, Roeseler J, Laterre P, Hantson P. Comparison of an entirely automated ventilation mode, Intellivent-ASV, with conventional ventilation in ARDS patients: a 48-hour study. Critical Care. 2013;17:98. https://doi.org/10.1186/cc12036
- Jouvet P, Eddington A, Payen V, Bordessoule A, Emeriaud G, Gasco RL, Wysocki M. A pilot prospective study on closed loop controlled ventilation and oxygenation in ventilated children during the weaning phase. Critical Care. 2012;16:85. https://doi.org/10.1186/cc11343
- Clavieras N, Wysocki M, Coisel Y, Galia F, Conseil M, Chanques G, Jung B, Arnal JM, Matecki S, Molinari N, Jaber S. Prospective randomized crossover study of a new closed-loop control system versus pressure support during weaning from mechanical ventilation. Anesthesiology. 2013;119:631-641. https://doi.org/10.1186/cc11343
- Бабаян Е., Зельман В.Л., Полунин Ю.С., Щеголев А.В. Защита мозга от ишемии: состояние проблемы. Анестезиология и реаниматология. 2005;4:4-14.