Режимы вентиляции в анестезиологической практике

Ключевые слова: искусственная вентиляция легких, наркозно-дыхательная аппаратура.

В настоящее время анестезиолог может распола­гать достаточно большим арсеналом наркозно-ды-хательных аппаратов, способных обеспечить раз­личные варианты вентиляции как во время опера­ции, так и в послеоперационном периоде. Создано много модификаций дыхательных контуров, с помо­щью которых можно осуществлять вентиляционную поддержку сообразно тяжести состояния больного, состояние его респираторной функции.

Ведущие фирмы-производители наркозно-дыхательной ап­паратуры предлагают большое количество аппара­тов, которые различаются по целевому назначению, сложности, эффективности, удобству использова­ния. Достаточно широкий выбор позволяет раци­онально обеспечить современную операционную аппаратурой той степени сложности, которая могла бы соответствовать уровню анестезиологического обеспечения, сложности и травматичности прово­димых операций.

В связи с этим представляется целесообразным рассмотреть основные вопросы, касающиеся воз­можных вариантов интраоперационной вентиляции, показаний к их использованию, а также определить оборудование, которое необходимо в том или ином клиническом случае.

Дыхательные контуры

Основной задачей наркозной аппаратуры любой степени сложности является обеспечение дыхатель­ной функции организма, т.е. эффективного газообме­на в условиях самостоятельного или искусственного дыхания пациента. Дыхательный контур обеспечи­вает подачу кислорода и анестетиков от наркозного аппарата в дыхательные пути (легкие) больного и выведение из них выдыхаемой смеси.

Различают два основных типа дыхательных контуров: с реверсией и без реверсии газовой смеси. Под реверсией понима­ется полное или частичное повторное вдыхание па­циентом той газонаркотической смеси, которая уже была выдохнута [2, 5, 6].

Наиболее простыми являются нереверсивные си­стемы, которые не используют выдыхаемую смесь повторно и работа которых зависит от уровня потока свежего газа. Несколько вариантов подобных систем (Jackson- Rees, Bain) описаны Mapelson и до сих пор используются в некоторых областях анестезиоло­гии, например в педиатрии. Однако для предотвра­щения накопления СО2 в контуре требуется поток свежего газа, превышающего минутную вентиляцию минимум в два раза [10]. В зависимости от того, что является резервуаром газов — атмосфера, дыхатель­ный мешок или баллон наркозного аппарата, — кон­тур можно назвать открытым или полуоткрытым. В любом варианте выдыхаемый газ полностью уходит в атмосферу. Аппарат обеспечивает подачу смеси с высоким содержанием кислорода и возможность ис­пользования ингаляционных анестетиков. Преиму­ществом подобных систем является их небольшая масса и легкость в работе. К недостаткам можно от­нести избыточный расход кислорода и анестетиков, загрязнение атмосферы операционной, большие по­тери тепла и влаги [6, 13].

Основными компонентами реверсивной, или цир­куляционной системы являются емкости или маги­страли доставки свежего газа, однонаправленные кла­паны вдоха и выдоха, приводящие и отводящие гоф­рированные шланги, Y-образный коннектор, клапан сброса, резервуарный мешок и емкость с абсорбентом СО2. Нереверсивные клапаны направляют циркуля­цию газового потока только в одном направлении и через абсорбер. Подобная полузакрытая система мо­жет стать практически закрытой при условии, что по­ток свежего газа равен объему газов, потребляемых пациентом (250-300 мл кислорода в минуту плюс по­глощение ингаляционных анестетиков). Мертвое про­странство в подобной системе составляет лишь объем в эндотрахеальной трубке и соединении с Y-образным коннектором. Очевидно, что на современном наркоз­ном аппарате при необходимости возможно проведе­ние вентиляции и по закрытому, и по полуоткрытому контуру, что весьма важно при адаптации больного к самостоятельному дыханию после искусственной вен­тиляции легких (ИВЛ) [4, 13].

Аппараты ИВЛ

Оставляя за скобками достаточно редко использу­ющиеся ныне аппараты «железные легкие», кирасно-го типа, искусственного смещения диафрагмы, элек-трофренические и т.д., следует отметить, что основ­ным видом наркозных аппаратов стали модели, рабо­тающие на принципе вдувания в легкие газовой смеси под положительным давлением. Эти респираторы можно разделить на несколько групп в зависимости от характера переключения с вдоха на выдох. К ним относятся прессоциклические аппараты, в которых фаза вдоха заканчивается при достижении заданного давления в дыхательных путях. Слабым местом по­добных аппаратов, как правило, является возмож­ность утечки и снижения дыхательного объема — пе­реключения на выдох может не произойти до дости­жения заданной величины давления, и респиратор может неопределенно долго находиться в фазе вдоха. Следующим типом являются частотные аппараты,в которых задана определенная продолжительность вдоха и выдоха. В них дьгхательный объем и пиковое давление на вдохе зависят от растяжимости легких.

Дыхательный объем будет зависеть от заданной про­должительности вдоха и скорости инспираторного потока. В респираторах с переключением по объему продолжительность фазы вдоха и давление в дыха­тельных путях колеблются в зависимости от достиже­ния заданного объема (при этом фактором безопас­ности может служить параллельно существующее ограничение по давлению) [3, 5].

Во время вдоха респираторы генерируют дахатель-ный объем, подавая поток газа по градиенту давления. Во время всего дыхательного цикла вне зависимости от механических свойств легких в дыхательном конту­ре сохраняется либо постоянное давление (генерато­ры постоянного давления), либо постоянная скорость потока (генераторы постоянного потока). Эти гене­раторы характеризуются непостоянным давлением и потоком на протяжении одного цикла, но характер их изменений постоянно повторяется в каждом цикле.

Подобные аппараты могут работать как от элек­трического привода, так и от сжатого газа. В качестве движущего газа принято использовать кислород, что­бы при нарушении герметичности меха была исклю­чена опасность гипоксии.

Степень безопасности зависит от оснащенности наркозных аппаратов системами сигнализации и тревоги, реагирующими на разгерметизацию, сниже­ние пикового давления в контуре либо, наоборот, на чрезмерное повышение давления в дыхательных пу­тях, изменение давления в кислородной магистрали.

Режимы вентиляции

Выбор метода и режима вентиляции определяет­ся конкретной клинической ситуацией, характером патологии, видом хирургического вмешательства, планируемой продолжительностью операции, об­щим состоянием больного и состоянием его дыха­тельной системы. Различные виды анестезии могут проводиться с сохраненным самостоятельным ды­ханием, с вентиляционной поддержкой через маску, разнообразные воздуховоды (ларингеальную маску и пр.). Естественными ограничениями применимости самостоятельного дыхания являются седация или внутривенная анестезия, глубина которой вызывает угнетение дыхания и продолжительность операции. В любом случае определяющими становятся фарма­кологические эффекты анестетиков, гипнотиков, седативных препаратов, которые имеют тенденцию к кумуляции и рано или поздно могут вызвать де­прессию самостоятельного дыхания. Поэтому даже надежные методы проводниковой анестезии (эпидуральная, спинальная, блокады верхних и нижних ко­нечностей) могут потребовать проведения ИВЛ при длительных многочасовых операциях [8, 12].

В большинстве случаев при неосложненных кли­нических ситуациях для поддержания адекватного газообмена достаточно ИВЛ в режиме, близком к физиологическому дыханию, т.е. частота дыханий, дыхательный объем, минутный объем вентиляции, продолжительность вдоха и выдоха подбираются в зависимости от возрастной нормы и веса больно­го. Большинство плановых и экстренных операций успешно проводятся в условиях ИВЛ с мышечными в режиме нормовентиляции с перемежающимся по­ложительным давлением. В плановой хирургии исхо­дными данными, на которые может ориентироваться анестезиолог, определяющий интраоперационные па­раметры вентиляции, являются показатели функции внешнего дыхания, обычно определяемые в ходе пред­операционного обследования. Данные спирограммы определяют основные легочные объемы и емкости (дыхательный, минутный, резервный, функциональ­ную остаточную емкость, емкость вдоха, жизненную емкость и т.д.). Определяется наличие и характер на­рушений дыхательной функции легких (обструктив-ный, рестриктивный, смешанный). Исходя из полу­ченных данных, анестезиолог подбирает начальные параметры вентиляции и уже в процессе анестезии, ориентируясь на данные газоанализатора (сатурация, оксиметрия, капнометрия), вентилометрии и лабора­торные экспресс-показатели газообмена по пробам крови, определяет оптимальные параметры вентиля­ции. Факторами, о которых анестезиологу необходи­мо помнить даже при самом благоприятном течении операции и анестезии, являются изменение характера (активности, глубины, частоты) дыхания под влияни­ем анестезии и при переводе больного в горизонталь­ное положение, увеличение мертвого пространства, перераспределение регионарного легочного кровото­ка, возможность увеличения внутрилегочного шунта, депрессивное влияние анестезии на функциональную остаточную емкость легких и т.д.

Ряд клинических ситуаций, прежде всего связан­ных с патологией легких, наличием легочной, легочно-сердечной недостаточности, травматическими нарушениями, развитием шока различного генеза, отека легких, может сопровождаться развитием ги-поксемии. В этих случаях может оказаться необходи­мым повышение внутрилегочного давления, которое позволяет повысить растяжимость легких и нивели­ровать вентиляционно-перфузионные нарушения, уменьшить фракцию внутрилегочного шунтирова­ния и повысить оксигенацию артериальной крови. Во время операции использование положительного давления в конце выдоха возможно только через гер­метичную интубационную эндотрахеальную трубку. С помощью лицевой маски трудно добиться необ­ходимой степени герметичности. С другой стороны, под плотно прижатой лицевой маской избыточное давление повышает риск нагнетания газа в желудок и регургитации. В меньшей степени это относится к различным типам ларингеальных маскок, хотя и они не полностью исключают возможность попада­ния газа в желудок.

При некоторых клинических ситуациях, связан­ных прежде всего с легочной патологией, возможно­сти традиционной ИВЛ оказываются ограниченными и не всегда могут обеспечить адекватный газообмен. При эндоларингеальных вмешательствах, ларинго-бронхоскопии у больных с бронхоплевральными сви­щами при необходимости проведения однолегочной вентиляции целесообразным оказывается использо­вание методов высокочастотной вентиляции легких [11]. Наиболее распространенными являются методы струйной высокочастотной вентиляции: чрескатетер-ная и инжекционная. В настоящее время существуют различные методики с использованием специальных эндотрахеальных трубок, в которых есть каналы для высокочастотной ИВЛ, специальные катетеры для чрескожной чрестрахеальной струйной высокоча­стотной вентиляции. Метод имеет свою нишу в кли­нической анестезиологии, хотя, несомненно, требует определенного опыта использования, ограничен по продолжительности использования и должен приме­няться в негерметичном контуре.

Внедрение современных высокотехнологичных наркозных аппаратов позволило широко применять весьма перспективный метод низкопоточной ане­стезии. В соответствии с общепринятой классифи­кацией, основанной на величине объемной скорости суммарного потока свежих газов, подаваемых из га­зовой магистрали, баллонов или иных резервуаров в наркозный аппарат, принято различать следую­щие контуры: высокопоточный — больше 6 л/мин., среднепоточный — более 3 л/мин., низкопоточный (low-flow) — более 1 л/мин., минимальный (mini­mal-flow) — 0,4-1 л/мин., закрытый контур- поток свежего газа равен его поглощению больным [14]. Конструкция современных наркозных аппаратов и испарителей ингаляционных анестетиков обеспе­чивает поддержание постоянной фармакологически активной концентрации анестетика в дыхательном контуре, альвеолярном объеме при снижении пода­чи свежего газа до минимально возможной объемной скорости (0,3-0,5 л/мин.). Естественным стремлени­ем анестезиолога является снижение расхода препа­ратов во время анестезии и поиск методов, которые могли бы обеспечить подобный подход. Использова­ние современных ингаляционных анестетиков в низ­копоточном контуре наркозного аппарата позволяет существенно снизить расход ингаляционного анесте­тика, надежно обеспечивая адекватную анестезию, поддержание ИВЛ и газообмена [2, 9, 13].

Режимы вспомогательного дыхания — вспомо­гательно-принудительная ИВЛ (Assist-Control Ve­ntilation), перемежающаяся принудительная ИВЛ (Intermittent Mandatory Ventilation — IMV) интра-операционно могут использоваться на заключи­тельных этапах анестезии при адаптации пациента к самостоятельному дыханию. В режиме вспомога­тельно-принудительной ИВЛ датчик давления вды­хательном контуре позволяет использовать попытку самостоятельного вдоха для запуска поддерживаю­щего движения аппарата на вдох. Настроенный на минимальную фиксированную частоту дыхания при заданной величине разряжения, аппарат ИВЛ запу­скает функцию вдоха при каждой попытке самосто­ятельного дыхания. Режим перемежающейся прину­дительной ИВЛ предусматривает возможность само­стоятельного дыхания. Основным физиологическим преимуществом этого режима вентиляции является снижение среднего давления в дыхательных путях. Помимо возможности самостоятельно дышать через аппарат ИВЛ, на нем можно установить определен­ное количество принудительных вдохов. Этим за­дается минимально гарантированный дыхательный объем. При высокой заданной частоте аппаратных вдохов (10-12 в мин.) наркозный аппарат обеспечит практически весь минутный объем дыхания. При малой частоте заданных вдохов (2-4 в мин.) аппарат осуществляет минимум респираторной поддержки.

При синхронизированной перемежающейся при­нудительной ИВЛ (SIMV) аппаратный вдох по воз­можности совпадает с началом самостоятельного вдоха. Использование этих методов позволяет на­дежно и безопасно пройти период восстановления самостоятельного дыхания [1, 13].

Большинство современных наркозно-дыхатель-ных аппаратов, как правило, имеют ограниченные возможности использования указанных выше ре­жимов вентиляции. Как уже было сказано, во время анестезии, даже весьма продолжительной, наиболь­шее применение получил метод принудительной объемной ИВЛ. Определенное место занимают мето­ды высокочастотной вентиляции, методы раздельной и однолегочной вентиляции легких, ряд операций можно выполнять в условиях проводниковой анесте­зии с сохраненным самостоятельным дыханием. Бо­лее сложные респираторы с расширенными возмож­ностями проведения ИВЛ с поддерживающим давле­нием (Pressure Support), с управлением по давлению (Pressure Control) и т.д. используются в отделениях реанимации и интенсивной терапии при лечении тя­желых нарушений системы дыхания.

В заключение следует отметить важность и не­обходимость наличия постоянного информативного мониторинга при проведении ИВЛ. Минимально не­обходимая информация может быть обеспечена при наличии данных пульсооксиметрии, электрокардио­графии, газометрии в дыхательном контуре на вдохе и выдохе (О2, СО2, ингаляционные анестетики). Пе­риодически должен осуществляться контроль оксигенации крови (артерия, вена). Безопасность паци­ента может быть гарантирована только при наличии тщательного мониторинга давления в дыхательных путях (пикового, плато, среднего). При этом можно выявить нарушения герметичности дыхательного контура, неправильное положение, обтурацию эндотрахеальной трубки и другие проблемы, связанные с вентиляцией пациента.

Литература

1. Андроге Г.Д., Тобин М.Д. Дыхательная недостаточ­ность. — М.:Медицина, 2003.

2. Бараш П., Куллен В., Стэлтинг Р. Клиническая ане­стезиология. — М. : Медицинская литература, 2004.

3. Бунятян А.А. Руководство по анестезиологии. — М.: Медицина, 1994.

4. Бунятян А.А., Вабищевич А.В., Светлов В.А., Козлов СП. // Итоги. Результаты научных исследований по программной тематике — М. : РНЦХРАМН. — 1998.-С. 93-106.

5. Бунятян А.А., Рябов Г.А., Маневич А.З. Анестезио­логия и реаниматология. — М. Медицина, 1977.

6. Вабищевич А.В., Кожевников В.А.,  Титов В.А. и др. // Анестезиология и реаниматология. — 2000. — № 5. — С. 11-13.

7. Габа Д.М., Фиш К.Дж., Хауард С.К. Критические ситуации в анестезиологии. — М. : Медицина, 2000.

8. Зильбер А.П. Респираторная медицина. — Изд-во Петрозаводского гос. ун-та, 1996.

9. Зильбер А.П. ИВЛ при острой дыхательной недо­статочности. — М.: Медицина, 1978.

10. Зильбер А.П., Шурыгин И.А. Высокочастотная вен­тиляция легких. — Изд-во Петрозаводского гос. ун­та, 1993.

11. Кассиль В.Л., Лескин ГС, Хаппий XX. Высокоча­стотная вентиляция легких. — М. : Биоарт, 1993.

12. Клиническая анестезиология: Справочник / пер. с англ. под ред. В.А. Гологорского, В.В. Яснецова. — М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001.

13. Морган Д.Э., Мэгид СМ. Клиническая анестезиоло­гия. — М.: Бином, 2000.

14. Эрдман В. //Актуальные проблемы анестезиологии и реаниматологии. — Архангельск-Тромсе, 1995. — С. 108-113.

Поступила в редакцию 28.12.04.

MODES OF VENTILATION

IN ANAESTHESIOLOGICAL PRACTICE

A.V. Vabichtchevich

Russian Research Center of Surgery RAMS (Moscow) Summary — Intraoperating support of ventilation is carried out in various modes — at the kept independent breath, with the help of artificial ventilation easy (IPPV) and various variants of aux­iliary ventilation. The basic method of carrying out of ventila­tion is compulsory volumetric ventilation with positive pressure with a high, small and low stream gas mixes. There are rather useful methods of high-frequency ventilation at carrying out of complex lungs operations. Modern requirements to safety of an­esthesia and adequate ventilating support demand constant in­formative monitoring.

Российский научный центр хирургии РАМН (Москва)