Влияние режима компенсации сопротивления дыхательных путей на потребление кислорода у пациентов в отделении интенсивной терапии

Автор: Петрова М.В., Сергеев И.В., Рубанес М., Гароян В.О., Хабибуллои Н.Н., Смолянина В.С.

Журнал: Хирургическая практика @spractice

Статья в выпуске: 1, 2019 года.

Бесплатный доступ

У пациентов, нахождящихся на ИВЛ, самая большая проблема на работу дыхание это сопротивление от эндотрахеального трубки. Режим АТС обеспечит необходымие давление как компенсации сопротивление эндотрахеального трубки. Материалы и методы: В исследование вошли 20 пациентов находящиеся на ИВЛ в режиме вентиляции CPAP/PSV с трахеостомической трубкой диаметром 8,0 мм. Проводилась оценка параметры: чСС, АД, SpO2, Ppeak, PS, PEEP, FiO2, VO2, VCO2, EE, RQ, RSBI. Задавался степень компенсации 100% на режиме ARC. Длительность исследования составляла 60 минут на 1 пациента. Исследование прекращалось при декомпенсации состояния пациентов. Результаты: наблюдалось что средный чДД до включении АRС состоялось 20,3 ± 4,6 и средный чДД после включении АТС состоялось 20,8 ± 5,4, средный VO2 до включении АRС состоялось 238 ± 72,5 и средный VO2 после включении АТС состоялось 235,6 ± 70,7, и допольнительно наблюдали что быль рост на Ppeak ~ 3 мм вод ст максимум рост. Заключение: режим АТС не уменьшает работу дыхания так как все изучаемые параметры чСС, чДД, RSBI, VO2, VCO2 не значительно поменялось.

Еще

Отлучение, ивл, потребление кислорода, тест спонтанного дыхание, компенсация сопротивление

Короткий адрес: https://sciup.org/142221870

IDR: 142221870   |   DOI: 10.17238/issn2223-2427.2019.1.33-37

Текст научной статьи Влияние режима компенсации сопротивления дыхательных путей на потребление кислорода у пациентов в отделении интенсивной терапии

Дыхательная недостаточность – одна из часто встречаемых проблем у пациентов в критическом состоянии, находящихся в отделении интенсивной терапии. Основная причина - несоответствие выполняемой работы дыхательной системы и потребностей организма в кислороде, что требует замещения дыхательной функции искусственной вентиляцией легких с помощью различных инструментов. Длительная

  • a E-mail: mail@petrovamv.ru

искусственная вентиляция легких (ИВЛ) может привести к осложнениям, таким как вентилятор- ассоцированная диафрагмальная дисфункция или атрофия, а также нозокомиальная пневмония, что является наиболее частой причиной госпитальной летальности [1,2].

В качестве профилактической меры вентилятор-ассоци-ированных осложнений рассматривается возможно ранний переход к вспомогательным режимам ИВЛ с различными ва- риантами адаптации к аппарату искусственной вентиляции. Одним из таких вариантов является режим автоматической компенсации сопротивления трахеостомической или эндо-трахеальной трубки увеличинием давления в дыхательных путях.

У пациента с наличием эндотрахеальной (трахеостомической) трубки просвет верхних дыхательных путей ограничен ее внутренним диаметром, который значительно меньше, чем диаметр гортани и трахеи. С уменьшением радиуса просвета трубки резко увеличивается сопротивление, поэтому сопротивление трахеостомической трубки может увеличить работу дыхания, то есть увеличить потребление кислорода дыхательными мышцами [3,4]. Для уменьшения работы дыхания в современных аппаратах ИВЛ доступна функция автоматической компенсации сопротивления дыхательных путей. Данная функция обеспечивает компенсацию сопротивления интубационной трубки и поддерживает необходимое давление в трахее, затрачиваемое на прохождение узкого места, вызванного разностью диаметров трахеостомической или интубационной трубки и контура аппарата ИВЛ и трахеи [5,6].

Механизм компенсации следующий: поток газа, проходящий через трубку, приводит к возникновению разницы в давлении (ΔPtube) между двумя концами трубки. Респираторные мышцы должны компенсировать эту разницу давлений, создавая мощное отрицательное давление в легких. Это усилие может быть уменьшено за счет увеличения давления на верхнем конце трубки на такую же величину, как и разница давлений (ΔPtube).

Для преодоления возникающего сопротивления в рутинной практике чаще используется настройка поддержки давлением Pressure Support (PS) [7,8,9] При установке PS в зависимости от типа трубки и ее диаметра можно обеспечить базовое покрытие этого сопротивления, но так как вентиляционные параметры дыхания – величина непостоянная и меняющаяся для каждого вдоха, рассчитать необходимое давление для каждого вдоха врачу достаточно сложно. С этой функцией призван справляться режим компенсации сопротивления дыхательных путей, подавая в дыхательные пути пациента, давление необходимое для преодоления этого сопротивления.

Существуют разные названия данной функции в зависимости от производителя аппаратуры: ATC (Automatic Tube Compensation на аппаратах фирмы Drager), TRC (Tube Resistance Compensation на аппаратах фирмы Hamilton) и др. На аппаратах фирмы General Electric - Engström Carestation данный режим называется Airway Resistance Compensation (ARC). В настройках данного режима можно изменять размер трубки от 5 до 10 мм, ее тип (трахеостомическая или ин-тубационнная) и уровень компенсации от 0 до 100%.

В данной работе мы исследовали влияние режима ARC на потребление кислорода у пациентов, находящихся на ИВЛ в отделении интенсивной терапии.

Цель: определить влияние режима компенсации сопротивления дыхательных путей (Airway Resistance Compensation

  • - ARC) на потребление кислорода (VO2), во время вспомогательного режима вентиляции легких СРАР/PSV

Материалы и методы

Исследование проводилось в отделении реанимации и интенсивной терапии №2 ГКБ им. Виноградова, г. Москва.

В исследование вошли 21 пациент (мужчин – 12, женщин – 9), которым проводилась ИВЛ в течение 12-24 суток, в режиме CPAP/PSV аппаратом Engström Carestation, General Electric (Boston, Massachusetts, USA). Средний возраст пациентов составил 53,4 ± 7,1 лет, клинические диагнозы представлены в таблице 1.

Таблица 1

Критерии включения: пациенты без вазопрессорной поддержки, без медикаментозной седации, в ясном сознании, с трахеостомической трубкой фирмы Portex (все трубки имели порт для санации надманжеточного пространства) диаметром 8,0 мм, пребывающие в состоянии покоя (без ажитации, непосредственно в ходе исследования пациентам не выполнялись процедуры общереанимационного ухода). ЧСС варьировал в пределах от 60 до 110 в мин, ЧДД от 8 до 25 в мин, SpO2= 90-100%, АД от 100/60 мм.рт.ст. до 160/100 мм.рт.ст., температура тела от 36,6 до 37,0 °С. Режим вентиляции CPAP/PSV. Параметры ИВЛ: PEEP от 5 – 7 см H2O, FiO2 ниже 40%, Ps не более 15 смH2O.

Критерии исключения: Больные с анемии, которые требуют переливание крови, на седации или миорелаксантов, с дренажам в грудной стенки, больные с нестабильных гемодинамики, при ИВЛ необходимость использования высоких концентраций О2 (FiO2 >0,6).

Исследование планировалось прекратить при ухудшении состояния пациента: ЧДД более 35 в мин, SpO2 менее 90%, АД выше 180/100 мм.рт.ст. или менее 90/60 мм.рт.ст., ЧСС более 120 в мин или менее 50 в мин, появление ажитации, или при необходимости санации трахеобронхиального дерева.

В ходе исследования у пациентов проводилась оценка следующих параметров: частота сердечных сокращений (ЧСС), артериальное давление (АД), сатурация (SpO2) – с помощью прикроватнго монитора пациента, значение пикового давления в дыхательных путях (Ppeak), давление поддержки (PS), положительное давление конца выдоха (positive end-expiratory pressure- PEEP), концентрация кислорода на вдохе (FiO2) с помощью аппарата ИВЛ, потребление кислорода (VO2), выделение углекислого газа (VCO2), расход энергии

(EE), индекс Тобина (Rapid Shallow Breathing Index - RSBI) – оценка данных параметров производились с помощью аппарата непрямой калориметрии E-COVX (CARESCAPE Monitor B650, General Electric ,Boston, Massachusetts, USA).

Показатели PS, PEEP, FiO2 оставались неизменными во время всего исследования: среднее значение PS составило 13,1 ± 3,3 мм.вод.ст., средний уровень PEEP составил 5,5 ± 0,6 мм.вод.ст., а среднее значение FiO2 составило 39,4 ± 3,6 % .

В режиме ARC задавался размер трахеостомической трубки 8,0 и степень компенсации 100%. За 30 минут до исследования проводилась процедура санации трахеобронхиального дерева, надманжеточного пространства и ротовой полости. Головной конец кровати у всех пациентов все время исследования находился в приподнятном до 30° положении. Длительность исследования составляла 60 минут на 1 пациента: 30 минут на оценку параметров до, включения ARC, 30 минут во время ARC. Интервал между измерениями исследуемых параметров составил 5 минут, как до включения ARC так и вовремя ARC.

Результаты

Все пациенты, включенные в исследование, закончили его без выраженного ухудшения состояния, ни у одного из исследуемых пациентов измеряемые параметры не достигли критериев прекращения исследования.

Полученные данные представлены в таблице 2.

Таблица 2

Параметры

до включения АRС

после включения АRС

p > 0,005

p=

Ср. АД

мм.рт. ст.

88,6 ± 6,9

88,55 ± 6,7

p > 0,05

p = 0,90

ЧСС

в мин

89,7 ± 20,5

88,4 ± 19,3

p > 0,05

p = 0,31

ЧДД

в мин

20,3 ± 4,6

20,8 ± 5,4

p > 0,05

p = 0,33

RSBI

ЧДД/ мин/Л

42,4 ± 17,6

45,3 ± 21,1

p > 0,05

p = 0,38

VO 2

мл/

мин

238 ± 72,5

235,6 ± 70,7

p > 0,05

p = 0,57

VCO2

мл/

мин

133,5 ± 39,3

128,4 ± 41,5

p > 0,05

p = 0,20

RQ

0,677 ± 0,077

0,678 ± 0,078

p > 0,05

p = 0,35

EE

ккал\ сут

1452,8 ± 488,7

1424,3 ± 489,9

p > 0,05

p = 0,28

SpO2

%

97,7 ± 0,95

97,7 ± 0,78

p > 0,05

p = 0,75

Ppeak

мм.вод. ст.

18,3 ± 0,39

21,8 ± 0,39

p < 0,05

p = 0,00

Обсуждение

Описываемые по данным литературных источников исследования, направленные на сравнение VO2 и EE в процессе отлучения от аппарата искусственной вентиляции легких, ограничены. Работа Santos с соавторами [10] сравнивает EE во время отлучения у случайно выбранных 40 пациентов, разделенных на 2 группы: 1 группа - где процесс отлучения начинался с режима PSV а затем переходили на вентиляцию T-трубкой, 2 группа- использовался обратный порядок перехода, зафиксировали 14,4% увеличение EE у пациентов с T-трубкой по сравнению с PSV. В ходе нашего исследования мы не наблюдали значимого различия в EE при сравнении в режиме ATC или без него.

Другое исследование Oczenski с соавторами [11] обследовали 21 пациента после кардиохирургических вмешательств без легочных повреждений вентилируемых в режиме CPAP\ PSV с включение ATC и без нее. VO2 составил 170 (SD 29) против 174 (SD 29) в режиме CPAP с включенной ATC, PSV, и режимом CPAP без ATC, соответственно. Авторы пришли к выводу что пациенты после кардиохирургических оперативных вмешательств, без повреждения легких нуждаются в обычной вентиляции и не требуют включения режима ATC. В ходе нашего исследования мы сравнили показатели VO2, EE,VCO2 у пациентов некардиологического профиля и разница для VO2, EE,VCO2 не была клинически значима. Показывая на то ,что несмотря на разное получаемое лечение и наличие рестриктивной легочной патологии у 8 пациентов не было клинически значимого эффекта от включения режима ARC.

Cohen с соавторами [12] проводили рандомизированное контролируемое клиническое исследование на 99 пациентах с целью определения влияет ли режим ATC на работу дыхания во время отлучения от аппарата ИВЛ. Авторы использовали CPAP с и без режима компенсации и определили что процесс экстубации был более успешен во время CPAP с режимом ARC по сравнению с режимом CPAP без нее 82% и 65% соответственно. Соответственно, использование режима CPAP c ARC может быть полезным при отлучения от аппарата ИВЛ.

В рандомизированном клиническом исследовании Figueroa-Casas с соавторами [13] сравнили пациентов в режиме CPAP с ATC и CPAP без ATC в процессе отлучения от аппарата ИВЛ. Авторы заключили, что режим ATC значимо не ускоряет процесс отлучения .

В работе Selek с соавторами [14] было проведено сравнение ATC и T-трубки как методов отлучения от ИВЛ. В исследовании участвовало 50 пациентов поделенных на 2 группы: те у кого проводилось отлучение с использованием режима АТС и те ,у кого использовалась Т-трубка, находящихся в отделении ОРИТ более 24 ч, основной целью исследования была успешная экстубация пациента – расцениваемая в данном исследовании как способность поддерживать спонтанное дыхание 48ч после экстубации. Средняя продолжительность отлучения от ИВЛ осставила 4,96 для АТС и 7,42(p=0,022) для Т-трубки. Не отмечалось значимой разницы между группами в гемодинамике, механической вентиляции или параметрах газообмена. Авторы пришли к выводу, что нет приоритета одного метода по сравнению с другим в плане отлучения больных от ИВЛ.

Lago с соавторами [15] в своей работе оценивали VO2 и EE в течение попытки спонтанного дыхания (SBT-spontaneous breathing trial) связанной с АТС и без нее. В исследовании участвовали 40 пациентов находящихся на ИВЛ в ОРИТ. Исследуемые были случайно рандомизировано разделены на группы:1 группа-SBT начиналось в режиме CPAP с ATC, 2 группа– SBT начиналось в режиме CPAP без АТС. Разница между VO2 и EE во время SBT с ATC и без ATC составила 1.6 мл/кг/мин (95% CI: -4,36 - 1,07) и 5,4 ккал/сут (95% CI: -21,67 - 10,79) соответственно. Авторы ,заключили ,что VO2 и EE полученные в ходе SBT c ATC и без ATC значимо не отличались.

Интересна работа OTO с соавторами [16] - исследуя влияет ли режим АТС на уменьшение работы дыхания у пациентов с эндотрахеальной трубкой. В авторском исследовании участвовало 20 пациентов на ИВЛ с длительностью вентиляции более 48ч. После экстубации, производился сбор использованных эндотрахеальных трубок и производилось измерение параметров с присоединением использованных эндотрахеальных трубок к модели легких, которая симулировала спонтанное дыхание с частотой 10 в мин, временем вдоха 1,0 сек и дыхательным объемом 300 мл, 500 мл и 700 мл соответственно. На аппарате ИВЛ задавался режим АТС со 100% компенсацией, с PEEP 5 см.вод.ст. FIO2 21% и производилось измерение потока и давления воздушной смеси на проксимальном и дистальном конце эндотрахеальной трубки. В результате разница давлений возрастала с увеличением объема, но даже со 100% установкой компенсации, аппарат ИВЛ не перекрывал полностью разницу давлений. В использованных эндотрахеальных трубках пиковый поток и пиковое давление были ниже , а разница давлений на концах трубки больше чем у новых эндотрахеальных трубок. С возрастанием объема увеличивалась процентная разница давлений между новыми и использованными эндотрахеаль-ными трубками. Авторы заключили что режим АТС не компенсирует полностью возникающее увеличение работы дыхания. Изменение конфигурации эндотрахеальной трубки и трахеальные секреты могут увеличить сопротивление эн-дотрахеальной трубки и уменьшить возможность режима АТС компенсировать увеличенную работу дыхания.

Исходя из полученных литературные источников, можно прийти к выводу что режим ATC значимо не влияет на VO2 и EE , что мы и получили в ходе нашего исследования. Применения данного режима остается ограниченными в работе реанимационного отделения- при отлучении от аппарата от ИВЛ данный режим может быть эффективен.

Заключение

В ходе исследования были получены данные, совпадающие с данными других авторов, приведенными в обсуждении что режим ARC значимо не влияет на VO2 в режиме вспомогательной вентиляции легких.

Список литературы Влияние режима компенсации сопротивления дыхательных путей на потребление кислорода у пациентов в отделении интенсивной терапии

  • Powers S.K., Wiggs M.P., Sollanek K.J., Smuder A.J. Ventilator-induced diaphragm dysfunction: cause and effect. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 2013, 305(5), pp. R464-477
  • Kalanuria A.A., Zai W., Mirski M. Ventilator-associated pneumonia in the ICU. Crit Care, 2014, 18(2), p. 208
  • Epstein S.K., Ciubotaru R.L. Influence of gender and endotracheal tube size on preextubation breathing pattern. Am J Respir Crit Care Med, 1996, 154 (6 Pt 1), pp. 1647-1652
  • Mehta S.,Heffer M.J.,Maham N.,Nelson D.L.,Klinger J.R.,Levy M.M. Impact of endotracheal tube size on preextubation respiratory variables. J Crit Care, 2010, 25(3), pp. 483-488
  • Haberthur C., Fabry B., Stocker R., Ritz R., Guttmann J. Additional inspiratory work of breathing imposed by tracheostomy tubes and non-ideal ventilator properties in critically ill patients. IntensiveCareMed, 1999, 25(5), pp. 514-519
  • Ashutosh N., Aggarwal MD DM, Ritesh Agarwal MD DM, and Dheeraj Gupta MD DM. Automatic Tube Compensation as an Adjunct for Weaning in Patients With Severe Neuroparalytic Snake Envenomation Requiring Mechanical Ventilation: A Pilot Randomized Study Respiratory Care, December 2009, Vol. 54, no. 12, pp. 1697-1702
  • Brochard L., Rauss A., Benito S., Conti G., Mancebo J., Rekik N., et al. Comparison of three methods of gradual withdrawal from ventilator support during weaning from mechanical ventilation. Am J Respir Crit Care Med, 1994, 150 (4), pp. 896-903
  • Esteban A., Frutos F., Tobin M.J., Alia I., Solsona J.F., Valverdu I., et al. A comparison of four methods of weaning patients from mechanical ventilation. Spanish Lung Failure Collaborative Group. N Engl J Med, 1995, 332(6), pp. 345-350
  • Molina-Saldarriaga F.J., Fonseca-Ruiz N.J., Cuesta-Castro D.P., Esteban A., Frutos-Vivar F. [Spontaneous breathing trial in chronic obstructive pulmonary disease: continuous positive airway pressure (CPAP) versus T-piece]. Med Intensiva, 2010, 34(7), pp. 453-458
  • Dos Santos L.J.,Hoff F.C.,Condessa R.L.,Kaufmann M.L.,Vieira S.R. Energy expenditure during weaning from mechanical ventilation: is there any difference between pressure support and T-tube? J Crit Care, 2011, 26(1), pp. 34-41
  • Oczenski W., Kepka A., Krenn H., Fitzgerald R.D., Schwarz S., Hormann C. Automatic tube compensation in patients after cardiac surgery: effects on oxygen consumption and breathing pattern. Crit Care Med, 2002, 30(7), pp. 1467-1471
  • Cohen J.D., Shapiro M., Grozovski E., Lev S., Fisher H., Singer P. Extubation outcome following a spontaneous breathing trial with automatic tube compensation versus continuous positive airway pressure. Crit Care Med, 2006, 34(3), pp. 682-686
  • Figueroa-Casas J.B., Montoya R., Arzabala A., Connery S.M. Comparison between automatic tube compensation and continuous positive airway pressure during spontaneous breathing trials. Respir Care, 2010, 55(5), pp. 549-554
  • Selek Ç., Özcan P.E., Orhun G., Şentürk E., Akıncı İ.Ö., Çakar N. The Comparison of Automatic Tube Compensation (ATC) and T-piece During Weaning. Turk J Anaesthesiol Reanim, 2014 Apr, 42(2), pp. 91-5
  • Lago A.F., Goncalves E.C., Silva E.C., Menegueti M.G., Nicolini E.A., Auxiliadora-Martins M., Martinez E.Z., Gastaldi A.C., Basile-Filho A. Comparison of Energy Expenditure and Oxygen Consumption of Spontaneous Breathing Trial Conducted With and Without Automatic Tube Compensation. J Clin Med Res, 2015 Sep, 7(9), pp. 700-5
  • Oto J., Imanaka H., Nakataki E., Ono R., Nishimura M. Potential inadequacy of automatic tube compensation to decrease inspiratory work load after at least 48 hours of endotracheal tube use in the clinical setting. Respir Care, 2012 May, 57(5), pp. 697-703
Еще
Статья научная