Основи ШВЛ

Курси підвищення кваліфікації

Асинхронії та графіка ШВЛ

Водно-електролітні порушення у нейрореанімації

Книга «Основи ШВЛ»

1.3 Пошкодження легень при ШВЛ

Літні люди казали нам: «Посадіть пацієнта на ШВЛ, а потім не зніміть». У чомусь вони мають рацію, - ШВЛ може пошкоджувати легені. В даний час проблемі VILI (ventilator induced lung injury) присвячено велику кількість досліджень. Наші земляки розшифровують VILI як вентилятор, індуковане пошкодження легень. Обговоримо, які варіанти ушкодження легень відомі при ШВЛ.

Неадекватне зволоження.
Баротравма.
Волюмтравма.
Ателектотравма.
Біотравма.
Токсичність кисню.

Зволоження

Для того щоб предметно говорити про зволоження, нагадаємо визначення фізичного поняття вологості. Абсолютна вологість (АВ) – це кількість водяної пари, що міститься в одиниці об'єму газу (одиниця виміру – мг/л). Максимальна абсолютна вологість (МАВ) – це максимальна кількість (мг/л) водяної пари для даної температури газу або ємність газу для водної пари при даній температурі. Що температура газу, то більша максимальна абсолютна вологість. Насичення газу водяною парою більше МАВ неможливе – відбувається конденсація вологи у вигляді туману та роси.

Відносна вологість (ОВ) – це відношення реальної абсолютної вологості газу до максимальної абсолютної вологості для даної температури газу, виражене у відсотках (АВ/МАВ*100%)

У здорової людини при диханні через ніс відбувається зігрівання повітря до 37 ° С та зволоження до 100% відносної вологості, що відповідає 44 мг/л абсолютної вологості. Щоденні втрати здорової людини при самостійному диханні через ніс становлять приблизно 250 мл води та 350 ккал тепла на добу. Важливо відзначити, що випаровування відбувається зі слизової оболонки носа та верхніх дихальних шляхів.

Миготливий епітелій трахеї та бронхів представлений переважно циліарними клітинами (cilia – вія). Кожна така клітина має 200-250 вій, які коливаються із частотою 15/сек, безперервно виганяючи бронхіальний секрет із дихальних шляхів. Бронхіальний секрет продукують келихоподібні клітини епітелію та бронхіальні залози. Миготливий епітелій трахеї та бронхів може ефективно працювати тільки при нормальній в'язкості бронхіального секрету.

У сучасних посібниках з ШВЛ [3, 4, 9, 10] замість звичного терміна зволоження використовується поняття «кондиціювання дихальної суміші». Кондиціювання включає очищення (фільтрацію), зігрівання і зволоження дихальної суміші.

Надлишкове зволоженняпризводить до конденсації вологи та розрідження секрету, - вигнання такого секрету вимагає більшої кількості рухів вій.

Нестача зволоженнядихальної суміші призведе до підвищення навантаження на бронхіальні залози, надмірної втрати води - до 800мл і енергії - до 500ккал на добу. При цьому на відміну від нормальної фізіологічної ситуації, коли зігрівання та зволоження повітря, що вдихається, відбувається в порожнині носа, - у інтубованого або трахеостомованого пацієнта випаровування відбувається зі слизової оболонки трахеї і бронхів, що призводить до підвищення в'язкості бронхіального секрету. При досягненні критичногоРівень в'язкості циліарні клітини виявляються не в змозі видаляти секрет з дихальних шляхів. Після цього циліарні клітини втрачають вії. Очевидно, що порушення евакуації мокротиння призводить до зростання частоти запальних ускладнень. Пошкодження війчастого епітелію виявляються вже через 10 хвилин вентиляції сухим газом. Процес відновлення вій тривалий та енерговитратний. Тривалість відновлення залежить від великої кількості факторів і в кожному випадку індивідуальна, але в середньому займає 2-3 тижні після відновлення вологості та нормальної температури дихальної суміші.

Важливо відзначити, що після того, як резерви зволоження з поверхні трахеї та бронхів вичерпані, і невологе повітря досягає альвеол, починається випаровування з поверхні альвеол і відбувається пошкодження сурфактанту.

В'язке мокротиння налипає на стінки інтубаційної або трахеостомічної трубки, звужуючи її просвіт до повної обтурації. Таким чином, ідеальне рішення задачі кондиціювання дихальної суміші виглядає так:

У трахею ПАЦІЄНТА ПОВИННА НАДБАТИ ОЧИЩЕНА Дихальна суміш 100% ВОЛОГИ нагріта до 37 ° С.

Очевидно, холодні зволожувачі барботажного та пульверизаторного типу не забезпечують достатнього зволоження та не зігрівають дихальну суміш.

В даний час найкращими є зволожувачі - обігрівачі, де на додаток до ємності випарника в шлангах прокладений провід, що нагріває. Завдяки системі автоматичної підтримки температури, що отримує інформацію з трьох точок дихального контуру, вдається досягти оптимального зволоження та зігрівання дихальної суміші та уникнути випадання конденсату в дихальному контурі (зволожувачі Fisher&Pyker).

При спонтанному диханні для зменшення втрат тепла та вологи натрахеостомічну трубку необхідно надягати тепло-вологозберігаючий фільтр («штучний ніс»), який досить ефективно кондиціонує дихальну суміш, не обмежуючи свободи пацієнта. Дуже важливо стежити за прохідністю штучного носа, який може забиватись слизом при кашлі.

Наводимо найпростішу шкалу оцінки в'язкості бронхіального секрету

1. Рідкий – після аспірації мокротиння санаційний катетер чистий.

2. Помірно в'язкий після аспірації мокротиння санаційний катетер відразу очищається при промиванні водою.

3. В'язкий – після аспірації мокротиння санаційний катетер важко відмити від мокротиння.

Баротравма

Баротравма – це розрив тканин легень чи бронхів під час ШВЛ. Дослівний переклад – ушкодження тиском. Наслідки розриву → пневмоторакс або пневмомедіастенум → вимикання частини легенів із газообміну та усунення середостіння → гіпоксія та порушення гемодинаміки → загроза життю пацієнта.

Найчастіше при ШВЛ баротравму відбувається у зонах де альвеоли належать до бронхсудинного ложа. Наведена нижче ілюстрація взята з роботи Maunder R J, Pierson D J, Hudson L D Subcutaneous and mediastinal emphysema: pathophisiology, diagnosis and managemtnt. Arch Intern Med 1984; 144: 1447-1453.

Які сили можуть розірвати легені пацієнта?

У розділі «Респіраторна механіка» ми попереджали, що будь-яке переміщення повітря (вітер, ураган, вдих та видих) можливе лише за рахунок градієнта тисків. Градієнт тисків, критичне підвищення якого може призвести до розриву легень, називається – «Транспульмональний градієнт тисків або Transpulmonary pressure gradient». Загальноприйняте скорочення – Pl. Транспульмональний градієнт тиску складає різницю між альвеолярним і плевральним тисками.Pl = Palv - Ppl. Для стислості зазвичай використовують термін «транспульмональний тиск». (Якщо використана приставка «транс-» мова йде про градієнт.)

Чому в барокамері, де утворюється тиск у кілька атмосфер, не відбувається розриву легень?

Як примудряється не загинути від пневмотораксу глибоководний водолаз? (Страшно сказати під яким тиском відбувається вдих на глибині 10 метрів, - на 1000смH 2 O вище за атмосферний тиск!)

Коли трубач дудить у свою трубу тиск у дихальних шляхах досягає 150 мбар багато разів за концерт, а легені не рвуться. Чому? На ці запитання відповідь одна: «Величина транспульмонального градієнта тисків мала». У прикладах з барокамерою та водолазом зовнішній тиск на грудну стінку та передню черевну стінку врівноважує тиск у дихальних шляхах і небезпечний градієнт не виникає. Трубач сам створює тиск за рахунок зусилля черевного преса і дихальної мускулатури і в той момент, коли він дудить, легені зазнають навантаження на стиск, а не на розрив. Величина транспульмонального градієнта тисків у трубача теж мала і безпечна.

Практичний висновок:Ми зобов'язані враховувати комплайнс (податливість) та/або ригідність (жорсткість) грудної клітки та всієї дихальної системи, щоб адекватно проводити ШВЛ і не поранити пацієнта. У ряді клінічних ситуацій, у пацієнта з масивною, ригідною грудною клітиною тільки ШВЛ з високим тиском дозволить досягти адекватної вентиляції. У тому випадку, якщо податливість грудної клітки висока, то при налаштуванні ШВЛ слід захистити пацієнта від баротравми, встановивши безпечну межу тиску.

Волюмотравма

Ателектотравма

Вперше описана в експериментальній роботі у 1974 році.pressure ventilation with high inflation pressures, protection by positive end-expiratory pressure. - Am Rev Respir Dis 1974; 110: 556-565] На тлі недостатнього або надмірного зволоження, порушеної евакуації бронхіального секрету, запальних змін змінюється якість сурфактанту та еластичні властивості легень. В результаті при повному видиху частина альвеол злипається, тобто виникають ателектази. При вдиху альвеоли знову розліплюються. Цей феномен відповідає крепітації, що виявляється в ексудативних фазах гострої пневмонії. У тому випадку, якщо в ході ШВЛ протягом кожного дихального циклу відбувається злипання та розлипання альвеол, виникає тяжке ушкодження легень. При злипанні пневмоцитів, що знаходяться на протилежних стінках альвеоли, між оболонками цих клітин виявляється тонкий шар рідини. При розлипанні та розкритті альвеоли між оболонками клітин виникає «місток» з альвеолярного секрету. У той момент, коли «місток» рветься, вивільняється енергія і відбувається розрив клітинної стінки. Якщо за дві хвилини пневмоцит не встигає відновити оболонку, він гине. Викривляється альвеолярна мембрана. Підвищується проникність альвеолярно-капілярної стінки та запускається механізм відповіді на пошкодження. Тобто, залучення макрофагів та виділення медіаторів запалення. Одним словом – SIRS. Основний спосіб профілактики ателектотравми – ШВЛ з використанням РЕЄР.

Біотравма – це ушкодження легенів факторами, що виробляються власним організмом. Біотравма легень спостерігається при сепсисі, шоку будь-якої етіології, важкій травмі та синдромі тривалого здавлення (crash-syndrome), синдромі ДВС та інших станах, коли у венозному руслі висока концентрація мікроагрегатів, факторів системної запальної реакції та/або бактеріальних токсинів. У цих ситуаціяхЛегкі виступають у ролі фільтра, органу виділення та утилізації токсичних продуктів. В даний час терміну "шокова легеня" відповідають терміни "ОПЛ гостре пошкодження легень" (ALI acute lung injury) і "ОРДС гострий респіраторний дистрес синдром" (ARDS acute respiratory distress syndrome).

Біотравма в контексті вентилятора індукованого пошкодження легень (VILI) – це виділення факторів системної запальної реакції в кров та альвеоли на тлі агресивної ШВЛ. Таким чином, агресивна ШВЛ ушкоджує легені не тільки за рахунок механічного впливу, але і як фактор, що провокує викид біологічно активних речовин. Замикається порочне коло. Формується поліорганна недостатність, посилюються метаболічні порушення.

Токсичність кисню

Токсичність кисню було доведено експерименті на тварин. При диханні чистим киснем смерть лабораторних тварин наставала у термін від 48 до 72 годин. Вважається, що дихання киснем у високих концентраціях призводить до формування вільних радикалів. Ці вільні радикали є головним фактором, що ушкоджує. У лабораторних тварин, що загинули при диханні чистим киснем, виявлялися ушкодження легень ідентичні ОПЛ. Здорові добровольці в експерименті дихали чистим киснем 24 години. В результаті виявлено явища бронхіту та запальні зміни в легенях. Очевидно, що стійкість людини до токсичної та шкідливої дії кисню вище, ніж у лабораторних тварин. Є лабораторні дані про те, що введення бактеріального ендотоксину, запальних медіаторів та застосування сублетальних концентрацій кисню (2 від 60 до 80 мм Hg є достатнім рівнем).

• Більшість клініцистів у ситуації вибору між гіпоксемією або FIO 2 підвищують 60%концентрацію кисню у дихальній суміші.