Послеоперационные легочные осложнения представляют собой значительную проблему, как клиническую, так и экономическую. Они встречаются у 9-40% всех хирургических больных, перенесших абдоминальные операции, и приводят к более длительному пребыванию как в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ), так и в стационаре, увеличивая расходы на лечение.
Исследования показывают сильную корреляционную связь между ателектазированием и развитием послеоперационных легочных осложнений и инцидентов. К респираторным инцидентам относят гипоксемию (SpО2 менее 95%) и гиперкапнию (РаСО2 более 45 мм рт. ст.).
Послеоперационные легочные осложнения определяются как:
- дыхательная недостаточность (РаО2 менее 60 мм рт. ст., индекс PaО2/FiО2 менее 300 мм рт. ст. и SpО2 менее 90% при дыхании атмосферным воздухом и потребность в дополнительной оксигенотерапии);
- пневмония;
- гидроторакс;
- пневмоторакс;
- ателектазы легких;
- бронхоспазм;
- аспирационный пневмонит;
- развитие острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС).
Ателектазирование, по-видимому, является одним из первичных механизмов, лежащих в основе развития послеоперационной пневмонии и ОРДС, а также основной причиной послеоперационного нарушения газообмена. Известно, что ателектазы развиваются более чем у 90% пациентов в течение анестезии и захватывают 15-20% всей легочной ткани в течение неосложненной анестезии. После абдоминальной операции эффекты ателектазирования сохраняются в течение нескольких дней.
В повседневной жизни поддержанию комплаенса легких и предотвращению развития ателектазирования способствует глубокий вздох – нормальный гомеостатический рефлекс, характеризующийся сложными взаимодействиями между блуждающим нервом и периферическими хеморецепторами. Бодрствующий взрослый человек вздыхает в среднем 9-10 раз в течение часа.
Известно, что у спонтанно дышащих пациентов легочный комплаенс снижается в отсутствие периодических вздохов и возвращается к исходному значению только после двух глубоких вздохов. Эти вздохи также сводят к минимуму альвеолярно-артериальную разницу по кислороду (Р(А-а)О2) и поддерживают уровень венозного примешивания в пределах нормального диапазона. Помимо этого, они способствуют высвобождению нового сурфактанта и его равномерному распространению на поверхности альвеол и дистальных дыхательных путей.
Что же происходит, когда пациенты интубированы, им вводят миорелаксанты и они подвергаются воздействию высоких концентраций кислорода с фиксированным дыхательным объемом (ДО)? Постоянная вентиляция со статическим ДО при отсутствии вздохов во время анестезии приводит к прогрессированию ателектазирования и шунтирования. В среднем РаО2 падает на 22%, а легочный комплаенс снижается на 15% в отсутствие вздохов. Интраоперационные эффекты ателектазов включают повышение Р(А-а)О2, увеличение легочного шунтирования и снижение SpО2. Помимо этого, ателектазирование увеличивает риск волюмотравмы в результате того, что постоянный ДО передается постепенно уменьшающемуся альвеолярному объему.
В работах многих авторов довольно часто встречается такое понятие, как «протективная» искусственная вентиляция легких (ИВЛ). Данная вентиляционная стратегия предложена для улучшения функции дыхания во время анестезии и в ближайшем послеоперационном периоде и включает применение низкого ДО, минимально необходимой фракции кислорода во вдыхаемом воздухе (FiО2), позиционирование (подъем головного конца на 30°), а также применение рекрутмент-маневра (РМ) (синоним: маневр открытых легких – МОЛ) и обязательного использования положительного конечно-экспираторного давления (PEEP).
Одним из значимых элементов «протективной» ИВЛ является РМ. Во время РМ используется устойчивое повышение давления в дыхательных путях для расправления коллабированных альвеол, поддержания конечно-экспираторного объема легких, снижения выраженности ателектазов и, как следствие, улучшения артериальной оксигенации.
Существует большое количество работ, описывающих применение РМ при поврежденных легких (пневмония, ОРДС). Однако работ, описывающих применение РМ в течение анестезии, на сегодняшний день явно недостаточно. В данном обзоре мы рассмотрим исключительно РМ в условиях общей анестезии при абдоминальных операциях у пациентов с исходно не поврежденными легкими. В то же время такие особенности пациентов, как пожилой возраст, ожирение, а также техника оперативного вмешательства и его продолжительность являются независимыми факторами риска возникновения ателектазов и повышения частоты послеоперационных респираторных осложнений, что требует более пристального рассмотрения этих групп больных.
Цель обзора заключается в выявлении оптимальных способов выполнения РМ, определении необходимых временных характеристик РМ, а также в определении групп пациентов, применение РМ у которых будет особенно полезно.
Все способы выполнения РМ можно условно разделить на 4 группы:
- ручное раздувание легких мешком аппарата ИВЛ в течение 5-40 с до достижения заданного пикового инспираторного давления (PIP) 40 см вод. ст. – способ № 1;
- одномоментное раздувание легких с помощью аппарата ИВЛ в течение 5-40 с до достижения PIP 40 см вод. ст. – способ № 2;
- пошаговое увеличение PEEP до уровня 20-30 см вод. ст. – способ № 3;
- пошаговое увеличение ДО до достижения давления плато 30 см вод. ст. – способ № 4.
Несмотря на различные способы выполнения, в обязательном порядке подразумевается использование PEEP после проведения РМ для сохранения достигнутых изменений и предотвращения дерекрутмента.
Интерес к эффектам РМ на систему дыхания и на исход операции в последние годы значительно увеличился, данной теме посвящено большое количество работ с разным дизайном. Стоит отметить, что большинство исследователей, работы которых представлены в данном обзоре, повторяли РМ в разное время в течение операции и отмечали, что польза от повышения РаО2 при одиночном РМ временная, в то время как повторные РМ были более эффективны.
Несмотря на предложенные различными авторами аргументы в пользу того или иного способа РМ, в литературе до сих пор нет единого мнения о наиболее приемлемых способах РМ и их преимуществах во время общей анестезии. Результаты исследований свидетельствуют об улучшении артериальной оксигенации, о влиянии на гемодинамику, однако данных об эффективности проведения РМ в плане улучшения отдаленных результатов на сегодняшний день недостаточно.
Несмотря на то что РМ проводили во время операции, его эффекты наблюдались как в интра-, так и в послеоперационном периоде.
Интраоперационные эффекты проведения рекрутмент-маневра
В течение анестезии наблюдаются следующие эффекты выполнения РМ: увеличение РаО2, индекса PaО2/FiО2, комплаенса легких и уменьшение сопротивления дыхательных путей.
Увеличение РаО2 и индекса PaО2/FiО2
При лапароскопических операциях у пациентов с ожирением W. A. Almarakbi et al. продемонстрировали увеличение РаО2 в группах с одиночным (на 10%) и повторным РМ (на 25%) с применением PEEP по сравнению с контрольной группой и группой с РМ без PEEP. Однако в группе с одиночным РМ с PEEP увеличение РаО2 было временным и в дальнейшем РаО2 снижалось до уровня контрольной группы.
В работе Е. Futier et al. у пациентов без ожирения наблюдали увеличение РаО2 после выполнения РМ на 18% по сравнению с исходными данными, а также на 25% по сравнению с группой без РМ. У пациентов с ожирением показано увеличение РаО2 после выполнения РМ на 28% по сравнению с исходными данными, а также на 29% по сравнению с группой без РМ.
Whalen et al. продемонстрировали увеличение индекса PaО2/FiО2 после выполнения PM на 50% по сравнению с контрольной группой у пациентов с избыточной массой тела. С. К. Pang et al. у больных с нормальной массой тела показали увеличение РаО2 в группе РМ после наложения пневмоперитонеума на 28% по сравнению с контрольной группой.
При обширных абдоминальных операциях у пациентов с ожирением А. Р. Souza et al. наблюдали увеличение РаО2 в группе с пошаговым РМ на 21 % и на 29% в группе с одномоментным РМ по сравнению с традиционной ИВЛ, а также увеличение индекса PaО2/FiО2 в группе с одномоментным РМ на 18% по сравнению с традиционной ИВЛ. В своей работе J. Sprung et al. также показали достоверное увеличение индекса PaО2/FiО2 в группе РМ на 47% по сравнению с контрольной группой.
При обширных абдоминальных операциях у пожилых пациентов с нормальной массой тела Т. N. Weingarten et al. продемонстрировали увеличение индекса PaО2/FiО2 через 60 мин в группе с РМ на 24%. В контрольной группе через 60 мин после начала анестезии наблюдалось снижение индекса PaО2/FiО2 на 15%. В работе И. Б. Заболотских и др. увеличение индекса PaО2/FiО2 в группе с РМ составляло 28%.
Увеличение комплаенса легких
При лапароскопических операциях в работе W. A. Almarakbi et al. показано увеличение комплаенса легких у пациентов с ожирением в группах с одиночным (на 14%) и повторным (на 25%) РМ с применением PEEP по сравнению с контрольной группой и группой с РМ без PEEP. F. X. Whalen et al. у пациентов с избыточной массой тела также наблюдали увеличение комплаенса легких после выполнения РМ на 40% по сравнению с контрольной группой, однако через 30 мин после выполнения РМ наблюдалось снижение комплаенса до исходного уровня.
При обширных абдоминальных операциях у пациентов с ожирением J. Sprung et al. показали увеличение комплаенса легких в группе РМ на 35% по сравнению с контрольной группой.
При обширных абдоминальных операциях у пациентов с нормальной массой тела S. Ffemmes et al. продемонстрировали увеличение комплаенса легких в группе с РМ на 27% по сравнению с группой с низким PEEP. Однако в работе Р. Severgnini et al. не обнаружено достоверных различий в величине комплаенса легких между пациентами с РМ и пациентами, которым РМ не проводили.
При обширных абдоминальных операциях у пожилых пациентов с нормальной массой тела Т. N. Weingarten et al. показали увеличение комплаенса легких на 36% в группе с РМ. Сходные данные были получены в работе И. Б. Заболотских и др.
Уменьшение сопротивления дыхательных путей
При лапароскопических операциях F. X. Whalen et al. выявлено уменьшение сопротивления дыхательных путей у пациентов с ожирением в группе РМ на 34% по сравнению с контрольной группой.
При обширных абдоминальных операциях у пациентов с ожирением в работе J. Sprung et al. показано уменьшение сопротивления дыхательных путей в группе РМ на 20% по сравнению с контрольной группой. Т. N. Weingarten et al. у пожилых пациентов с нормальной массой тела также наблюдали снижение сопротивления дыхательных путей на 21% в группе с РМ.
Таким образом, проведение РМ достоверно улучшает оксигенацию и механику дыхания в интраоперационном периоде, тем самым предотвращая возникновение респираторных инцидентов.
Отрицательные эффекты проведения РМ
Выполнение РМ в интраоперационном периоде, помимо положительных, может приводить и к отрицательным последствиям.
Наиболее частым осложнением РМ, по данным различных авторов, является гипотензия. Однако нет однозначных данных о влиянии РМ и PEEP на параметры гемодинамики. Часть исследователей сообщает о полной стабильности центральной гемодинамики после проведения РМ и применения PEEP даже у пожилых людей и у пациентов с ожирением.
Так, в исследовании Т. N. Weingarten et al. частота применения вазопрессоров в группе без РМ была сопоставима с группой с РМ. Для коррекции гипотензии использовалось болюсное внутривенное введение эфедрина 5 мг и фенилэфрина 100 мкг. Общая доза эфедрина в группе без РМ составляла 23 мг, в группе с РМ – 33 мг. Общая доза эпинефрина 910 и 783 мкг соответственно.
Severgnini et al. у 54% пациентов группы протективной ИВЛ наблюдали развитие гипотензии после выполнения РМ, которая не требовала применения вазопрессоров. В группе с традиционной ИВЛ у 33% пациентов развивалась гипотензия, не связанная с РМ, причем в 4% случаев требующая применения вазоактивных препаратов. J. Sprung et al. показали стабильность гемодинамики в обеих группах, однако в контрольной группе наблюдалось увеличение сердечного индекса (СИ) на 16% по сравнению с группой РМ. W. A. Almarakbi, Е. Futier et al. отмечают сопоставимую частоту осложнений у пациентов с применением и без применения РМ.
Другая часть авторов, напротив, отмечает увеличение количества используемых вазопрессоров после выполнения РМ. F. X. Whalen et al. сообщают о большей частоте использования вазопрессоров (на 50%) в группе РМ по сравнению с контрольной группой, однако СИ и среднее артериальное давление достоверно не различались между группами в течение всей операции. Для коррекции гипотензии использовали болюсное внутривенное введение фенилэфрина 100 мкг. Общая доза эфедрина в группе без РМ составляла 80 мкг, в группе с РМ – 300 мкг. Выполнение РМ не требовало дополнительного назначения вазопрессоров у пациентов.
Hemmes et al. также выявили большую частоту развития гипотензии (46%) и большую потребность в вазопрессорах (62%) в группе РМ по сравнению с группой без РМ (36 и 51% соответственно). В данном исследовании также наблюдалось развитие десатурации у 8% пациентов группы с низким PEEP (34 пациента) и лишь у 2% пациентов группы РМ (11 больных).
Хорошо известно, что сохранение стабильности сердечно-сосудистой системы при больших значениях положительного давления в дыхательных путях зависит не только от его уровня, но и от того, в каком функциональном состоянии находится кардиореспираторная система. Результаты ряда исследований показали, что приложение положительного давления вызывает снижение СИ, не оказывает при этом существенного влияния на АД вследствие компенсаторного увеличения общего периферического сосудистого сопротивления.
Однако этот механизм, как показывают экспериментальные модели, функционирует только в условиях сохранности нейрорефлекторной регуляции кардиореспираторной системы. Когда же эта регуляция нарушена, наблюдается критическое падение гемодинамики в ответ на вентиляцию с положительным давлением. Тем не менее подобная стратегия ИВЛ может усугублять ее неблагоприятные гемодинамические эффекты, связанные с увеличением постнагрузки на правый желудочек, увеличением внутригрудного давления, что в итоге приводит к снижению СИ и АД.
В настоящее время известно, что традиционная механическая вентиляция с высоким ДО во время общей анестезии может способствовать возникновению волюмотравмы с последующим развитием реакций иммунной системы в виде высвобождения провоспалительных цитокинов (интерлейкинов – ИЛ), являющихся маркером повреждения паренхимы легких: ИЛ-1; ИЛ-6; ИЛ-8; фактора некроза опухоли альфа (ФНО-а) (т. е. развитию биологической травмы).
Применение РМ во время протективной интраоперационной ИВЛ не только не увеличивает, но и достоверно снижает концентрацию в плазме провоспалительных цитокинов по сравнению с традиционной ИВЛ без РМ, как в экспериментальных исследованиях на животных, так и у пациентов. В работе Т. N. Weingarten et al. сообщается об увеличении послеоперационных уровней ИЛ-6 и ИЛ-8 в обеих группах, однако достоверно значимого различия между этими категориями пациентов не обнаружено.
Экспериментальные исследования, встречающиеся в мировой литературе, сообщают о том, что выдыхаемый оксид азота (eNO) является маркером повреждения мелких дыхательных путей. Поскольку большая часть eNO в легких производится эпителием мелких дыхательных путей, снижение уровня eNO может быть использовано в качестве маркера степени повреждения респираторного эпителия вследствие циклического открытия и закрытия мелких дыхательных путей во время ИВЛ.
Так, в работе Y. Cui et al. было показано, что проведение РМ в сочетании с низким ДО и установкой PEEP во время абдоминальной операции у пожилых пациентов вызывало достоверно меньший темп снижения eNO в послеоперационном периоде, чем у пациентов, которым не применялся РМ, что также свидетельствует о безопасности РМ.
Таким образом, выполнение РМ во время анестезии вполне безопасно для пациентов. Однако отрицательное влияние РМ на гемодинамику требует более осторожного его выполнения у пациентов с высоким риском возникновения гемодинамических инцидентов и своевременной их коррекции.
Эффекты проведения РМ в послеоперационном периоде
Эффекты выполнения РМ наблюдаются не только во время анестезии, но также и в послеоперационном периоде. После операции у пациентов наблюдаются динамические изменения РаО2 и SpО2, а также снижение частоты послеоперационных респираторных осложнений и длительности пребывания в ОРИТ и в стационаре.
Динамика РаО2 и SpО2
При лапароскопических операциях W. A. Almarakbi et al. установили, что у пациентов, которым выполняли повторные РМ, наблюдалось увеличение SpО2 в послеоперационном периоде по сравнению с пациентами с одиночным РМ и у пациентов без РМ.
При обширных абдоминальных операциях у пациентов с нормальной массой тела Р. Severgnini et al. сообщили о статистически значимом снижении РаО2 и SpО2 у пациентов без РМ в первый и третий послеоперационные дни.
При обширных абдоминальных операциях у пожилых пациентов с нормальной массой тела в работе Т. N. Weingarten et al. не обнаружено различий в величине индекса PaО2/FiО2 между группами пациентов. В работах С. К. Pang, F. X. Whalen, J. Sprung et al. не продемонстрировано достоверной разницы в величине РаО2 и SpО2 между группами пациентов с РМ и без него.
Незначительные различия в послеоперационной РаО2 и SpО2 у пациентов различных категорий объясняются тем, что применение РМ в первую очередь влияет на частоту развития послеоперационных осложнений у пациентов высокого риска, в то время как частота возникновения послеоперационных респираторных инцидентов в раннем послеоперационном периоде была сопоставима среди пациентов с и без РМ.
Послеоперационные легочные осложнения и длительность пребывания в стационаре
При лапароскопических операциях у пациентов с ожирением в работе Р. Р. Remistico et al. в контрольной группе в 40% случаях наблюдались ателектазы, в 20% – гидроторакс. В группе с РМ в 13% случаях развивался гидроторакс. По данным автора, риск развития послеоперационных респираторных осложнений в контрольной группе был на 78% выше. W. A. Almarakbi et al. было установлено, что у пациентов, которым выполняли повторные РМ, срок пребывания в стационаре был достоверно меньше, чем у пациентов с одиночным РМ и у пациентов без РМ.
Futier et al. сообщили о достоверном снижении респираторных осложнений с 28 до 11% и количества пациентов, которым требовалась продленная послеоперационная ИВЛ, с 17 до 5% при проведении РМ. Длительность пребывания в больнице пациентов этой группы также была достоверно ниже. Однако F. X. Whalen et al. не обнаружили различий в течении послеоперационного периода между группами пациентов.
При обширных абдоминальных операциях у пациентов с нормальной массой тела S. Ffemmes et al. отметили развитие послеоперационных респираторных осложнений в течение первых пяти дней послеоперационного периода у 174 пациентов группы с высоким PEEP (40%) и у 172 пациентов группы с низким PEEP (39%). Также не обнаружено различий в характеристике послеоперационных инцидентов и осложнений: наиболее часто встречаемым инцидентом являлась гипоксемия (24% в группе РМ и 21% в группе без РМ). Среди осложнений: гидроторакс встречался у 21% пациентов каждой группы, ателектазы – у 12%. Также авторами не обнаружено различий в длительности пребывания в ОРИТ и в стационаре.
Severgnini et al. сообщили о более высоком проценте возникновения послеоперационных легочных осложнений в первый послеоперационный день у пациентов, которым не выполнялся РМ (у 27% пациентов), по сравнению с пациентами протективной группы (4%). Наиболее частыми респираторными инцидентами у пациентов с традиционной ИВЛ являлись повышенная секреция дыхательных путей (46% наблюдений), кашель (27%) и одышка (12%). При этом авторы не обнаружили никакого существенного различия в течении дальнейшего послеоперационного периода, хотя 20% пациентов группы РМ (по сравнению с 40% в контрольной группе), все еще находились в больнице на 14-й день после операции. На 28-й послеоперационный день 15% пациентов со стандартной ИВЛ и 7% с протективной ИВЛ находились в стационаре. На рентгенограммах в первый послеоперационный день у 4 пациентов группы традиционной ИВЛ были обнаружены признаки ателектазирования, у 7 – на третий день, в то время как в группе с протективной ИВЛ ателектазы были выявлены у 2 пациентов.
При обширных абдоминальных операциях у пожилых пациентов с нормальной массой тела Т. N. Weingarten et al. не обнаружили различий в длительности пребывания в ОРИТ и стационаре между группами пациентов. Так, у 8 пациентов, которым проводили традиционную ИВЛ, и у 5 пациентов с РМ были выявлены послеоперационные легочные осложнения, наиболее встречаемыми среди которых были ателектазы.
Применение РМ у пациентов с высоким риском развития осложнений достоверно снижает частоту развития послеоперационных осложнений. Однако выполнение РМ у пациентов с невысоким респираторным риском, по данным авторов, не позволяет снизить частоту осложнений и улучшить исход операции и длительность пребывания в стационаре.
Заключение
Применение РМ в совокупности с другими элементами протективной ИВЛ во время общей анестезии у пациентов с высоким риском респираторных осложнений является эффективным и безопасным механизмом, позволяющим предупредить развитие респираторных осложнений как во время анестезии, так и в послеоперационном периоде. Однако выполнение РМ у пациентов с невысоким респираторным риском, по данным авторов, не позволяет снизить частоту осложнений и улучшить исход операции и длительность пребывания в стационаре.
Отрицательное влияние РМ на гемодинамику требует более осторожного его выполнения у пациентов с высоким риском возникновения гемодинамических инцидентов и своевременной их коррекции. У данных пациентов пошаговый способ выполнения РМ, при котором увеличение давления в дыхательных путях происходит постепенно, позволяет предотвратить появление неблагоприятных гемодинамических инцидентов во время выполнения РМ, таких как снижение АД.
И. Б. Заболотских, Р. В. Вейлер, Н. В. Трембач
2016 г.