Респираторная поддержка является одним из ключевых элементов терапии критических состояний.
Тромбоэмболия легочной артерии (ТЭЛА) — острая окклюзия ствола или ветвей легочной артерии тромбом. Распространенность этого осложнения различных заболеваний составляет примерно 1-2 случая на 1000 человек в год. Крупные популяционные исследования показали, что частота ТЭЛА составляет 60-70 случаев на 100 000 населения в год, внутрибольничная летальность варьирует от 6 до 15%.
По данным многочисленных патологоанатомических исследовании, в 50-80% случаев ТЭЛА не диагностируется вообще, что можно объяснить значительным диапазоном интерпретации клинических данных и значений шкал вероятности ТЭЛА. При этом летальность среди не леченых пациентов достигает 40%, тогда как при проведении своевременной терапии — не превышает 10%.
ТЭЛА — не самостоятельная нозологическая единица, а осложнение различных заболеваний и состояний, приводящих к возникновению глубоких тромбозов в венозной системе, правых камерах сердца, либо вызывающих местный тромбоз в системе легочной артерии. Примерно в 95% случаев основной причиной ТЭЛА является тромбоз глубоких вен нижних конечностей, в 2% случаев — тромбозы в системе верхней полой вены, в 3-15% случаев — тромбы в правом предсердии (при мерцательной аритмии), правом желудочке, описаны также парадоксальные тромбоэмболии из левого предсердия при открытом овальном окне.
В основе наиболее частых причин возникновения тромбозов в венозной системе лежит классическая триада Вирхова, а именно: повреждение сосудистой стенки (травмы, катетеризация вен), снижение скорости кровотока (оперативные вмешательства, длительная иммобилизация, сидячий образ жизни, ожирение) и повышение свертываемости крови (наследственные коагулопатии, антифосфолипидный синдром, паранеопластический синдром, применение оральных контрацептивов и гормональная терапия).
Начальным этапом тромбогенеза, в большинстве случаев, является повреждение эндотелия стенки сосудов. Нет сомнений, что эндотелий имеет мощное влияние на состояние коагуляционного гемостаза. В норме клетки эндотелия синтезируют эндотелин, простациклин, а также оксид азота — вещества, снижающие сосудистый тонус, тормозящие адгезию и агрегацию тромбоцитов и предупреждающие тромбообразование. Помимо этого, эндотелиальные клетки выделяют тканевый активатор плазминогена, который в свою очередь, активизирует фибринолиз в ответ на тромбо- образование.
При повреждении эндотелия, наряду со снижением его защитного влияния на свертывающее звено гемостаза, происходит высвобождение в кровоток прокоагулянтных веществ, в частности — фактора Виллебрандта, который образует связь между тромбоцитами и коллагеном, а также микрофибриллами субэндотелия. Кроме того, незащищенный субэндотелиальный слой сосудов сам становится стимулятором адгезии и агрегации тромбоцитов, из которых высвобождается ряд биологически активных веществ (АДФ, серотонин, тромбопластин и др.).
Активация тромбоцитов запускает коагуляционный каскад с участием всех факторов свертывания крови с образованием, в конечном итоге, тромбина, превращением фибриногена в фибрин и приводит к формированию фибрин-тромбоцитарного тромба.
В клинических и экспериментальных наблюдениях выявили усиление легочного сосудистого сопротивления, вызванного обструкцией, за счет вазо- и бронхоконстрикции в результате высвобождения биологически активных веществ (тромбоксаны, гистамин, серотонин) из агрегатов тромбоцитов в тромбе.
Таким образом, эмболы вызывают не только механическую обструкцию легочных артерий, но и становятся мощными активаторами гуморальных изменений. При перекрытии тромбом просвета легочной артерии, внезапно происходит многогранный каскад клеточных и молекулярных взаимодействий с участием как прокоагулянтов и вазоконстрикторов (PAF, PDGF, ET-1, лейкотриены, тромбин), так и антикоагулянтов и вазодилятаторов (катехоламины, серотонин, NO, AT-II). Участие гуморальных механизмов объясняет нередко наблюдаемое несоответствие между тяжестью сердечно-сосудистых расстройств и степенью окклюзии легочных артерий.
В ряде лабораторных исследований продемонстрирована важность активации протеаз-зависимых рецепторов, сигнальных путей гипоксии и воспалительного ответа в патогенезе ТЭЛА на клеточном и молекулярном уровнях.
В результате окклюзии и спазма легочных сосудов появляются вентилируемые, но не перфузируемые участки легочной ткани, что приводит к увеличению физиологического «мертвого пространства» и нарушению вентиляционно-перфузионного соотношения.
В норме альвеолярная вентиляция (V) в среднем составляет 4 л/ мин, легочный капиллярный кровоток (перфузия) (Q) — 5 л/мин, а их соотношение V/Q, которое и называют вентиляционно-перфузионным соотношением, соответственно равно 0,8, т. е. перфузия происходит интенсивнее, чем вентиляция. При этом разные величины V/Q в различных компартментах легких в целом компенсируют друг друга, и среднее соотношение V/Q = 0,8 остается достаточным для эффективного газообмена (оксигенации венозной крови и удаления из нее углекислого газа).
При ряде заболеваний соответствие процессов вентиляции и перфузии в легких нарушается. В этом случае возможно появление патологических зон с преобладанием высокого V/Q (вентилируемые, но не перфузируемые альвеолы — альвеолярное мертвое пространство — V/Q=rc>), или низкого V/Q (перфузируемые, но не вентилируемые альвеолы — истинный внутрилегочный шунт — V/Q=0).
При острой легочной эмболии главным механизмом развития гипоксемии является нарушения соответствия вентиляции и перфузии (преобладание зон «мертвого пространства»).
Цель обзора — показать возможности различных методов респираторной поддержки и перспективы применения высокопоточной оксигенотерапии с учетом патофизиологических особенностей тромбоэмболии легочной артерии.
Патофизиологические процессы при ТЭЛА
Патогенетически, а также клинически на первое место у больных с ТЭЛА выходит дыхательная недостаточность, которая носит составной характер и обуславливается преимущественно гипоксемией, гипокапнией. Гипоксемия при острой легочной эмболии возникает в результате несоответствия вентиляции и перфузии. Однако, в условиях обширной легочной эмболии, немалую роль играет присутствие дополнительного компонента — право-левостороннего шунта.
Внутрилегочное шунтирование может появиться по мере роста давления в системе легочной артерии. При равенстве давлений в правом и левом предсердии в условиях нормы шунта крови между предсердиями нет, но при ТЭЛА правопредсердная гипертензия может вести к перетоку крови из правого в левое предсердие. Описаны случаи глубокой рефрактерной гипоксии, не купируемой тромболизисом у пациентов с ТЭЛА и незаращенным овальным окном.
Вторым проявлением дыхательной недостаточности при ТЭЛА, помимо гипоксемии, является гипокапния, отражающая рост альвеолярной минутной вентиляции легких как части общей минутной вентиляции, которая увеличивается, несмотря на расширение мертвого пространства вследствие окклюзии капиллярного ложа легких.
К росту минутной вентиляции приводит стимуляция дыхания болевыми импульсами из плевры вследствие инфаркта легкого. Кроме того, стимуляция юкстакапиллярных рецепторов в структурах альвеолярнокапиллярного барьера повышает афферентную вагусную активность с последующей стимуляцией респираторных нейронов продолговатого мозга, развитием гипервентиляции и гипокапнии.
В дальнейшем, по мере развития бронхоконстрикции, ведущей к снижению вентиляции и парциального давления кислорода в альвеолярном газе, срабатывает рефлекс Эйлера-Лилиестранда, заключающийся в констрикции мелких сосудов, что приводит к еще большему повышению легочного сосудистого сопротивления и росту нагрузки на правые отделы сердца. Результаты, полученные в экспериментальных исследованиях, свидетельствуют, что окклюзия легочной артерии с последующим возрастанием систолического давления в правом желудочке не сопровождается адекватным компенсаторным усилением кровоснабжения правых отделов сердца, что приводит к ишемии миокарда.
Компенсаторное увеличение работы правого желудочка ввиду высокого сопротивления в малом круге в фазу декомпенсации проявляется его перегрузкой, формированием правожелудочковой недостаточности и развитием острого легочного сердца. Достаточно часто при этом наблюдается тахикардия и снижение сердечного выброса, что еще больше усугубляет гипоксемию.
В результате перегрузки правого желудочка на фоне значительного уменьшения емкости артериального русла наступает значительное ограничение венозного возврата крови в левые отделы сердца. Кроме того, избыточное напряжение стенки правого желудочка приводит к смещению межжелудочковой перегородки в полость левого желудочка и сужает его просвет. Развивается синдром малого сердечного выброса (левожелудочковая недостаточность).
Методы респираторной поддержки при ТЭЛА
Исходя из вышесказанного, респираторная поддержка при данной патологии может приобретать первостепенное значение. Остается лишь вопрос, какой метод респираторной поддержки стоит выбрать для больных именно с ТЭЛА. В настоящее однозначного ответа на поставленный вопрос не получено.
Низкопоточная оксигенотерапия
Основным, а также самым простым и доступным методом выбора респираторной поддержки в клинике является низкопоточная оксигенотерапия. Среди большого разнообразия способов реализации оксигенотерапии наиболее часто используется инсуфляция увлажненного кислорода через носовые канюли, назальные или лицевые маски.
Однако, оксигенотерапия, проводимая традиционными методами, не всегда может быть достаточной для больного с острой дыхательной недостаточностью (ОДН), когда вследствие нарушения вентиляционно-перфузионных отношений в легких простое увеличение фракции кислорода во вдыхаемом газе не приводит к улучшению артериальной оксигенации.
Кроме того, эта методика имеет ряд ограничений:
- — эффективность только при легких формах дыхательной недостаточности;
- — скорость потока газа до 15 л/мин;
- — «разбавление» потока кислородно-газовой смеси воздухом;
- — конституциональные, соматические и неврологические ограничения применения метода;
- — неэффективное увлажнение газовой смеси;
- — неэффективное согревание газовой смеси.
Неинвазивная ИВЛ (НИВЛ)
Второй метод применяемой респираторной поддержки — это НИВЛ, которая имеет ряд преимуществ не только перед низкопоточной оксигенотерапией, но и перед инвазивной вентиляцией легких:
- минимизация риска повреждений верхних дыхательных путей (ВДП);
- большие безопасность и комфорт для больного;
- сохранение спонтанного дыхания;
- снижение риска развития вентилятор-ассоциированной пневмонии (ВАП)
- меньшая выраженность негативных кардиогемодинамических и респираторных эффектов;
- возможность контакта с больным.
НИВЛ позволяет эффективно корректировать различные нарушения газообмена в легких, снижает потребность в интубации трахеи, дает возможность более ранней экстубации трахеи при проведении инвазивной вентиляции легких.
Первичное использование НИВЛ по сравнению с ИВЛ ассоциировано с более низкой летальностью (23 против 39%), однако так до конца и не ясно, является ли это результатом систематической ошибки отбора (НИВЛ проводилась у пациентов с менее выраженными признаками дыхательной недостаточности) или меньшего количества осложнений, в основном — вентилятор-ассоциированной пневмонии.
Несостоятельность НИВЛ, как метода лечения, как правило, ассоциирована с повышенной летальностью, за исключением подгрупп пациентов с кардиогенным отеком легких и гиперкапнической дыхательной недостаточностью (в эту группу входят пациенты с ХОБЛ). Соответственно, в дальнейшем, эти факторы должны учитываться при отборе пациентов для клинических испытаний эффективности НИВЛ.
НИВЛ также ассоциирована с меньшей частотой нозокомиальных инфекций. Вероятней всего, это обусловлено меньшей частотой вентилятор-ассоциированной пневмонии, связанной с интубацией трахеи, а также других нозокомиальных инфекций, связанных с длительностью пребывания в ОРИТ (синуситы, катетер-ассоциированные инфекции и др.).
Но, помимо абсолютных преимуществ, НИВЛ имеет и ряд недостатков:
- невозможность применения при низком уровне сознания, анатомических особенностях больного;
- боль, эритема и повреждение кожи лица при использовании маски;
- неадекватное увлажнение и согревание газовой смеси — повреждение слизистой носо- и ротоглотки, ВДП, особенно при длительном применении;
- аэрофагия, тошнота, изжога;
- индивидуальная непереносимость (клаустрофобия).
Инвазивная ИВЛ
При молниеносной форме ТЭЛА респираторная терапия заключается главным образом в проведении ИВЛ. Отрицательное влияние ИВЛ у больных с массивной ТЭЛА проявляется в виде снижения венозного возврата и усугублении правожелудочковой недостаточности, вследствие положительного внутригрудного давления.
По данным ряда исследований использование ИВЛ у пациентов с ТЭЛА приводило к отрицательным клиническим исходам, при этом в некоторых исследованиях применение ИВЛ даже увеличивало уровень летальности. Основными рисками использования ИВЛ являются вентилятор-ассоциированное повреждение легких и развитие вентилятор-ассоциированной пневмонии.
Безусловно, используемая при коррекции тяжелой ОДН инвазивная ИВЛ с агрессивными параметрами, с одной стороны, позволяет корригировать тяжелые нарушения газообмена, с другой — имеет ряд немедленных и отстроченных отрицательных эффектов на органы и системы: гиперинфляция легких, баротравма, волюмотравма, ателектотравма, респиратор-ассоциированные трахеобронхит и пневмония, внелегочные гнойно-септические осложнения.
Поэтому в последние годы получила развитие концепция «безопасной» или «щадящей» ИВЛ. Одним из принципов этой концепции является сохранение и поддержание спонтанного дыхания больного даже в условиях инвазивной респираторной поддержки.
Экстракорпоральная оксигенация крови
Доказательства, полученные в экспериментальных исследованиях, свидетельствуют, что при массивной ТЭЛА может дать эффект экстракорпоральная оксигенация крови. Это мнение подтверждается отдельными описаниями клинических случаев и серийными наблюдениями.
Высокопоточная оксигенация
Высокопоточная оксигенотерапия (ВПО) является относительно новым и наиболее перспективным методом респираторной терапии у больных с ТЭЛА. Она реализуется посредством генератора высокоскоростного потока газа (до 60 литров в минуту и более), системы для эффективного увлажнения и согревания газовой смеси с возможностью пошаговой регуляции скорости потока и температуры, точной установки фракции кислорода, а также специального контура из полупроницаемого материала, не допускающего образования конденсата, и оригинальной носовой или трахеостомической канюли.
ВПО имеет ряд преимуществ по сравнению с низкопоточной оксигенотерапией:
- высокая скорость потока газа, существенно превышающая скорость потока при вдохе больного, минимизирует «примешивание» атмосферного воздуха и позволяет поддерживать заданную постоянную высокую фракцию кислорода;
- высокая скорость потока газа нивелирует сопротивление ВДП и снижает работу дыхания больного;
- высокая скорость потока газа редуцирует «потоковый голод» при вдохе больных с ОДН, в результате чего уменьшается торакоабдоминальный асинхронизм, снижается частота дыхания, увеличивается дыхательный объем;
- высокая скорость потока газа обеспечивает улучшение газообмена за счет генерации положительного давления в гортаноглотке и ВДП;
- высокая скорость потока газа улучшает элиминацию СО2 и альвеолярную вентиляцию, уменьшает объем анатомического мертвого пространства;
- положительные респираторные эффекты высокой скорости потока газа практически не сопровождаются ухудшением кардиогемодинамики;
- адекватное согревание и увлажнение вдыхаемого газа улучшает функцию эпителия верхних дыхательных путей и альвеол, функциональное состояние всех структур трахеобронхиального дерева, снижает энергетические и метаболические затраты организма в условиях увеличенной энергетической потребности на фоне дыхательной недостаточности.
Принципиальным механизмом, определяющим клиническую эффективность ВПО, является создание потока газа, существенно превышающего инспираторный поток больного и генерация положительного давления в ВДП. При этом следует отметить, что эффективность ВПО обусловлена совокупностью всех перечисленных факторов. Особенностью этой методики, в первую очередь, является отсутствие влияния на внутри- грудное давление, поэтому ее применение не приводит к ухудшению функции правого желудочка.
С целью определения эффективности ВПО при ТЭЛА во Франции на базе двух ОРИТ было проведено ретроспективное исследование. Для исследования были выбраны 104 пациента с ТЭЛА, которые находились в отделениях ОРИТ в период с января 2011 по июнь 2015 гг.. Клинико-лабораторные признаки острой дыхательной недостаточности присутствовали у 33 пациентов; из них 14 понадобилась экстренная инвазивная ИВЛ и еще двум — НИВЛ при обострении ХОБЛ. Остальные 17 пациентов с ОДН (52%) получали высокопоточную оксигенацию с параметрами: FiO2— 100%, скорость потока — 60 л/ мин. Тяжесть ТЭЛА определялась следующими параметрами: глубокой десатурацией при самостоятельном дыхании комнатным воздухом (SpO2— 70-89%), потерей сознания (27%), наличием межжелудочковой диссинхронии по данным ЭХО-КГ (75%). По результатам КТ-ангиографии билатеральную ТЭЛА наблюдали у 15 пациентов. Трем пациентам в связи с ухудшением гемодинамики провели системный тромболизис. В первые 2 часа проведения ВПО было выявлено значительное улучшение показателей дыхания: так — SpO2 увеличилась с 93 до 100%, р<0,00001; ЧДД — уменьшилась с 29 до 20 в минуту, р=0,0007. Ни одному пациенту не понадобилась интубация трахеи в первые 24 часа применения ВПО. Выживаемость составила 88% (n=15)
Вышеперечисленные характеристики ВПО, а также данные немногочисленных исследований позволяют предположить возможность более физиологического, в сравнении с другими видами респираторной поддержки, протезирования функции внешнего дыхания посредством этого метода у больных с ТЭЛА.
Заключение
Таким образом, проблема респираторной поддержки при ТЭЛА стоит крайне остро, вследствие высокой частоты встречаемости этого осложнения, многообразии его патогенеза, а также — ввиду неудовлетворительных клинических результатов.
Метод высокопоточной оксигенотерапии представляется наиболее эффективным и перспективным у больных с ТЭЛА в связи с отсутствием негативных кардиогемодинамических последствий, комфортом для пациентов, а также минимальным рискам вторичных инфекционных осложнений.
Тем не менее, накопленного клинического опыта недостаточно для однозначного выбора того или иного метода респираторной поддержки при ТЭЛА. Необходимо продолжение изучения клинической эффективности ВПО у специфического контингента больных, перенесших ТЭЛА.
Д. А. Остапченко, А. И. Гутников, Д. В. Рубанова, А. А. Лосев
2020 г.