В анестезиологической практике периоперационная безопасность пациента во многом зависит от возможности экспресс-диагностики жизнеугрожающих состояний. Кроме того, выполнение различных инвазивных (в частности блокад, пункций магистральных сосудов и т. д.) и неинвазивных манипуляций (ларингоскопия) нередко сопряжено с риском штатных осложнений, которых можно избежать при объективном контроле. Так, значительно повысить уровень безопасности и, в конечном счете, повлиять на исход оперативного вмешательства способно рациональное использование медицинской визуализации.
Медицинская визуализация — комплекс мер, основанный на применении физических методов обследования и направленный на осуществление зрительного контроля за состоянием исследуемого органа и ткани или изменением его вследствие внешнего воздействия.
Эффективность различных методов визуализации, возможностей их использования в анестезиологии во многом связаны с базовыми механизмами привлекаемых технологий. С этих позиций, для лучшего понимания рациональности использования визуализации, представляется целесообразным классифицировать существующие методы.
Методы визуализации: классификация
Методы медицинской визуализации можно классифицировать в зависимости от физического принципа, лежащего в их основе.
- Методы, основанные на излучении.
- Рентгенография.
- Тепловидение.
- Инфракрасная спектроскопия.
- Волновые методы.
- Ультразвуковые волны.
- Электросвязь.
- Эндоскопия: а — прямая; б — оптоволоконная.
- Телевидение (видео-ассоциированные методы исследования).
Методы визуализации позволяют осуществлять диагностику в режиме реального времени непосредственно у постели больного, во время операции и даже на месте происшествия, безопасно осуществлять инвазивные манипуляции без риска повреждения окружающих структур. Вместе с тем, применительно анестезиологии и реаниматологии эффективность методов визуализации оценивается избирательно, без учета факторов, ограничивающих их применение. С этих позиций представляется оправданным рассмотреть их практические возможности.
Эндоскопия
Эндоскопия — технология, предназначенная для визуального осмотра внутренней поверхности органа — пищевода (ЭГДС), матки (утероскопия), трахеи (трахеоскопия), бронхов (бронхоскопия) с использованием полой трубки, системы зеркал и источника света.
Впервые реализовать эту возможность удалось Bozzini 1809, который приспособил для этого полую трубку и источник света. Позднее, в 1826 году французский врач Segal применил устройство с похожим принципом действия для визуального осмотра внутренней поверхности уретры, мочевого пузыря, матки, прямой кишки, пищевода и желудка. В 1897 г. немецкий оториноларинголог Gustav Killian впервые выполнил бронхоскопию, чтобы извлечь инородное тело (кусок кости) из просвета бронхов. Он же ввел в клиническую практику сам термин «бронхоскопия». В России первую бронхоскопию в 1903 г. применил К. М. Шмидт.
Во всех этих случаях использовались устройства с единым принципом действия. В дальнейшем, повсеместному использованию бронхоскопии, прежде всего в диагностических целях, способствовали развитие и прогресс анестезиологии. В 1956 г. H. Friedel сконструировал жесткий дыхательный бронхоскоп, с его использованием стало возможным проведение манипуляций преимущественно в условиях общей анестезии с искусственной вентиляцией легких (ИВЛ). Отличительной особенностью бронхоскопа, за счет размещения источника света сбоку, стала возможность проведения высокочастотной искусственной вентиляции легких (ВЧИВЛ) и свободное выполнение различных манипуляций в условиях общей анестезии.
Появление оптоволоконных эндоскопов произвело революцию в бронхологии. В 1968 г. японский бронхолог S. Ikeda выполнил первую фибробронхоскопию, что позволило в большинстве случаев отказаться от общей анестезии и существенно расширить показания к этому методу, в том числе для интубации трахеи. В основе фибробронхоскопии используется оптическая система, состоящая из миниатюрной камеры с оптоволоконной линией, что позволяет не только осуществить осмотр структуры, но и зафиксировать полученное изображение.
Расширение возможностей технологии визуализации внутренних структур на сегодняшний день связано с привлечением видеотехники, однако в связи с тем, что его область применения смежная с эндоскопической мы решили объединить их в один раздел. В анестезиологии и интенсивной медицине применение эндоскопической и видеоассистированной техники, как правило, ограничено оценкой состояния верхних дыхательных путей (ВДП) и поддержанием проходимости дыхательных путей (ППДП).
Практически важно, что в повседневной анестезиологической практике фибробронхоскопия (ФБС) стала золотым стандартом в решении проблемы трудной интубации. ФБС под контролем зрения вводится в трахею, а эндотрахельная трубка (ЭТТ) проводится по нему как по проводнику, что существенно повышает безопасность манипуляции.
Этот очень эффективный метод, к сожалению, не лишен недостатков, несмотря на проведение седации, может сопровождаться выраженным психо-эмоциональным дискомфортом. Кроме того, бронхоскопия может применяться для верификации положения как обычной, так и двухпросветной ЭТТ, применяемой для эндобронхиальной интубации, а также установки бронхоблокаторов (ББ) при операциях на легких.
Получили распространение одно- и двухпросветные ЭТТ со встроенной камерой высокого разрешения, позволяющие производить визуализацию бронхов и под контролем зрения производить установку ББ. Бесспорным преимуществом данной системы является простота установки и уменьшение риска повреждения слизистой оболочки бронхов. К настоящему моменту существует большое количество исследований, подтверждающих эффективность данной методики.
Альтернативой ФБС может служить применение видеоларингоскопов (ВЛС), позволяющих проводить интубацию трахеи после введения в анестезию. Преимущества ВЛС очевидны, интубация после проведения индукции в анестезию, визуальный контроль проведения ЭТТ через голосовые складки, уменьшение риска повреждения мягких тканей ротоглотки и гортани, менее выраженная прессорная гемодинамическая реакция.
С другой стороны, для ВЛС после индукции в анестезию существуют и ограничения, вероятность трудной вентиляции, однако, в этом случае ВЛС можно использовать после выполнения местной анестезии и блокады верхнего гортанного, язычных и языкоглоточных нервов, при ограничении открывания рта до 1,5 см.
Рентгенография
Рентгенологическое исследование является одним из старейших методов визуализации в медицинской практике, который позволяет получить изображение органов и тканей после прохождения ионизирующего излучения через ткани с последующей фиксацией на рентгеночувствительной пленке или в цифровом виде.
Метод был описан немецким исследователем Вильгельмом Рентгеном в 1895 году и до настоящего времени остается одним из обязательных элементов диагностического протокола при многочисленных клинических ситуациях. С развитием современной техники рентгеновские аппараты стали мобильными, появилась возможность их перемещения непосредственно к пациенту, и выполнения рентгеновского снимка в режиме реального времени.
В анестезиологии рентгенография используется, в основном, для диагностической оценки положения центральных венозных катетеров, эндотрахеальной трубки и желудочного зонда после их установки. Рентгенография подтвердила свою эффективность при исследовании органов грудной полости с целью подтверждения пневмо- или гидроторакса, выявления характерной клинической картины развития отека легких, пневмонии, ОРДС.
В экстренной медицине используют обзорную рентгенографию грудной и брюшной полости, малого таза, головы и шеи для исключения травматического повреждения костных структур, подтверждения отека легких, разрыва полого органа, выявления инородных тел.
Дальнейшим развитием рентгенографии стало появление компьютерной томографии (КТ) (1970-е), что позволило расширить диагностические возможности метода, получать детальную картину состояния внутренних органов в высоком разрешении. В основе метода лежит измерение и сложная компьютерная обработка разности ослабления рентгеновского излучения различными по плотности тканями. Портативные томографы используют для диагностики острой неврологической и нейрохирургической патологии.
В анестезиологической практике и при лечении хронических болевых синдромов, дополнительным преимуществом МСКТ стала появившаяся возможность выполнения контролируемых манипуляций на нервах и ганглиях при выполнении блокад. В этих случаях используют непрямую технику визуализации, подводя иглу к ассоциированными с нервом костным структурам. Примерами могут служить блокады чувствительных нервов лица и введение анестетика в дугоотросчатые суставы для облегчения боли в спине. Хотя относительно последней методики стали появляться данные о схожей эффективности УЗ-методов, не имеющих лучевой нагрузки.
К недостаткам рентгенографии относят фактор лучевой нагрузки, ограничивающий частое применение рентгенографии, статичность получаемого изображения, низкую информативность, вследствие проекционного наслоения изображения слоев тканей друг на друга.
Радиоизотопный метод визуализации
Радиоизотопный метод основан на введении в кровоток радиоактивных изотопов и последующим определении излученных ими фотонов. В интенсивной терапии данный метод используется для оценки состояния перфузии и функциональной активности миокарда, эффективности реперфузионной терапии.
Метод высоко информативен, получение результата происходит в течение нескольких минут, однако его выполнение требует специального оборудования и, соответственно, перевода пациента в специализированное отделение. Существенным недостатком является лучевая нагрузка.
К радиоизотопным методам исследования можно также отнести исследования объема плазмы, эритроцитов, объема циркулирующей крови. С одной стороны, в то время как некоторые авторы, например J. G. Jones, описывают высокую точность радиоизотопного метода исследования, другие, в частности — Iijima (1998), указывают на ограниченность применения подобных методов в клинической практике из-за ограничений связанных с доступностью радиоактивных препаратов, отдавая предпочтение методу разведения красителя.
Ультразвук
Ультразвуковое исследование (УЗ) вошло в медицинскую практику с середины 50-х годов XX века, когда, используя этот метод пытались исследовать функциональное состояние сердца и центральной нервной системы. В его основе лежит регистрация распространения и отражения ультразвуковых волн в тканях организма.
В анестезиологической практике ультразвуковые методы стали применять сравнительно недавно. В настоящее время этот метод стал наиболее доступным и применяется как для диагностики, так и для контроля выполняемых манипуляций с целью снижения риска развития осложнений. По сравнению с рентгенографией, УЗ обладает более высокой чувствительностью и специфичностью.
УЗ диагностика состояния нервной системы. Одной из областей применения УЗ исследования представляется оценка ряда показателей нервной системы, когда УЗ может быть разумной альтернативой инвазивным методам. Наряду с инвазивными методами оценки внутричерепного давления (внутрижелудочковое давление), существует возможность проводить диагностику внутричерепной гипертензии (ВЧГ) по косвенным признакам.
Традиционно наличие внутричерепной гипертензии диагностируют по отеку соска зрительного нерва при исследовании глазного дна. Однако оценить состояние данной анатомической структуры можно и при использовании УЗИ. Диаметр соска зрительного нерва более 5,2 см указывает на развитие внутричерепной гипертензии. Высокая эффективность метода была доказана в ряде исследований. К его преимуществам относятся: доступность, простота выполнения, малая инвазивность, отсутствие лучевой нагрузки. В то же время методика не позволяет определить причины ВЧГ, ввиду своей неспецифичности, кроме того, ее применение затруднительно при повреждении глазного яблока.
Об эффективности данного метода можно судить по работе G. Ravishankar (2008), исследование оболочки зрительного нерва является чувствительным скрининговым методом ВЧГ, особенно в случае массивного поступления пострадавших или во внегоспитальных условиях. J. Irazuzta (2016) и P. del Saz-Saucedo (2016) также получили положительный опыт применения метода.
С другой стороны, A. Le (2009) указала, что применение этого скрининга в педиатрической практике недостаточно для постановки диагноза, связано это, по-видимому, с недостаточным опытом врачей-интенсивистов. Кооперация с детскими офтальмологами позволила значительно повысить эффективность метода.
УЗ диагностика состояния дыхательной системы. Проведение ультразвукового обследования непосредственно легочной ткани невыполнимо, это связано с наличием в легких воздуха, который отражает УЗ-сигнал. Несмотря на это, использование ультразвука позволяет косвенно определять наличие воздуха и жидкости в плевральной полости.
Применение сонографии эффективно для определения пневмоторакса. В основе метода лежит феномен исчезновения признака трения висцеральной и париетальной плевры (слайдинг). Метод позволяет оценивать наличие патологии как на догоспитальном этапе, так и во время оперативного вмешательства или в отделении реанимации. Определение пневмоторакса с помощью УЗ является простой процедурой и не требует углубленной подготовки, достаточно 2-х часового курса.
Определение плеврального выпота также не составляет труда, более того, применение сонографии позволяет достоверно дифференцировать транссудат от экссудата и измерить объем содержимого в плевральной полости.
Сонографию применяют для диагностики острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС), определяя признаки консолидации легочной ткани. Наряду с диагностическими возможностями, практическая значимость метода заключается в снижении потребности в рентгенографии и компьютерной томографии грудной клетки, т.е. уменьшении лучевой нагрузки.
Некоторые исследователи даже указывают на большую диагностическую широту сонографии по сравнению с рентгенографией грудной клетки. К преимуществам УЗ, в этих случаях, можно отнести высокую специфичность метода и быстроту его выполнения. Кроме того, наличие характерных признаков позволяет проводить дифференциальную диагностику ОПЛ/ОРДС с кардиогенным отеком легких. С другой стороны, метод имеет и некоторые ограничения, например, применение у пациентов с повреждением ребер, подкожной эмфиземой, ожирением.
УЗИ грудной клетки можно использовать для диагностики тромбоэмболии легочной артерии. Диагностическими критериями ТЭЛА является уплотнение легочной ткани в сочетании с плевральным выпотом. Этот тезис подтверждается мета-анализом A. Squizzato, УЗ является достоверным методом оценки эмболии легочной артерии, если нет доступа или есть противопоказания к применению компьютерной томографии (КТ) с контрастированием.
Ультразвук применяют и для оценки состояния верхних дыхательных путей, дна полости рта и структур гортаноглотки, выявления объемных образований, абсцессов, кист или эпиглоттита, способных ухудшить визуализацию гортани при ларингоскопии, а также диагностировать синусит верхнечелюстной пазухи перед назотрахеальной интубацией.
Имеются свидетельства, что УЗИ может быть применено для выявления трудных дыхательных путей. По мнению T. Ezri, выраженный объем мягких тканей на уровне голосовых складок является предиктором трудной интубации. Для расчета объема ткани УЗИ было не менее эффективно, чем магнитно-резонансная томография (МРТ). Результаты исследования T. Ezri нашли подтверждение в работе S. Adhikari. Другой вариант диагностики трудных дыхательных путей заключается в УЗИ органов гортаноглотки из внутриротового, подъязычного доступа. Предиктором трудной интубации рассматривается невозможность визуализации подъязычной кости. Негативным моментом является необходимость местной анестезии и седации, чтобы пациент мог перенести процедуру.
УЗ диагностика состояния сердечно-сосудистой системы. Сонография достаточно широко используется для всестороннего исследования состояния сердечно-сосудистой системы. Эхокардиография (ЭхоКГ) позволяет быстро определить наличие перикардиального выпота, провести дифференциальную диагностику между асистолией и электромеханической диссоциацией, выявить причины ее развития.
Оценка сердечного выброса (СВ)
В отличие от практики в интенсивной терапии, возможность использования трансторакальной сонографии во время операции для оценки сердечного выброса ограничена, что связано с вовлечением в операционное поле зоны для субкостального доступа. В таких случаях СВ исследуют чреспищеводным или супрастернальным доступом (USCOM — ultrasonic cardiac output monitor).
В 1986 году J. Mark сравнил данные чрезпищеводного ЭхоКГ с результатами, полученными методом термодилюции у кардиохирургических пациентов. С одной стороны, данные сонографии относительно диаметра аорты, необходимые для измерения СВ плохо коррелировали с данными визуального наблюдения хирургов. С другой, время на выполнение ЭхоКГ и вариабельность получаемых данных была меньше, чем при термодилюции. По мнению автора, ЭхоКГ показано пациентам, у которых применение инвазивных методов невыполнимо.
Позднее, в 2008 году W. Knirsch сравнил результаты полученной с помощью препульмональной термодилюции и посредством супрастернального допплера (USCOM) у кардиохирургических больных. Полученные данные были не в пользу сонографии. Однако, по мнению Lai-Sze Grace Wong применение USCOM допустимо для оценки СВ, особенно когда важна динамика показателей, а не их абсолютное значение. К сожалению, возможности применения USCOM ограничены невозможностью измерить давление в легочной артерии.
Очевидным преимуществом сонографии остается безопасность ее применения по сравнению с термодилюцией. Помимо этого, УЗ визуализация позволяет определить массивную эмболию в легочных сосудах, наличие образований в полостях сердца, эффективность внешней кардиостимуляции.
УЗ исследование диаметра нижней полой вены позволяет косвенно оценить преднагрузку, а также ее изменения в ответ на проводимую терапию. Подобным образом можно получить информацию при исследовании яремной вены, в том случае, если доступ к брюшной полости и грудной клетке затруднен. При достаточном опыте работы можно оценить состояние клапанного аппарата сердца, выявить ишемию миокарда, зоны гипокинеза, определить наличие аневризм.
Существуют различные алгоритмы оценки состояния сердечнососудистой системы при помощи сонографии, например, FATE, FEEL, FoCUS. Применение подобных алгоритмов позволяет быстро получить комплексную и динамическую оценку состояния сердечно-сосудистой системы.
Обеспечение безопасности при выполнении манипуляций
Поддержание проходимости дыхательных путей. Как известно, выполнение интубации трахеи является ключевым моментом обеспечения проходимости дыхательных путей. Своевременно не распознанная неудачная интубация трахеи может привести к развитию тяжелых, жизнеугрожающих осложнений.
В настоящее время эта проблема стала утрачивать актуальность в связи с включением капнографии и пульсоксиметрии в базовый стандарт анестезиологического мониторинга. С другой стороны, использование капнографии не исключает эндобронхиальной интубации. Кроме того, она неинформативна при остановке сердца.
Доступность использования УЗИ в анестезиологической практике позволило применять его для верификации положения ЭТТ. К сожалению, осуществлять непосредственный контроль во время проведения ЭТТ невозможно. Это связано с присутствием воздушной среды в трахее, и рассеиванием УЗ-волны. Вследствие этого все оценочные методы основаны на косвенных признаках.
Примечательна работа Blake Weaver (2006), в которой сообщается о верификации положения ЭТТ осуществляли по наличию феномена слайдинга, а именно УЗ-картине трения листков плевры друг о друга во время дыхательных движений. Соответственно, при непреднамеренной интубации пищевода этот феномен отсутствует, а при эндобронхиальной интубации наблюдается унилатерально. Основным преимуществом данной методики является эффективность, вне зависимости от состояния кровообращения (когда не может быть использована капнография) или избыточного веса, приводящего к ухудшению аускультативной картины. Лимитирующим фактором диагностического приема является наличие пневматоракса.
Другой вариант определения положения ЭТТ сводится к размещению УЗ-датчика поперек трахеи над грудинной вырезкой. При проведении ЭТТ происходит уменьшение объема эхопозитивной тени (т.н. хвост кометы) за щитовидным хрящом. В случае интубации пищевода, напротив, обнаруживается второй, похожий артефакт. Этот феномен называется «признаком двойного пути».
Авторы применяли эту методику в экстренной медицине, используя для контроля капнографию. По их мнению, применение УЗ-диагностики мало чем уступало капнографии, и даже было эффективнее при интубации трахеи у пациентов с остановкой сердечной деятельности. Тем не менее, были указаны и недостатки метода, например, невозможность дифференцировать эндотрахеальную и эндобронхеальную интубацию. Кроме того, для быстрой оценки ситуации необходим определенный навык работы с УЗ.
Еще одной областью применения сонографии является облегчение выполнения пункционной трахеостомы. Это актуально у пациентов со сложной анатомией передней поверхности шеи (ожирение) и особенно в сочетании с ситуацией «не могу интубировать, не могу вентилировать» при условии, что УЗ-аппарат находится под рукой.
Ультразвуковая визуализация при выполнении манипуляций
Применение ультразвуковой визуализации открывает новые возможности безопасного выполнения пункции и катетеризации сосудов поскольку появляется возможность проследить путь иглы вплоть до проникновения в сосуд. Благодаря этому уменьшается количество попыток и время на выполнение манипуляции, удается избежать повреждений окружающих структур. Для упрощения дифференцирования сосудов можно проводить допплерографию или использовать цветовое допплеровское картирование. В частности, эффективность и безопасность УЗ наведения при катетеризации яремной вены подтверждается работой Brass P.
Схожим образом и столь же эффективно возможно выполнение регионарных блокад периферических нервов и сплетений, контроль за распространением местного анестетика.
Применение сонографии нашло место как метод обеспечения безопасности при эвакуации содержимого перикардиальной полости при выпоте или гемоперикарде, избегая травмирования миокарда.
Применение инфракрасного излучения
Для решения проблемы выполнения венепункции в сложных обстоятельствах, в частности у детей, пациентов с ожирением, смуглой кожей, перенесших частые инфузии, страдающих наркоманией, применяют метод ближней инфракрасной спектроскопии.
В основе метода лежит применение источников света с длиной волны (700-900 нм), так как гемоглобин и плазма крови абсорбируют это излучение лучше, чем окружающие ткани. Полученное изображение после обработки проецируется на поверхность кожи пациента в режиме реального времени, отображая расположение венозного русла.
Преимущества метода очевидны. Это уменьшение числа попыток пункции и, соответственно, таких осложнений как повреждение сосудистой стенки, развитие гематом, тромбозов, флебитов, эмболий, инфекционных осложнений. Эффективность метода иллюстрирует исследование F. Chiao (2013). Он подтвердил, что у пациентов группы риска (пациенты с ожирением, смуглой кожей) визуализация сосудов при применении ИК-излучения была легче, чем при штатных попытках.
С другой стороны, в том же году J. de Graaf исследовал возможность канюляции сосудов с использованием ИК-излучения у детей. Действительно, визуализация упрощалась, что, однако, не увеличивало шансы успешной установки катетера. Похожие данные представила O. van der Woude, в этом исследовании устройство для ИК-излучения представляло ограниченную пользу только у детей с исходно трудной канюляцией.
Заключение
Многообразие методов визуализации наделяет современного клинициста возможностью производить комплексную диагностику с быстрым получением результата. Периоперационное обеспечение безопасности напрямую связано с выполнением различных манипуляций и быстротой постановки диагноза у пациентов на операционном столе, в отделениях реанимации и интенсивной терапии и даже на месте происшествия или катастрофы. В таких ситуациях различные методы визуализации позволяют под контролем зрения быстро и точно, а зачастую прецизионно, выполнить манипуляцию без повреждения анатомических структур и, соответственно, без развития тяжелых осложнений.
Не менее актуальной является задача быстрой постановки диагноза в ургентной хирургии, когда от правильной тактики анестезиолога-реаниматолога зависит жизнь пациента. Все это позволяет думать, что визуализация, обеспечивающая более высокий уровень безопасности пациентов, является новым направлением в медицине.
Таким образом, комплекс методов визуализации становится гораздо большим, нежели дополнительным инструментом, позволяющим облегчить работу анестезиолога, но отдельным направлением, требующим внедрения в повседневную практику.
А. Ю. Зайцев, К. В. Дубровин, В. А. Светлов
2018 г.