Мониторинг и поддержание дыхания

Функция внешнего дыхания обеспечивает нормальный газовый состав артериальной крови. Выделяют два основных процесса, протекающих при дыхании:

Вентиляция – перенос углекислого газа из артериальной крови в альвеолы, и далее выведение с выдыхаемым воздухом из организма. Вентиляция определяет парциальное давление углекислого газа в артериальной крови (paCO2). Вентиляция находится в прямой зависимости от величины минутного объема вентиляции (МОВ) легких и от перфузии легких. Таким образом, вентиляция может страдать при следующих состояниях:

• Нарушение центрального респираторного драйва (ЧМТ, отек головного мозга, высокая внутричерепная гипертензия, кома 2-3 ст., действие анестетиков)

• Нарушении нервно-мышечной передачи (миастения) и нарушении функции дыхательной мускулатуры и целостности грудной стенки (обширные раны грудной стенки, нарушение целостности диафрагмы)

• Обструкции дыхательных путей (инородные тела, анатомические особенности, паралич гортани, астма кошек и т.д.)

• Наличии препятствий для расправления легких, то есть при болезнях превральной полости (пневмо-, гидро-, хило-, пиоторакс, диафрагмальная грыжа, массивные новообразования, открытая грудная клетка)

• При высоком внутрибрюшном давлении или положении тела пациента, препятствующего эффективной работе дыхательной мускулатуры и расправлению легких (эндоскопические операции)

• Наличии выпота в просвете альвеол, препятствующее их эффективной вентиляции (альвеолярный отек легких, РДСВ, тяжелая пневмония);

• При значительном нарушении вентиляции развивается т.н. шунтирование крови – при сохраненной перфузии невентилируемых альвеол венозная кровь, проходя через легкие, неоксигенированной попадает в большой круг кровообращение, что вызывает симптом цианоза.

• Тахипноэ при неадекватной аналгезии зачастую приводит к снижению МОВ

Вентиляцию можно оценить косвенно – по экскурсии грудной клетки (оцениваемой визуально) или глубине вдоха (по изменению объема резервного мешка наркозного аппарата) и ЧДД, подсчитываемому МОВ легких (отображаемому аппаратом ИВЛ), а также объективно – на основании капнографии и определении газов крови. Так же субъективным и неточным, но обычно достаточным для мониторинга вентиляции у пациентов 1-3 САР методом можно считать сохранение удовлетворительных параметров оксигенации крови (SpO2>97%) при вентиляции атмосферным воздухом (FiO2=0,21).

Парциальное давление углекислого газа в конечной порции выдыхаемого воздуха (etCO2) при нормовентилянции составляет 35-45 мм рт. ст. В венозной крови pCO2=40-50 мм рт. ст., в артериальной крови paCO2=35-40 мм рт. ст.

При использовании реверсивных контуров для ингаляционной анестезии, вентиляция может страдать из-за высокого сопротивления контура (неисправность клапанов), выработке ресурса натронной извести.

При кратковременном нарушении вентиляции, например, при легкой депрессии дыхания на фоне индукции пропофолом, допустимо, при использовании кислородотерапии, дождаться спонтанного восстановление респираторного драйва. При значительном и продолжительном угнетении дыхания необходима ИВЛ и, при необходимости, устранение других вышеперечисленных нарушений вентиляции.

Искусственная вентиляция легких (вспомогательная или принудительная) необходима при депрессии дыхания (при тяжелом состоянии пациента или использовании схем анестезии, приводящих к медикаментозному угнетению дыхательного центра), наличии респираторных патологий, препятствующих эффективному самостоятельному дыханию, либо положении тела пациента, при котором самостоятельное дыхание затруднено.

Наиболее точным из неинвазивных методов оценки вентиляции является капнография, которую из-за ее относительной дешевизны, простоты и информативности можно настоятельно рекомендовать для рутинного применения во всех случаях анестезии, проводимой с интубацией трахеи. При капнографии, помимо оценки численных параметров etCO2 и ЧДД, необходимо оценивать наличие плато капнографической кривой (его наличие говорит о полноценном выдохе с опорожнением альвеол) и ритмичности дыхания, поскольку наличие аритмии дыхания может свидетельствовать о неадеватной грубине аналгезии и/или анестезии.

Оксигенация – перенос кислорода из альвеол в артериальную кровь, определяет парциальное давление кислорода в артериальной крови (paO2). Оксигенация находится в прямой зависимости от следующий параметров:

• Вентиляции (см. выше)

• Доли кислорода во вдыхаемой газовой смеси (FiO2). Нарушения возможны при нарушении подачи кислорода в реверсивный контур, неправильном расчете газотока, неправильной работе аппарата ИВЛ

• Проницаемости для кислорода альвеолярно-капиллярной мембраны. Проницаемость может страдать при кардиогенном и некардиогенном отеке легких, остром повреждении легких (ОПЛ).

• Перфузии легких – она может страдать при шоке, ТЭЛА.

Нормальное состояние оксигенации можно оценить по следующим параметрам:

• Цвет слизистых оболочек – в норме розовый, у кошек бледно-розовый. Крайне субъективный и ненадежный метод оценки, зависящий в том числе от внешнего освещения. Цвет слизистых оболочек может казаться розовым вплоть до сатурации артериальной крови 88%, что уже является серьезным нарушением оксигенации. Может применяться у пациентов 1-2 САР при наличии тщательного непрерывного физикального мониторинга гемодинамики и вентиляции, но рекомендуется не ограничиваться только этим методом.

• Сатурация гемоглобина кислородом в артериальной крови (SpO2). Для измерения этого параметра используется метод неинвазивной пульсоксиметрии. В норме SpO2=97-100%, коррекции требует снижение сатурации ниже 96-95%. Из-за частого возникновения артефактов требуется опыт и сочетание методов с другими методами мониторинга.

• Газовый состав артериальной крови. В норме paO2 составляет 88-100 мм рт. ст. при дыхании атмосферным воздухом, и повышается при возрастании парциального давления кислорода во вдыхаемой смеси.

Эмпиричиеский коэффициент, связывающий % кислорода во вдыхаемой смеси с парциальным давлением кислорода в артериальной крови (paO2) равен 4-5. Так, при вдыхании 40% кислорода paO2 должен подниматься до 160-200 мм рт. ст. Мониторинг газового состава крови применяют у пациентов 4-5 САР по показаниям.

Первоочередным мероприятием при нарушении оксигенации является повышение концентрации кислорода во вдыхаемой дыхательной смеси до 100% и (при подозрении на нарушение вентиляции) перевод на принудительную ИВЛ, чтобы предупредить гипоксию жизненно важных органов. Далее необходимо в короткий срок проверить все остальные причины нарушения оксигенации – начиная с неисправности оборудования и заканчивая наличием поражений легких и гемодинамики.

Капнография.

Основа метода и типы капнографов.

Капнография - метод оценки содержания углекислого газа в конце выдоха (EtCO2). В первую очередь этот метод применяется для мониторинга дыхания и вентиляции пациента, но также, метод также дает представление о состоянии гемодинамики и скорости метаболизма.

В основе метода лежит измерение давления СО2 в выдыхаемой газовой смеси. Существуют три метода измерения EtCO2:

• Масс-спектрометрия

• Романовская спектрометрия

• Инфракрасный оптический анализ

Последний метод получил наиболее широкое распространение в практике в связи с более простым устройством. Метод основан на свойстве молекул газов поглощать инфракрасное излучение разной длинны волны.

Существует два типа приборов для измерения EtCO2: капнометры и капнографы. Капнометры измеряют лишь численное значение давление СО2 и как следствие предоставляют врачу меньше информации о вентиляции и гемодинамике пациента. Капнографы помимо численного измерения, также отображают график – капнограмму.

Капнографы делятся по «месту измерения» СО2 на капнографы прямого потока (mainstream analysis), анализатор которых встраивается в дыхательный контур пациента, и на аспирационные капнографы (капнографы бокового потока - sidestream ), которые отбирают пробу воздуха из контура и по тонким газовым магистралям доставляют ее к анализатору, после чего проба возвращается обратно в контур. Возврат пробы имеет большое значение, так как предотвращается утечка анестетика в атмосферу операционной и снижается его расход, поскольку скорость аспирации газа может доходить до 250 мл\мин. Второй тип капнографов получил более широкое распространение в гуманной и ветеринарной медицине.

Поскольку углекислый газ имеет высокую диффузионную способность, он легко перемещается через альвеолярно-капиллярную мембрану, не требуя для этого высокого градиента давлений между венозной кровью и газом альвеол и составляет 5-6 мм.рт.ст. Иными словами, давление СО2 конца выдоха практически равно парциальному давлению СО2 венозной крови(PvCO2). Например, парциальное давление СО2 венозной крови равно 46 мм.рт.ст., по градиенту давления СО2 будет диффундировать в область более низкого давления – альвеолу(PACO2), пока оба давления не сравняются и не станут равны 40 мм.рт.ст.(Рис.)

Рис. Схема диффузии СО2 через альвеолярно-капиллярную мембрану.

EtCO2 представляет собой измерение давление СО2 именно альвеолярного газа и поэтому имеет высокое диагностическое значение.

Анализ капнограммы.

Капнограмма представляет собой график, где по оси Х отложено время, а по оси Y давление СО2(мм.рт.ст.), нормальная капнограмма изображена на рис. . Измерение EtCO2 происходит в точке А и соответствует PACO2. По форме капнограммы и углам «а» и «в» врач может оценивать адекватность вентиляции пациента, гемодинамику и работу наркозного аппарата.

Дыхательный цикл состоит из двух компонентов: выдох и вдох. На капнограмме выдох можно разделить на три фазы, в каждую из которых эвакуируется газ одной из частей дыхательной системы.

• Фаза I – представляет собой часть графика параллельную оси Х и характеризуется эвакуацией газа из «мертвого пространства». Поскольку давление СО2 «мертвого пространства» равно давлению СО2 в атмосфере, числено оно приравнивается к нулю и совпадает с изолинией капнограммы.

• Фаза II – представляет собой восходящий отрезок капнограммы. Происходит эвакуация смешенного газа из «мертвого пространства» и альвеол.

• Фаза III – плато альвеолярного газа. Представляет собой горизонтальный или немного восходящий отрезок капнограммы. Происходит эвакуация альвеолярного газа. EtCO2 измеряется в конечной точке альвеолярного плато. Значение EtCO2 считается диагностически значимым, только при наличии альвеолярного плато.

• Вдох – нисходящий отрезок капнограммы

Также на капнограмме имеются два угла: угол «а» и угол «в». На изменение угла «а» влияет асинхронность опорожнения альвеол. На изменение угла «в» влияет рециркуляция газа - при ее наличии угол возрастает, также при рециркуляции приподнимается горизонтальная часть фазы I.

По форме капнограммы и величине EtCO2 можно выявить нарушения в состоянии пациента и работе наркозно-дыхательного оборудования:

• Обструктивная патология легких

• Нарушение в гемодинамике

• Гиперметаболизм (сепсис, гипертермия)

• ТЭЛА

• РДС

• Интубация пищевода

• Попытки самостоятельного вдоха у пациента на ИВЛ

• Нарушения в работе клапанов наркозного аппарата

• Истощение сорбента СО2

Рис. Нормальная капнограмма. Латинской нумерацией обозначены фазы выдоха:

I – газ «газ ской пространства»

II – смесь из альвеолярного пространства и газа «мертвого пространства»

III – плато альвеолярного газа

Снижение EtCO2(Рис.) может наблюдаться при снижении сердечного выброса, гипервентиляции, гипотермии, ТЭЛА, РДС. Повышение (Рис.) наблюдается при повышении сердечного выброса, гиповентиляции, гиперметаболизме, а также как ятрогенное нарушение при введении бикарбоната. Для коррекции EtCO2 и соответственно PaCO2 необходимо устранение подлежащей причины гипер- или гипокапнии. (Таб.)

Система организма	Изменение в системе	Изменения EtCO2	Меры борьбы
Сердечный выброс (СВ)	Снижение СВ	Снижение EtСО2	Увеличить СВ
	Увеличение СВ	Увеличение EtСО2	-
Вентиляция	Снижение вентиляции	Увеличение EtСО2	Добиться нормовентиляции
	Увеличение вентиляции	Снижение EtСО2	Добиться нормовентиляции
Метаболизм	Гиперметаболизм	Увеличение EtСО2	Коррекция гиперметаболизма
	Гипометаболизм (гипотермия)	Снижение EtСО2	Коррекция гипометаболизма
Ятрогения	Введение бикарбоната	Увеличение EtСО2	-

Таблица . Причины повышения и снижения ЕtCO2 и возможные меры борьбы с этими состояниями.

Рисунок. Снижение EtCO2 Рисунок. Повышение EtCO2

При обструктивной патологии легких на капнограмме будет наблюдаться удлинение фазы II и более пологий уклон восходящего отрезка, альвеолярное плато может отсутствовать, EtCO2 повышено. Это связано с увеличением дыхательного сопротивления и времени выдоха (Рис).

При интубации пищевода на капнограмме будет отмечаться выраженное снижение EtCO2. «Дыхательные циклы» будут сохраняться за счет изменения внутрибрюшного давления при дыхании. (Рис.).

Рисунок. Капнограмма при обструктивной Рисунок. Тренд капнограммы при интубации пищевода

патологии легких.

При попытках спонтанного вдоха на капнограмме будет отмечаться преходящее снижение EtCO2 и появление характерного зубца (Рис.)

При истощении сорбента СО2 и неисправности клапана выдоха или клапана сброса на капнограмме будет наблюдаться повышение и стабильно высокий уровень изолинии (Рис.)

Рисунок. Попытка спонтанного вдоха Рисунок. Повышение изолинии на капнограме

у пациента на ИВЛ

При ТЭЛА или РДС у пациента наблюдается увеличение альвеолярного «мертвого пространства» и увеличение легочного шунтирования - т.е. есть участки легких, которые вентилируются, но в которых нет перфузии. В конечном итоге состав газа в них станет таким же как в аппаратном «мертвом пространстве» и численно будет равен нулю. При выдохе газ из здоровых участков легких будет смешиваться с газом из «выключенных» из газообмена участков и значение EtCO2 будет снижаться. На капнограмме это будет выглядеть как резкое снижение значения EtCO2 (Рис.).

Рисунок. Капнограмма при ТЭЛА. Отмечается резкое снижение EtCO2.

Одной из находок на капнограмме могут быть сердечные осцилляции. При данном виде капнограммы никакие вмешательства не требуются (Рис.).

Рисунок. Сердечные осцилляции.

Капнография при СЛР.

Капнография является ценным методом при СЛР, который позволяет оценить эффективность реанимационных мероприятий.

При эффективном массаже сердца, EtCO2 составляет более 7-8 мм.рт.ст., если значения ниже, значит массаж неэффективен и требуется корректировка его проведения. Если уровень EtCO2 не удается поднять выше указанных значений, при отсутствии погрешности в СЛР, то вероятны дополнительные причины, такие как: пневмоторакс, тампонада сердца, интубация пищевода, гиповолемия, ТЭЛА. Восстановление самостоятельного кровообращения можно констатировать после повышения EtCO2 выше 15 мм.рт.ст. Низкое значение EtCO2 после восстановления нормального сердечного ритма может быть одним из признаков ЭМД.

Частные особенности контроля и поддержания дыхания:

• У пациентов с брахицефалическим синдромом при анестезии часто развивается механическая обструкции ВДП, поскольку выключаются механизмы поддержания тонуса и положения языка, мышц глотки. Такие пациенты часто нуждаются интубации трахеи для поддержания проходимости дыхательных путей, при этом для профилактики отека верхних дыхательных путей рекомендуется местное применения преднизолоновой мази – ее обильно наносят на эндотрахеальную трубку перед интубацией.

• Пациенты, которым проводят процедуры, связанные с повышенным риском аспирации желудочного содержимого в дыхательные пути, нуждаются в предварительной плановой интубации эндотрахеальной трубкой с манжетой. К таким пациентам относятся больные с патологиями пищевода, желудка и тонкой кишки. У таких пациентов также необходимо опорожнение желудка от жидкостного содержимого и могут профилактически применяться противорвотные препараты (серения, церукал).

• Пациенты с высокой вероятностью апноэ также должны быть предварительно интубированы. К таким процедурам относят спинномозговые пункции, миелографию, применение комбинаций анестетиков, приводящих к депрессии дыхания.

• Во время анестезии целесообразной концентрацией кислорода во вдыхаемой смеси считается 30-40%

• У пациентов с пневмотораксом, астмой следует избегать ИВЛ, т.к. вентиляция с положительным давлением легко может вызвать нарушение целостности легких, или способствовать усугублению пневмоторакса.