Respiratory physiology, respiratory failure and mechanical ventilation

Физиология дыхания, дыхательная недостаточность
и искусственная вентиляция (Часть 2)

Malcolm I. Levene, David I. Tudehope, M. John Thearle a

Главы из книги "Essencials of Neonatal Medicine"

Непрерывное положительное давление в дыхательных путях (НПДДП)

Механизм НПДДП

Первое сообщение о применении НПДДП в лечении респираторного дистресс-синдрома (РДС) было опубликовано в 1971 (Gregory et al . 1971) и с тех пор эта методика широко используется при лечении этих состояний. Младенцы с РДС часто хрипят при выдохе, что указывает на их собственные попытки создать давление надува в конце выдоха. Выдох против закрытой глотки производит хрип и поддерживает большую функциональную остаточную емкость. НПДДП имитирует и увеличивает это экспираторное закрытие. Непрерывное давление надува обеспечивает растяжение альвеол и терминальных бронхиол на выдохе. Это гарантирует приемлемый объем легких с более ровной (одинаковой, четкой) вентиляцией и снижением потребления сурфактанта. К тому же лучше растянутые альвеолы возбуждают рецепторы растяжения легких (рефлекс Herring - Breuer ), которые порождают центральный респираторный стимул. Результатом НПДДП является увеличение РаО₂ в «жестких» легких с недостаточным количеством сурфактанта, но НПДДП оказывает различное влияние на РаСО₂.

Обеспечение НПДДП у недоношенных младенцев приводит к снижению частоты дыхания, экспираторному хрипу, втягиванию грудной клетки и апноэ, но одновременно улучшает оксигенацию, регулярность дыхания и некоторые физиологические параметры легких, такие как динамическая растяжимость, дыхательный объем и функциональную остаточную емкость.

Применение НПДДП

НПДДП может обеспечиваться путем следующих устройств:

1. Лицевая маска. Лицевая маска с мягким ободком ( Benett или Laerdal ) присоединяется ко рту или носу с помощью прокладки Netelast , помещаемой вокруг головы младенца. В прошлом маска присоединялась с помощью тугой повязки Velcro , и это обуславливало значительную компрессию затылочной кости, что травмировало мозжечок. Пытаясь обеспечить непроницаемый для воздуха (герметичный) ободок, маску не следует присоединяться слишком туго.

Недостатками этого метода являются трудности в обеспечении его надежности и безопасности у активных младенцев, невозможность доступа ко рту или носу и вероятность растяжения желудка.

2. Назальные канюли . Смазанная прямая силастическая или ПВХ канюля вводится в одну или обе ноздри. Альтернативой является короткая трубка, которая может быть размещена в передних ноздрях, или немного более длинный катетер, который располагается в назофаригеальной области. Для этого идеально подходит коротко обрезанная 2-3 мм мягкая, светонепроницаемая эндотрахеальная трубка. Такой метод оставляет рот и нос доступными (свободными).

Недавним усовершенствованием в методи назальной подачи НПДДП является CPAP Driver , который использует концепцию эффекта Коанды и жидкостного щелчка для снижения работы дыхания и создания более равномерного давления на протяжении всего дыхательного цикла.

Недостатки назальных канюль включают обструкцию трубок с узким отверстием, растяжение желудка и некроз ноздрей, обусловленный давлением. Повышенная назальная секреция и пробки слизи приводят к обструктивному и смешанному апноэ, часто откладывающему успешное сниятие с НПДДП

3. Эндотрахеальная трубка. Этот метод имеет значение, когда ребенок отлучается от вентилятора. Он имеет недостатки трахеальной интубации (см. след. публикации), но защищает дыхательные пути и позволяет обеспечить назогастральное кормление.

Контур устанавливается таким образом, что имеет место постоянный поток хорошо увлажненного газа через трубку или лицевую маску. Волна давления в дистальном конце контура обеспечивает НПДДП. Давление варьирует путем изменения частоты потока воздуха и кислородной смеси или путем ограничения волны. Оно обычно вводится через ограниченный давлением набор механического вентилятора для режима НПДДП.

Показания для НПДДП

1. РДС. Это классическое показание у спонтанно дышащих детей. Для младенцев, вес которых при рождении менее 1500 г, НПДДП показан, если вдыхаемый кислород превышает 60% для поддержания рО2> 60 мм рт.ст. (8 кПа). Для многих младенцев НПДДП будет вполне достаточно, если Fi О2 превосходит 0.8-0.9, то показана искусственная вентиляция. Для младенцев, вес которых при рождении составил 800-1500 г и кто энергичен при рождении, НПДДП может начальным методом, который обеспечит стабилизацию дыхательных путей и позволит оценить наличие и тяжесть РДС. Искусственная вентиляция необходима, когда FiO₂ превосходит 0.6, РаСО₂ превосходит 55 мм рт.ст. (7.3кПа) (в особенности, если рН < 7.25) или у ребенка развилось апноэ. Многими рандомизированными испытаниями доказано, что НПДДП полезен для облегчения успешной экстубации у младенцев с очень маленьким весом при рождении.

Оптимальное давление трудно предсказать. В общем случае НПДДП, равное 4-8 см вод.ст. является приемлемым, но некоторым младенцам приносит пользу более высокое давление. Это может быть оценено увеличением НПДДП до 10 см вод.ст. при непрерывном наблюдении за значениями РаО₂. Самое низкое давление, которое обеспечивает самую лучшую оксигенацию, является оптимальным давлением НПДДП.

Для оценки ответа младенца на НПДДП необходимы регулярные оценки РаО₂ и артериального рН, а если возникло ухудшение может потребоваться искусственная вентиляция.

2. Апноэ. Стимуляция рефлекса Herring - Breuer посредством НПДДП при 2-3 см вод.ст. может быть эффективна при лечении рецидивирующего апноэ у некоторых детей. Обычно пробуют лечение менилксантином прежде, чем прибегают к НПДДП (см. след. публикации).

3. Нейромышечные расстройства. При состояниях, когда снижение легочного объема происходит из-за недостаточного дыхательного движения у младенцев, НПДДП может иметь некоторое значение.

4. Скелетные расстройства. При определенных состояниях, таких как неонатальный рахит, когда грудная клетка чрезвычайно растяжима, НПДДП, равный 4 см вод.ст., может быть полезен тем, что увеличивает функциональную остаточную емкость и, следовательно, снижает работу дыхания.

5 . Хроническая легочная недостаточность у недоношенных детей. См. след.публикации.

6. Отек легких. Это состояние может быть обусловлено застойной сердечной недостаточностью, введением избыточного количества жидкости или открытым артериальным протоком.

Осложнения

1. Пневмоторакс и легочная интерстициальная эмфизема, обусловленная перерастяжением альвеол
2. Желудочное растяжение и рвота с лицевой маской и назальной канюлей.
3. Гиперкапния
4. Некроз давления, обусловленный тугой назальной трубкой.
5. Кровоизлияние в мозжечок и деформации черепа, обусловленные тугой лицевой маской.
6. Назальная секреция, слизистые пробки.

Методики вентиляции

Не существует согласия по вопросу о наилучшем методе вентиляции больных новорожденных, и установки вентилятора будут варьировать в соответствии с целью назначения искусственной вентиляции. Младенцы с РДС имеют жесткие легкие (низкую растяжимость) и для них обычно используются относительно быстрые частоты. Они варьируют между 60 и 100 циклами в минуту. Младенцы с большим весом (>1800 г) и тяжелым РДС могут успешно вентилироваться на разумно более низких частотах (приблизительно 30 циклов в минуту). Ясно, что частота будет до определенной степени диктовать выбор времени вдоха и выдоха. Младенцы с легочной интерстициальной эмфиземой (ЛИЭ) или устойчивой легочной гипертензией обычно вентилируются быстро (80-120 циклов/мин) с очень коротким временем вдоха (0.2-0.3 сек), и это позволяет снизить пик давления на вдохе. Высокочастотная осциляторная вентиляция используется более часто при тяжелых легочных заболеваниях (см. след. публикации), хотя эта методика не была всесторонне исследована.

ВДОХ

Подходящее давление на вдохе также зависит от лежащего в основе процесса заболевания. Для младенцев со здоровыми легкими (апноэ, асфиксия, седация) потребуются низкое давление (<18 см вод.ст.), тогда как для младенцев с жесткими легкими может потребоваться значительно более высокое давление (вплоть до 40 см. вод.ст. или выше). Повышенное положительное давление на вдохе ( PIP ) будет в общем случае улучшать вентиляцию, но может ухудшить венозный возврат, что приведет к системной гипотензии.

ВЫДОХ

Выдох является пассивным процессом, обусловленным расслаблением грудной клетки и легких. Чем короче фаза выдоха, тем менее полно легкие выпускают воздух, и может возникнуть перераздутие. Полный выдох в общем случае в 1.5 длиннее времени вдоха. Начальные установки вентилятора для младенцев с РДС, которые еще не получали сурфактант, могут быть следующими: частота 60 циклов/мин, время вдоха 0.4 сек и время выдоха 0.6 сек. После лечения сурфактантом время вдоха может быть сокращено до 0.25-0.3 сек. и давление на вдохе снижено.

ПДКВ

Положительно давление в конце выхода применяется в искусственной вентиляции младенцев в тех же случаях, что и НПДДП у спонтанно дышащих младенцев. Уровень 4-8 см вод.ст. может быть приемлемым. ПДКВ может быть изменено путем изменения частоты потока газа через вентилятор или изменением волны расслабления во время выдоха.

НАЧАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ВЕНТИЛЯТОРА

Начальные установки прерывистого вентилятора с положительным давлением (ПВПД) для различных назначений показаны в таблице 11.5.

Таблице 11.5. Установки вентилятора при назначении вентиляции
для четырех различных состояний.
Изменения производятся на основе данных анализа газов крови
и неинвазивного мониторинга.

	РДС (до сурфактанта)	ЛИЭ / легочная гипертензия	Апноэ	Аспирация мекония
Частота	60/мин	80/мин	30/мин	60/мин
ПДВ (см вод.ст.)	25-30	20-25	14-16	30
ПДКВ (см вод.ст.)	5	4	3-5	5
Соотошение вдох : выдох	2:3	1:1	-	2:3
Время вдоха (cек)	0.8	1.0	0.4	0.4
FiO2	0.8	1.0	0.21	1.0

ПДВ - положительное давление на вдохе; ПДКВ - положительное давление в конце выдоха.

Паралич/седация/анальгезия

Младенцы, которым требуется искусственная вентиляция, будет полезна седация такими агентами, как мидазолам или лоразепам и/или анальгезия морфином или фентанилом. Эти препараты могут применяться в непрерывной инфузии или прерывистым дозированием, как диктует необходимость. Новейшие методики, такие как триггерная вентиляция, снижают необходимость седации или анальгезии.

Большие младенцы часто сражаются и «бьются» с вентилятором, что делает адекватную вентиляцию затруднительной. Если ребенок (большой или маленький) делает энергичные попытки выдоха, которые совпадают с фазой входа вентилятора, возникает высокий риск пневмоторакса (Greenough et al . 1984). Чтобы предотвратить эту проблему, рекомендуется с помощью панкурониума обеспечить нейромышечный паралич. Это недеполяризующий мышечный релаксант с различной продолжительностью действия. Привызванном параличе большую опасность имеет случайная экстубация. Опытные педиатры должны находится поблизости, чтобы реинтубировать парализованного младенца. При параличе мышц может потребоваться увеличение установок вентилятора для предотвращения гиповентиляции, связанной с потерей спонтанной легочной активности. Илеус часто вызывается мышечными релаксантами и может развиться контрактура конечностей. Регулярные пассивные движения всех суставов должны проводиться на протяжении всего периода паралича.