Введение к работе
Актуальность проблемы
Острый респираторный дистресс-синдром до настоящего времени остается одной из актуальных проблем реаниматологии. Это обусловлено высокой летальностью, высокой стоимостью лечения больного, сложными и до конца неизученными механизмами развития, неоднозначностью определений и критериев (Кассиль В.Л., 1997; Мороз В.В., Голубев А.М. 2006; Bernard G.R. et al., 1994; Lachman B., 1994; Gattinoni L. et. аl. 2003).
В связи с большим количеством техногенных катастроф и дорожно-транспортных происшествий увеличивается число пострадавших с тяжелыми травматическими повреждениями вообще и повреждениями грудной клетки в частности. В мирное время травмы груди занимают третье место по распространенности и составляют 8-10% всех механических повреждений туловища. В структуре сочетанной травмы торакальная травма составляет 25% (Остапченко Д.А., 2003), причем на долю закрытых повреждений приходится до 85,7% (Зарнадзе Н.Р., 2001). Несмотря на совершенствование методов диагностики и лечения летальность при тяжелых сочетанных травмах груди остается высокой и достигает 35-45% (Деркачева Л.В. и соавт., 1999, Demling R.N. et al.,1993), а при сочетанных травмах груди, сопровождающихся шоком – 63-68% (Шапот Ю.Б. и соавт., 1991). Количество контузионных повреждений легких при закрытой травме груди мирного времени колеблется от 15 до 88% (Бисенков Л.Н. и соавт., 1998).
Ведущее значение в развитии осложнений и летальных исходов принадлежит тяжелым прогрессирующим респираторным нарушениям. Искусственная вентиляция легких является важнейшим методом лечения дыхательной недостаточности, но она обладает многими отрицательными эффектами на органы и системы. При этом, чем тяжелее повреждение легких, тем более агрессивные режимы ИВЛ приходится использовать для обеспечения адекватного газообмена (Рябов Г.А, 1998, Murray J.F. et аl., 1988; MacIntyre N.R., 1994; Sydow M., 2006). Проведение ИВЛ может быть связано с дискомфортом и болью, которые вызываются эндотрахеальной трубкой, и необходимостью глубокой медикаментозной седации. Кроме того, наличие эндотрахеальной трубки значительно повышает риск возникновения нозокомиальных инфекций, особенно вентилятор-ассоциированных пневмоний и синуситов. Поэтому, с появлением современных дыхательных аппаратов и новых комфортных масок, использование неинвазивной масочной респираторной поддержки, которая лишена этих недостатков, видится весьма перспективным.
Патогенез тупой травмы груди включает в себя острые (боль, шок, гемопневмоторакс, разрывы легких), долговременные (ушиб легкого, сердца, аспирационный пульмонит, жировая эмболия, флотация фрагментов грудной стенки) и отсроченные (обструктивные нарушения дыхания, вторичное воспаление легких, плевры, перикарда) факторы (Недашковский Э.В. и соавт., 1996; Muller K.M.,2001). Одно из ведущих мест в патогенезе тяжелой торакальной травмы принадлежит ушибам легких. Ушиб легкого приводит к коллапсу альвеол, микроателектазированию и снижению функциональной остаточной емкости, что сопровождается вентиляционно-перфузионными нарушениям, внутрилегочным шунтированием и снижением податливости легких (Linton D.M., 1982; Schreiter D., 2004). Острое повреждение легких может сопровождается развитием одно- или двухстороннего пневмоторакса либо в результате прямого повреждения легких, либо как осложнение ИВЛ (Gammon R.B. et аl. 1995; Kacmarek R.M., 2001; Moran I. et аl., 2003). В случае ОПЛ, осложненного пневмотораксом, для обеспечения достаточной оксигенации требуется поддержание высокого давления в дыхательных путях, что в свою очередь может поддерживать и усугублять имеющийся пневмоторакс, задерживать его купирование. В этих условиях длительная негерметичность легких ограничивает или исключает возможности применения различных методов улучшения газообмена, таких, как «мобилизации альвеол», пронпозиция и другие, проведение которых крайне необходимо. В результате чего существенно ухудшаются результаты лечения и прогноз этих больных. В настоящее время применяются несколько методик проведения «мобилизации альвеол», которые являются с одной стороны достаточно эффективными, но с другой – достаточно травматичными, что затрудняет их применение в клинической практике. В литературе нет данных о тактике респираторной терапии и оптимальном протоколе «мобилизации альвеол» у больных с осложненной торакальной травмой, что диктует необходимость новых исследований в этом направлении.
До недавнего времени респираторная поддержка у больных с ОПЛ подразумевала проведение ИВЛ с заданным объемом, что должно было гарантировать обеспечение минутной вентиляции даже при выраженных изменениях биомеханических свойств легких (Lessard M.R. et аl., 1994; Kallet R.H. et аl., 2005; Steward T.E. et аl., 1997). В настоящее время для неконтролируемого повышения давления в дыхательных путях и снижения риска баротравмы предложено много видов респираторной поддержки с управляемым давлением. Считается, что сохраненное самостоятельного дыхания во время всего дыхательного цикла может уменьшить агрессивность ИВЛ, снижая отрицательное воздействие на гемодинамику, способствует лучшей адаптации больного к респираторной поддержке, ограничению применения седативных средств, а также вносит большой вклад в профилактику и лечение ателектазов легких (Кассиль В.Л. и соавт., 2003; Rathgeber J. et аl., 1995; Froese A.B et аl., 1994; Putensen C., et аl., 1998 Metha S. et аl., 2004). Контроль давления в дыхательных путях и возможность спонтанного дыхания – одна из главных особенностей вентиляции легких с двумя фазами положительного давления в дыхательных путях (Biphasic positive airway pressure – BIPAP) (Baum M. et аl., 1996; Horman Сh. et аl., 1994). Изучение механизмов развития гипоксии и разработка способов ее коррекции у больных с тяжелой осложненной торакальной травмой поможет улучшить результаты их лечения, снизить частоту осложнений и летальность.
Цель исследования
Улучшить результаты лечения больных с тяжелой осложненной торакальной травмой путем комплексной коррекцией гипоксии с использованием методов инвазивной и неинвазивной респираторной поддержки.
Задачи исследования
-
Изучить механизмы развития острого повреждения легких различной этиологии у экспериментальных животных. Исследовать гистологическими методами характер и динамику морфологических изменений в легких при проведении «мобилизации альвеол» в эксперименте.
-
Исследовать механизмы развития и особенности нарушения оксигенирующей функции легких у больных с тяжелой осложненной торакальной травмой.
-
Разработать пути повышения безопасности и эффективности респираторной поддержки у больных с тяжелой осложненной тупой травмой груди.
-
Обосновать целесообразность применения неинвазивной масочной респираторной поддержки при острой дыхательной недостаточности у больных с тупой травмой груди.
-
Определить прогностические критерии неэффективности неинвазивной масочной вентиляции легких у больных с тяжелой осложненной торакальной травмой.
-
Исследовать влияние традиционной ИВЛ и респираторной поддержки с возможностью спонтанного дыхания в сочетании с «мобилизацией альвеол» на оксигенацию, биомеханику легких, кардиогемодинамику и структуру летальности при лечении больных с осложненной тупой травмой груди.
-
Исследовать роль двухфазной вентиляции легких с сохраненным спонтанным дыханием и «мобилизации альвеол» для коррекции оксигенирующей функцией легких у больных с осложненной торакальной травмой в условиях негерметичных легких.
-
Разработать принципы коррекции оксигенирующей функции легких у больных с острым респираторным дистресс-синдромом в результате тяжелой осложненной торакальной травмой.
Научная новизна
В исследовании показано, что морфологические признаки острого повреждения легких в эксперименте носят неспецифический характер и не зависят от этиологического фактора. Они включают в себя повреждение эндотелия капилляров, их базальных мембран, альвеолярного эпителия, накопление внесосудистой жидкости и экссудацию белков с формированием некардиогенного отека легких.
Впервые разработан принципиально новый подход к лечению больных с тяжелой осложненной торакальной травмой. Обоснована целесообразность применения неинвазивной масочной респираторной поддержки у больных с декомпенсированной ОДН на фоне ушиба легких при тупой травме груди. Доказана эффективность НМВЛ в коррекции дыхательных нарушений и целесообразность ее применения как способа избежать осложнений эндотрахеальной интубации и последующей ИВЛ. Установлено снижение количества осложнений, трахеостомий, летальности, длительности респираторной поддержки и периода пребывания в отделении реаниматологии при сравнении с больными, которым проводили ИВЛ через эндотрахеальную трубку. Выявлены и оценены прогностические критерии неэффективности неинвазивной масочной вентиляции (НМВЛ) при тупой травме груди.
Доказано, что применение вентиляции легких с двумя фазами положительного давления в дыхательных путях (ВIPAP) с последующим максимально ранним использованием «мобилизации альвеол» улучшает результаты лечения больных с острым повреждением легких и сопутствующим пневмотораксом, развившимся в результате тупой травмы грудной клетки.
Показано, что применение «мобилизации альвеол» у больных с ОПЛ и пневмотораксом позволяет быстрее восстановить функцию легких на различных видах респираторной поддержки, что сопровождается снижением количества осложнений, длительности ИВЛ и времени нахождения в отделении реаниматологии. Впервые продемонстрировано, что сочетание вентиляции в режиме BIPAP и “мобилизации альвеол” ускоряет переход от тотальной респираторной поддержки к самостоятельному дыханию, максимальному снижению количества осложнений, длительности ИВЛ и летальности.
Впервые разработан и запатентован принципиально новый метод лечения острого респираторного дистресс-синдрома легких при наличии пневмоторакса, позволяющий ликвидировать критическую гипоксемию и снизить сроки лечения и летальность.
Выявлено, что в острый период повреждения легких индекс оксигенации не зависит от содержания внесосудистой воды в легких, а появление корреляции между этими показателями говорит об устойчивой нормализации газообмена и может служить дополнительным критерием готовности больных к переводу на самостоятельное дыхание.
Установлено, что возможность неограниченного спонтанного дыхания в любую фазу дыхательного цикла на BIPAP по сравнению с традиционной вентиляцией легких приводит к лучшей адаптации больного к респиратору, ограничению применения миорелаксантов и седативных средств и уменьшает отрицательное воздействие ИВЛ на гемодинамику.
Практическая значимость работы
Установленные неспецифические морфологические изменения в экспериментальных исследованиях при моделировании острого повреждения легких позволят глубже понять патофизиологические механизмы ранних стадий острого повреждения легких, вне зависимости от этиологического фактора.
Разработанный способ лечения больных с острым повреждением легких и сопутствующим пневмотораксом, развившийся в результате тупой травмы груди с применением вентиляции легких в режиме ВIPAP с последующим максимально ранним использованием “мобилизации альвеол” способствует быстрейшему восстановлению функции дыхания.
Разработанный и запатентованный метод лечения острого респираторного дистресс-синдрома легких при наличии пневмоторакса позволяет ликвидировать критическую гипоксемию и способствует снижению длительности ИВЛ, сроков лечения и летальности.
Контроль давления в дыхательных путях и возможность спонтанного дыхания снижает отрицательное воздействие ИВЛ на гемодинамику и риск баротравмы при ВIPAP и позволяет сделать респираторную поддержку более объективной, контролируемой и безопасной.
Объективно подтвержденная в настоящем исследовании высокая эффективность предложенных методов респираторной терапии улучшает результаты лечения этих больных, сопровождается снижением количества осложнений, длительности ИВЛ, времени нахождения в ОР и летальности. Снижаются материальные и финансовые затраты на лечение.
Больным с декомпенсированной ОДН на фоне ушиба легких при тупой травме груди в 61,1% случаев можно обеспечить эффективную респираторную поддержку неинвазивной масочной вентиляцией и избежать осложнений, связанных с интубацией трахеи и проведением ИВЛ. НМВЛ устраняет гипоксемию, улучшает биомеханические свойства легких, обеспечивает адекватное внешнее дыхание, не нарушая гемодинамики. При применении НМВЛ частота нозокомиальных пневмоний, длительность лечения в отделении реаниматологии и летальность снижаются. Прогностические критерии неэффективности НМВЛ позволяют определить дополнительные противопоказания к этому методу лечения у больных с тупой травмой груди, а также критерии отбора больных для проведения масочной вентиляции. Полученные данные позволяют проводить целенаправленную, рациональную терапию острой дыхательной недостаточности у больных с тупой травмой груди.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Морфологические признаки острого повреждения легких, возникающие в ситуациях, осложняющих течение тупой травмы груди (кровопотеря, аспирация, вентилятор - ассоциированное повреждение легких) носят неспецифический характер и не зависят от этиологического фактора. Патофизиологические изменения при остром повреждении легких приводят к повреждению эндотелия легочных капилляров и стенки альвеол, увеличению проницаемости капилляров, накоплению внесосудистой жидкости и экссудации белков с формированием некардиогенного отека легких.
-
У больных с осложненной торакальной травмой нарушения газообмена характеризуются снижением индекса оксигенации, повышением индекса содержания внесосудистой воды в легких, снижением торакопульмональной податливости и повышением внутрилегочного шунтирования. В острый период повреждения легких индекс оксигенации у этих больных не коррелирует с индексом содержания внесосудистой воды в легких.
-
Применение неинвазивной масочной вентиляции легких у больных с осложненной тупой травмой груди способствует улучшению легочной функции и разрешению ОДН, что у 61,1% больных позволяет избежать эндотрахеальной интубации и ИВЛ. Это позволяет достоверно уменьшить количество осложнений, связанных с эндотрахеальной интубацией и ИВЛ, сократить сроки лечения больных и снизить летальность.
-
Прогностическими факторами неэффективности НМВЛ у больных с тупой травмой грудной клетки являются: нарастание тяжести по шкале АРАСНЕ II в динамике по сравнению с показателями на момент поступления в отделение реаниматологии; тяжесть по шкале АРАСНЕ II на момент начала НМВЛ>10 баллов; низкие резервные возможности системы органов дыхания: ЖЕЛ<10 мл/кг, ЖЕЛ/ДО<1,7; ацидоз смешанной венозной крови. Неудачная попытка применения НМВЛ не ухудшает результатов лечения этих больных ни по количеству осложнений, ни по длительности лечения, ни по летальности.
-
Двухфазная вентиляция легких с сохраненным спонтанным дыханием в любую фазу дыхательного цикла способствует более быстрой герметизации легких у больных с тупой травмой груди и сопутствующим пневмотораксом по сравнению с традиционными методами ИВЛ и снижает время дренирования плевральной полости.
-
Использование “мобилизации альвеол” у больных с ОПЛ и пневмотораксом после его купирования позволяет эффективно восстановить функцию легких на различных видах респираторной поддержки (как в режиме BIPAP так и SIMV) и не вызывает рецидива пневмоторакса.
-
Более раннее применение “мобилизации альвеол” у больных с тяжелой осложненной торакальной травмой, находившихся на вентиляции в режиме BIPAP (по сравнению с SIMV), ускоряет переход от тотальной респираторной поддержки к самостоятельному дыханию, способствует максимально выраженному снижению количества осложнений, длительности ИВЛ и летальности.
-
В острый период повреждения легких индекс оксигенации не зависит от содержания внесосудистой воды в легких, а появление корреляции между этими показателями сопровождается устойчивой нормализацией газообмена и регрессией патологического процесса в легких и может служить дополнительным критерием готовности больных к началу перевода на самостоятельное дыхание.
-
Применение «мобилизации альвеол» в режиме BIPAP у больных с острым респираторным дистресс-синдромом в условиях негерметичных легких позволяет ликвидировать критическую гипоксемию, не вызывая дополнительного ятрогенного повреждения, что способствует более быстрому и устойчивому восстановлению функционального состояния легких.
Апробация работы
Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ клинического отдела Учреждения Российской Академии медицинских наук НИИ общей реаниматологии им В.А. Неговского РАМН. Результаты работы были представлены на открытом заседании Ученого совета Учреждения Российской Академии медицинских наук НИИ общей реаниматологии РАМН 09 февраля 2010 г., а также на VIII Всероссийском Съезде анестезиологов и реаниматологов, Конгрессе «Человек и лекарство» в 2002, 2003 и 2004 гг., Конференции «Новые технологии в реаниматологии» (Москва, 2003), «Критические технологии в реаниматологии» (Москва, 2004), международном симпозиуме «Острое повреждение легких» (Греция, Халкидики, 2005), международном симпозиуме «Особенности различных форм острого повреждения легких» (Словакия, Пиештяны, 2009), международном симпозиуме «Острая дыхательная недостаточность» (Венгрия, Будапешт, 2008), Всероссийском конгрессе анестезиологов-реаниматологов с международным участием, посвященного 100-летию со дня рождения академика РАМН В.А. Неговского (2009).
Внедрение
Результаты проведенной работы внедрены в клиническую практику отделений реаниматологии АРЦ №18 и 32 ГКБ им С.П. Боткина Департамента здравоохранения г. Москвы и используются в учебном процессе Учреждения Российской Академии медицинских наук НИИ общей реаниматологии им В.А. Неговского РАМН.
Публикации
Материалы проведенных исследований представлены в 30 опубликованных научных работах, патентов на изобретение 1.
Структура и объем диссертации
Диссертация представляет собой том машинописного текста объемом 260 страниц, состоит из введения, 4-х глав: обзора литературы, результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов, практических рекомендация и списка литературы, содержащего 62 отечественных и 312 зарубежных источника, иллюстрирована 36 рисунками и 30 таблицами.
