Введение
Несмотря на значительные достижения в технологии искусственной и вспомогательной вентиляции легких и респираторной терапии, частота развития легочных осложнений у пациентов после кардиохирургических операций остается высокой и достигает 50–55 % [1–6]. Поддержание адекватного газообмена является непременным условием, необходимым для ранней активизации больных после операций на сердце и сокращения времени их пребывания в стационаре. Нарушения функции дыхания в послеоперационном периоде могут быть обусловлены слабостью дыхательных мышц и дисфункцией диафрагмы; снижением функции легких за счет гиповентиляции и ателектазов, что связывают со стернотомией или торакотомией; развитием поверхностного типа дыхания на фоне болевого синдрома; микроателектазированием ткани легких, приводящим к увеличению внутрилегочного шунтирования крови. Среди кардиохирургических пациентов также велика доля больных с ожирением, хронической обструктивной болезнью легких, бронхиальной астмой, легочной гипертензией и др. [5–9]. Также важную роль играют факторы, приводящие к нарушению клиренса дыхательных путей, связанные с общей астенизацией, действием препаратов, применяемых для седации и обезболивания, нарушения сурфактантной системы, связанные с искусcтвенным кровообращением и продленной искусственной вентиляцией легких. Современная респираторная терапия включает в себя не только медикаментозное лечение, но и различные методы реабилитационной физиотерапии, такие как ранняя мобилизация, дыхательная гимнастика, массаж грудной клетки, использование спиротренажеров и устройств для стимуляции кашля, направленных на очистку дыхательных путей у пациентов с усиленной продукцией мокроты или нарушениями ее эвакуации [10–15], однако этим методикам уделяется недостаточное внимание как в клинической практике, так и в литературе. По данным литературы [16, 17], процедура неинвазивного интенсивного виброакустического и резонансного воздействия на грудную клетку влияет как на паренхиму легких, так и на воздухоносные пути. При его применении происходит улучшение вентиляционных показателей за счет увеличения функционального резерва легких, оптимизация дренажных функций трахеобронхиального дерева и вентиляционно-перфузионного соотношения в легких. Что касается высокочастотных компрессионных устройств наружных устройств (жилетов), то в нескольких исследованиях сообщается, что этот метод физиотерапии способствует откашливанию мокроты, а также стабилизации и улучшению дыхательной функции, позволяет ускорить гидростатическое перераспределение жидкости в сочетании с кинетической терапией [18, 19]. В тяжелых случаях, когда есть риск развития ателектазов, виброакустическое воздействие, создаваемое аппаратом, способствует расправлению потенциально жизнеспособных альвеол. Однако сообщения об использовании данных методик в отделениях реанимации и интенсивной терапии у кардиохирургических больных немногочисленны, также отсутствуют работы, посвященные сравнительной оценке различных вибрационных методов воздействия на легкие.
Цель исследования
Сравнительная оценка эффективности курсового использования наружного перкуссионного и виброакустического массажа грудной клетки, проводимого на фоне плановой побудительной спирометрии в ранний послеоперационный период у кардиохирургических больных.
Материалы и методы
Проспективное рандомизированное исследование у больных после плановых операций на сердце и магистральных сосудах было выполнено в отделении реанимации и интенсивной терапии ГНЦ РФ ФГБНУ «Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского», в 2021–2023 гг. Применялся протокол, зарегистрированный на Clinical Trials.gov, № NCT05159401.
На I этапе исследования (10–12 ч после операции в отделении реанимации и интенсивной терапии) проводился скрининг, включение пациента в исследование. Необходимое наименьшее число пациентов для групп исследования (90 человек) определено по программе GPower 3.1 с оценкой вероятности ошибки 1-го рода 0,05, и 1-β-мощности 0,8. Критерии включения в исследование: возраст от 18 лет, перенесенное кардиохирургическое вмешательство в условиях искусственного кровообращения. Критерии исключения: отказ пациента от участия в данном исследовании, снижение уровня сознания, появление гемодинамической нестабильности, нарушения ритма сердца, кровотечения, прогрессирование дыхательных расстройств и потребность в других видах респираторной поддержки. Рандомизацию проводили методом конвертов в первые сутки послеоперационного периода. От всех участников было получено письменное добровольное информированное согласие в соответствии с принципами Хельсинкской декларации (2013 г.). Критериям исключения соответствовали 12 пациентов, в связи с чем проводился дальнейший набор пациентов в исследование до достижения запланированного количества пациентов в каждой группе.
В 1-ю группу вошло 30 пациентов (возраст — 62,7 ± 9,1 лет), которым применялся виброакустический массаж (ВАМ) легких аппаратом BARK VibroLUNG (Казахстан). Принцип его работы основан на воздействии мощного виброакустического сигнала, генерируемого специальными излучателями. Сеансы массажа проводились в режиме «реанимация: профилактика» в течение 5 мин.
Во 2-ю группу вошло 30 пациентов в возрасте 61,9 ± 8,7 лет, которым проводилась высокочастотная перкуссия грудной клетки с последующим созданием перемежающегося давления в дыхательных путях (ВП + ПД) инсуффлятором-аспиратором механическим Comfort Cough Plus производства компании Seoil Pacific Corporation (Корея). Каждому пациенту в течение 5 мин проводился перкуссионный массаж с помощью жилета, затем пациент трижды по 2 мин дышал с лицевой маской в автоматическом режиме с давлением вдоха +20 см вод. ст. и давлением выдоха –20 см вод. ст.
Третья группа (30 пациентов) — группа контроля (возраст — 60 ± 8,9 лет). Сеансы выполнялись через 10–12 ч после экстубации пациента после оценки болевого синдрома по визуально-аналоговой шкале и далее 3 раза/сут в течение 3 сут после операции. При количестве баллов более 3-х выполнялось обезболивание по принятой в отделении схеме препаратами, не влияющими на функцию дыхания (1 г ацетаминофена внутривенно, 50–100 мг трамадола внутривенно, 100 мг кетопрофена внутримышечно или другие нестероидные противовоспалительные средства).
II этап (1-е–3-и сут после операции). Перед каждым сеансом и через 20 мин после его окончания при дыхании воздухом регистрировали насыщение крови кислородом по пульсоксиметру (SpO2). Отхождение мокроты при кашле оценивали в баллах: 0 — отсутствие или скудное отхождение мокроты, 1 — продуктивное отхождение мокроты. Максимальную емкость вдоха (МЕВд) в миллилитрах измеряли с помощью побудительного спирометра Coach-2. Фиксировали ряд спирометрических показателей портативным ультразвуковым спирометром Spiro Scout (Schiller, Швейцария) (принцип работы датчика потока ультразвуковой). Для целей данной работы использовался суммарный показатель максимальной емкости вдоха (СМЕВд) — сумма дыхательного объема легких, рeзервного объема вдоха в миллилитрах и жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — сумма дыхательного объема легких, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха в миллилитрах. Рассчитывался прирост дыхательных объемов (∆) у каждого пациента как разница между СМЕВд, МЕВд и ЖЕЛ на 9 и 1-м сеансе, деленный на исходное значение. В группе 3 проводилось по два исследования: в 1-е и 3-и сут послеоперационного периода. В дооперационный период не было достоверных различий между группами по частоте имевшихся заболеваний в системе дыхания: хроническая обструктивная болезнь легких, бронхиальная астма, хронический бронхит, бронхоэктатическая болезнь (группа ВАМ — 20 % , группа ВП + ПД — 20 %, группа контроля — 26,7 %; р > 0,05). Все заболевания находились в стадии ремиссии. Пациенты всех трех групп были обучены самостоятельному проведению дыхательной гимнастики с помощью побудительного спирометра Coach-2 фирмы Smiths Medical (США), которую проводили трижды в сутки.
Cтатистический анализ выполнен с помощью программы Jamovi (Version 1.6.23.0, Jonathon Love, Damian Dropmann, Ravi Selker, Австралия). Все данные, полученные в ходе исследования, определяли на нормальность распределения в соответствии с критерием Шапиро—Уилка (при количестве наблюдений менее 50). Все количественные данные с нормальным распределением представлены в виде среднего арифметического и стандартного отклонения (M ± SD), с ненормальным распределением данные представлены в виде медианы с 10-м и 90-м процентилями. Для оценки различий между тремя независимыми выборками с распределением, отличным от нормального, использовался критерий Краскела—Уоллиса с поправкой на множественность сравнений Двасса—Стила—Кричлоу—Флингера. Для сравнения двух несвязанных выборок с ненормальным распределением использовался критерий Манна—Уитни. Статистически значимыми считались показатели при р < 0,05. Для оценки номинальных данных использовался точный критерий Фишера и критерий χ2 Пирсона.
В табл. 1 представлено распределение больных по видам оперативного вмешательства.
Виды операций | Группы | ||
---|---|---|---|
1-я (ВАМ) | 2-я (ВП + ПД) | 3-я (контрольная) | |
Протезирование клапанов сердца или пластические операции на клапанах | 18 (60 %) | 10 (33,3 %) | 15 (50 %) |
Септальная миоэктомия | 3 (10 %) | 3 (10 %) | 3 (10 %) |
Реваскуляризация миокарда | 5 (16,7 %) | 10 (33,3 %) | 10 (33,3 %) |
Реконструктивные операции на аорте по поводу аневризм различной локализации | 4 (13,3 %) | 5 (16,7 %) | 2 (6,7 %) |
Прочие с искусственным кровообращением | — | 2 (6,7 %) | — |
Итого | 30 (100 %) | 30 (100 %) | 30 (100 %) |
На III этапе (до 30 сут после операции) проводился анализ послеоперационных респираторных осложнений (пневмония, трахеобронхит, ателектаз, гиповентиляция).
Результаты
В табл. 2 представлены все результаты, полученные в ходе исследования, но для наглядности предложено более детально рассмотреть изменения, полученные по каждому показателю.
Показатель | ВАМ | ВП + ПД | Контроль | p |
---|---|---|---|---|
∆МЕВд | 67 (21; 150) | 80 (45; 123) | 30 (0; 94) | p1–2 = 0,780 p2–3 = 0,014 p1–3 = 0,155 |
∆СМЕВд | 15,9 (–4,45; 51,8) | 25,4 (19,2; 61,4) | 18,8(6,45; 3,14) | p1–2 = 0,340 p2–3 = 0,026 p1–3 = 0,503 |
∆ЖЕЛ | 432 ± 91 | 574 ± 140 | 207 ± 72 | p1–2 = 0,394 р2–3 = 0,016 р1–3 = 0,034 |
∆SpO2 | 4 (3; 6,5) | 4,5 (2,25; 6) | 2,5 (1; 3) | р1–2 = 0,758 р2–3 < 0,001 р1–3 = 0,015 |
Эффективность отхождения мокроты | До: 3 пациента
(10 %). После: 8 пациентов (26,7 %) |
До: 2 пациента
(6,7 %). После: 9 пациентов (30 %) |
До: 2 пациента (6,7 %). После: 3 пациента (10 %) |
p1–2 = 1,000 p2–3 = 0,520 p1–3 = 0,181 |
Rg-изменения | До: 22 пациента
(73 %). После: 3 пациента (10 %) |
До: 13 пациентов
(43 %). После: 2 пациента (6,7 %) |
До: 14 пациентов
(46,7 %). После: 13 пациентов (43,3 %) |
p1–2 = 1,000 p2–3 = 0,002 p1–3 = 0,007 |
До начала исследования у 83 пациентов (92,2 % от общего числа) было зафиксировано плохое отхождение мокроты. Применение курса ВАМ способствовало значительному достоверному улучшению отхождения мокроты (в 2,6 раза; p < 0,002), однако наилучший эффект отмечался при применении ВП + ПД (в 4,5 раза; p < 0,002), в то время как у пациентов контрольной группы эффективность отхождения мокроты существенно не менялась (рис. 1).
Рис. 1. Процент пациентов с эффективным отхождением мокроты от общего числа пациентов в группе до и после проведения 9 сеансов терапии Fig. 1. Percentage of patients with effective sputum discharge from the total number of patients in the group before and after 9 therapy sessions
Проведение сеансов с использованием ВП + ПД привело к наилучшим результатам как по увеличению МЕВд с 1050 до 2530 мл (p < 0,001), так и по снижению числа пациентов с МЕВд ≤ 1200 мл в 5,7 раза (p < 0,002) по сравнению с группой контроля. В 1-й группе также отмечено увеличение МЕВд с 800 до 2046 мл (p < 0,001 при сравнении с группой контроля) и снижение числа пациентов с низкими значениями МЕВд (200–1200 мл) в 3,6 раза (p < 0,02). При этом при сравнении 1-й и 2-й групп статически значимых различий по всем параметрам не отмечалось. В группе контроля к концу 3-х сут число больных, имеющих значения МЕВд ≤ 1200 мл, по сравнению с исходом снизилось только на 10,1 % (рис. 2).
Рис. 2. Количество пациентов с МЕВд ≤ 1200 мл в 1-е и на 3-и сутки в зависимости от вида проводимой респираторной терапии Fig. 2. The number of patients with MIC ≤ 1200 ml on the 1st and 3rd day, depending on the type of respiratory therapy
Средний показатель ∆МЕВд в группе контроля составил лишь 30 мл, оказавшись существенно ниже аналогичных показателей у 1-й и 2-й групп, но с высокой степенью достоверности (p < 0,001) эти значения отличались от группы контроля только при использовании ВП + ПД (рис. 3).
Рис. 3. Значение прироста максимальной емкости вдоха между исходными значениями и полученными в конце исследования при проведении различных методов респираторной терапии Fig. 3. The difference in maximum inspiration capacity between the initial values and those obtained at the end of the study during various methods of respiratory therapy
Такая же закономерность обнаружена и при анализе изменения средней ∆СМЕВд у пациентов всех групп к окончанию 9-го сеанса различной респираторной терапии (рис. 4).
Рис. 4. Значение прироста суммарного показателя максимальной емкости вдоха между исходными значениями и полученными в конце исследования при проведении различных методов респираторной терапии Fig. 4. The increase of the total maximum inhalation capacity between the initial values and those obtained at the end of the study during various methods of respiratory therapy
При сравнении среднего изменения ∆ЖЕЛ основных групп с группой контроля максимальный прирост отмечен в группе ВП + ПД, где он составил 574 мл (р = 0,016). Увеличение этого показателя зафиксировано и в группе ВАМ (432 мл; р = 0,034) (рис. 5).
Рис. 5. Значение прироста жизненной емкости легких между исходными значениями и полученными в конце исследования при проведении различных методов респираторной терапии Fig. 5. The difference in vital capacity of the lung between the initial values and those obtained at the end of the study during various methods of respiratory therapy
Проведение сеансов наружного массажа также привело к улучшению SpO2 у пациентов обеих групп при сравнении с группой контроля: группа ВАМ показала увеличение уровня ΔSpO2 на 4 % (p < 0,001), группа ВП + ПД — на 4,5 % (p < 0,001), однако статистически значимого различия между данными группами не было. В группе контроля прирост уровня SpO2 составил всего лишь 2,5 % (p < 0,001) (рис. 6).
Рис. 6. Динамика изменения ∆SpO2 (1-е–3-и сутки) при проведении различных методов респираторной терапии Fig. 6. Dynamics of ∆SpO2 (1–3 days) during various methods of respiratory therapy
Для оценки влияния различных видов наружного массажа на динамику рентгенологических изменений в легких (наличие гиповентиляции легочной ткани, ателектазы или сочетание того и другого) проведен сравнительный анализ выявленных изменений до начала воздействия и по окончании проведения сеансов в исследуемых группах (к 4-м сут после операции). До проведения легочной реабилитации у пациентов всех трех групп в большом проценте случаев регистрировались различного рода рентгенологические изменения в легких (гиповентиляция легочной ткани, ателектазы или сочетание того и другого) (рис. 7). К окончанию исследования частота данных изменений снизилась. Это снижение самым значительным было в группе использования ВАМ: с 73,3 % до 10 %, то есть в 7,33 раза (p < 0,001). В группе ВП + ПД снижение было отмечено в 6,48 раза (р = 0,001), в то время как в группе контроля рентгенологические изменения в легких остались на прежнем высоком уровне практически почти у половины пациентов. Следует отметить, что развитие пневмонии не выявлено ни у одного из пациентов сравниваемых групп.
Рис. 7. Частота встречаемости рентгенологических изменений в легких (ателектаз/гиповентиляция) в зависимости от метода респираторной терапии Fig. 7. Frequency of occurrence of radiological changes in the lungs (atelectasis/hypoventilation) on the different methods of respiratory therapy
Анализ побочных эффектов при использовании аппаратного массажа грудной клетки показал его хорошую переносимость больными в ранний послеоперационный период. Однако многие пациенты 1-й и 2-й групп (21 из 60 пациентов, 35 %) испытывали различного рода дискомфорт при проведении прикроватной ультразвуковой спирографии, которым она выполнялась 6 раз в день. Во время исследования отмечали тошноту, сердцебиение, головокружение, что усложняло выполнение спирографии, использование же побудительного спирометра у данных больных подобных отрицательных жалоб не вызывало. Никаких побочных эффектов со стороны послеоперационной раны (кровоточивость, расхождение швов), связанных с использованием наружного массажа грудной клетки при проведении ВАМ или ВП + ПД, не было. Из 60 пациентов 1-й и 2-й групп у двух (3,3 %) на 3-и сут после операции развились пароксизмы фибрилляции предсердий (нормосистолия с частотой сердечных сокращений до 75–80 в минуту), данные события были расценены как не связанные с выполнением процедур. Летальных исходов во всех группах не было. Средняя продолжительность госпитализации составила 7,1 ± 1,56, 7,2 ± 1,7 и 7,7 ± 1,8 сут соответственно в 1-й, 2-й и контрольной группах без достоверной разницы.
Обсуждение
В исследовании выполнено сравнение эффективности ВАМ и ВП + ПД, которые проводили у пациентов в ранние сроки после кардиохирургических вмешательств на фоне планового использования побудительной спирометрии. В группе контроля применяли только побудительную спирометрию. Обнаружено, что использование как аппарата VibroLung, так и Comfort Cough Plus приводило к улучшению отхождения мокроты, к более быстрому восстановлению дыхательных объемов и оксигенирующей функции легких. Наилучшие результаты по сравнению с группой контроля получены при ВП + ПД, однако отсутствие статистически значимых различий по оцениваемым параметрам с ВАМ позволяет сделать вывод, что применение любого из изучаемых методов респираторной терапии в дополнение к побудительной спирометрии оказывает положительное влияние на респираторную функцию. Наши данные согласуются с результатами других исследований о позитивном влиянии внешних вибрационных воздействий на легкие, которые стимулируют отхождение мокроты, существенно снижая риск развития пневмонии [20], способствует более быстрому восстановлению дыхательных объемов легких [21] и расправлению ателектазов. В ряде исследований [22–25] было показано, что после абдоминальных операций, операций аортокоронарного шунтирования с искусственным кровообращением ранняя и усиленная физическая активность, глубокое дыхание, использование стимулирующего спирометра, перкуссии грудной клетки, массажеров может предотвратить длительное пребывание в отделении интенсивной терапии и сократить продолжительность госпитализации при одновременном улучшении послеоперационных гемодинамических и оксиметрических параметров. Похожие результаты были получены исследователями и у пациентов общехирургического профиля, у больных с хронической бронхоэктатической болезнью и обструктивной болезнью легких, после перенесенной коронавирусной инфекции и др., которые указывали на то, что различные виды вибромассажа являются перспективными немедикаментозными методами воздействия в сочетании с основным лечением, оказывая значительное влияние на функцию легких и, как следствие, на исход заболевания у пациентов в процессе реабилитации [17–19, 26 ].
Данное исследование продемонстрировало сложности в выполнении спирографии в ранние сроки после кардиохирургических операций даже с использованием прикроватного ультразвукового спирографа, что было связано с тяжелым состоянием пациентов. Значительное число пациентов из основных групп (35 %) испытывало дискомфорт во время выполнения данного исследования. Пациенты сообщали о появлении тошноты, учащенного сердцебиения и головокружения во время этой процедуры, что затрудняло ее выполнение. В то же время использование побудительного спирометра у тех же пациентов не вызывало подобных негативных реакций. В опубликованной ранее работе при сравнении измерений, полученных с помощью прикроватного ультразвукового спирографа и побудительного спирометра, мы не получили статистически значимых различий в измеряемой максимальной инспираторной емкости легких [27]. Это позволило сделать вывод о допустимости использования побудительного спирометра для измерения волюметрических показателей у тяжелых пациентов. Полученные результаты имеют важное значение, поскольку доказывают необходимость расширения спектра методов респираторной реабилитации за счет внешних вибрационных воздействий, оказывающих позитивное влияние на дренажную функцию легких, показатели газообмена и объемных характеристик функции внешнего дыхания. Важность проблемы обостряется тем, что до настоящего времени отсутствуют стандарты проведения респираторной реабилитации и оценки ее эффективности в условиях отделения реанимации и интенсивной терапии, не представлены рекомендации по выбору конкретной методики для отдельных групп пациентов (например, пациентов с ожирением, дефицитом массы тела), чрезвычайно мало работ, посвященных изучению данной проблемы у кардиохирургических пациентов [28, 29]. Нами был предложен протокол проведения респираторной реабилитации в течение 3 сут после операции с использованием двух методик с оценкой эффективности на основании измерения дыхательных объемов, оценки оксигенирующей функции легких и отхождения мокроты. Представляется, что будущие исследования следует направить на изучение оптимальных методов респираторного воздействия для каждого пациента, учитывая его особенности, характер операционного вмешательства и индивидуальную переносимость.
Выводы
Использование методов наружного массажа грудной клетки (виброакустического воздействия или высокочастотной перкуссии грудной клетки жилетом с последующим созданием перемежающего давления в дыхательных путях с помощью маски), проводимых на фоне плановой побудительной спирометрии, оказывает положительное влияние на бронхолегочную систему у кардиохирургических пациентов в процессе их послеоперационной реабилитации.
Оба метода продемонстрировали существенные преимущества в сравнении с группой контроля (использование только побудительной спирометрии) по их воздействию на эвакуацию мокроты, показатели газообмена и волюметрические параметры дыхания. Вместе с тем некоторая тенденция к более значительной эффективности наружной перкуссии через жилет в сочетании с созданием перемежающегося давления в дыхательных путях по сравнению с виброакустическим массажем легких не была статистически достоверной.
В связи с трудностями выполнения прикроватной спирометрии в ранние сроки после кардиохирургических операций, связанных с тяжелым состоянием пациентов, при оценке динамики дыхательных объемов допустимо ориентироваться на данные, полученные с помощью побудительного спирометра.
Респираторная реабилитация с использованием методов виброакустического массажа легких и высокочастотной перкуссии грудной клетки жилетом с последующим созданием перемежающего давления хорошо переносится пациентами, не приводит к травматическим и другим осложнениям и может безопасно использоваться у пациентов после операций на сердце и аорте.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Disclosure. The authors declare no competing interests.
Вклад авторов. Все авторы в равной степени участвовали в разработке концепции статьи, получении и анализе фактических данных, написании и редактировании текста статьи, проверке и утверждении текста статьи.
Author contribution. All authors according to the ICMJE criteria participated in the development of the concept of the article, obtaining and analyzing factual data, writing and editing the text of the article, checking and approving the text of the article.
Этическое утверждение. Проведение исследования было одобрено локальным этическим комитетом ГНЦ РФ ФГБНУ «Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского», протокол № 12 от 28.10.2021.
Ethics approval. This study was approved by the local Ethical Committee of Petrovsky National Research Centre of Surgery (reference number 12-28.10.2021).
Информация о финансировании. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.
Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.
Декларация о наличии данных. Данные, подтверждающие выводы этого исследования, находятся в открытом доступе в репозитории Mendeley Data, http://doi.org/10.17632/zpb2kzzv3f.2
Data Availability Statement. The data that support the findings of this study are openly available in repository Mendeley Data, http://doi.org/10.17632/zpb2kzzv3f.2