И.Н. Грачев1, В.И. Шаталов1, А.Г. Климов1, И.В. Блинда2, И.А. Кочкин1, К.А. Цыганков1, А.В. Щеголев1
1 ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ, Санкт-Петербург, Россия
2 ФГКУ «442 Военно-клинический госпиталь» МО РФ, Санкт-Петербург, Россия
Для корреспонденции: Грачев Иван Николаевич — преподаватель кафедры военной анестезиологии и реаниматологии Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова, Санкт-Петербург; е-mail: GrachewIN@mail.ru
Для цитирования: И.Н. Грачев, В.И. Шаталов, А.Г. Климов, И.В. Блинда, И.А. Кочкин, К.А. Цыганков, А.В. Щеголев. Сравнительный анализ использования высокопоточной и традиционной оксигенотерапии у пациентов с тяжелой внебольничной пневмонией. Вестник интенсивной терапии им. А.И. Салтанова. 2020;3:95–103. DOI: 10.21320/1818-474X-2020-3-95-103
Реферат
Актуальность. Для пациентов с сохраненным спонтанным дыханием и дыхательной недостаточностью разработаны различные способы доставки газовой смеси в дыхательные пути. Открытым остается вопрос о выборе оптимальной методики при гипоксии у пациентов с тяжелой внебольничной пневмонией. Применение высокопоточной оксигенотерапии является альтернативой ингаляции кислорода через стандартные канюли.
Цели исследования. Экспериментальное изучение механизмов воздействия высокопоточной оксигенотерапии и оценка ее клинической эффективности в сравнении с традиционной оксигенотерапией у пациентов с тяжелой внебольничной пневмонией.
Материалы и методы. При проведении экспериментального этапа исследования определен уровень среднего давления в дыхательных путях в зависимости от потока газовой смеси с использованием модели легких с параметрами биомеханики дыхания, характеризующими «здоровые легкие», «легкие со сниженной растяжимостью» и «легкие с высоким сопротивлением дыхательных путей».
При проведении клинического этапа осуществлен сравнительный анализ эффективности респираторной поддержки в группах пациентов с тяжелой внебольничной пневмонией с использованием высокопоточной и традиционной оксигенотерапии.
Результаты. При проведении экспериментального исследования определен поток газовой смеси 30 л/мин, при котором значимо увеличивается среднее давление в дыхательных путях, регистрируемое на моделях «здоровых» легких и легких с измененной биомеханикой дыхания.
В ходе проведения клинического этапа исследования установлено значимое снижение частоты инициации искусственной (инвазивной и неинвазивной) вентиляции легких, увеличение показателей оксигенации (насыщение гемоглобина кислородом, парциальное давление кислорода в артериальной крови) и парциального давления углекислого газа в артериальной крови с одновременным снижением частоты дыхания.
Выводы. Величина потока газовой смеси более 30 л/мин значимо увеличивает среднее давление в дыхательных путях в эксперименте при моделировании «здоровых легких», «легких со сниженной растяжимостью» и «легких с высоким сопротивлением дыхательных путей». Однако клиническое значение данного показателя несущественно.
Использование высокопоточной оксигенотерапии у пациентов с тяжелой внебольничной пневмонией в сравнении со стандартной методикой уменьшает частоту применения искусственной (инвазивной и неинвазивной) вентиляции легких при увеличении показателей оксигенации. При этом уменьшается гипервентиляция, что подтверждается увеличением парциального давления углекислого газа в артериальной крови и снижением частоты дыхания.
Ключевые слова: высокопоточная оксигенотерапия, терапия ингаляцией кислорода, пневмония
Поступила: 30.02.2020
Принята к печати: 02.09.2020
Введение
Внебольничная пневмония (ВБП) — одно из распространенных заболеваний органов дыхания, представляющее актуальную проблему в интенсивной терапии и связанное с высокой летальностью как среди взрослых, так и среди детей [1–3]. Заболеваемость в Европе составляет от 1,6 до 10,6 % [4, 5]. При этом в Российской Федерации за январь — апрель 2018 г., по данным Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, зарегистрировано около 300 000 случаев ВБП (2,01 %) [6].
Острая дыхательная недостаточность (ОДН) часто осложняет ВБП и является основным фактором, определяющим госпитализацию пациентов в отделение реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ). Внутрилегочное шунтирование и нарушение вентиляционно-перфузионных отношений в легких — основные патофизиологические механизмы развития гипоксемии при пневмонии [7]. Оксигенотерапия оказывает незначительное воздействие на шунтирование, однако при этом значительно ухудшаются вентиляционно-перфузионные отношения вследствие гипоксической легочной вазоконстрикции. У пациентов с тяжелой ВБП данный факт может стать причиной увеличения физиологического мертвого пространства [8]. В настоящее время активно развиваются методики респираторной терапии, уменьшающие потребление кислорода организмом вследствие создания положительного давления в дыхательных путях, приводящего к уменьшению работы дыхания пациента.
В то же время одной из причин того, что от 37 до 60 % пациентов с ВБП, поступивших в ОРИТ, нуждаются в искусственной вентиляции легких (ИВЛ), является неэффективное использование стандартных методик оксигенотерапии [9, 10]. При угрожающей жизни ОДН, а также в случаях несостоятельности функций нескольких органов и систем ИВЛ остается основным методом интенсивной терапии. Однако его применение может стать причиной как легочных, так и внелегочных осложнений [11].
Экспериментальное и клиническое обоснование использования неинвазивных методик оксигенотерапии (например, высокопоточной оксигенотерапии (ВПО)), минимально влияющих на структуру и функцию легких, обеспечивая при этом оптимальную оксигенацию и вентиляцию, является перспективным направлением исследований в области респираторной медицины. Основой для данной методики служит применение скорости потока до 60 л/мин с возможностью установки температуры, влажности, фракции кислорода во вдыхаемой смеси (FiO2) [12].
В отечественных рекомендациях скорость потока 30 л/мин определяется как стартовая величина при гипоксемической ОДН. Однако физиологического обоснования наиболее оптимального алгоритма выбора первичных настроек ВПО у больных с ОДН различного генеза нет [1].
Исходя из вышесказанного, целью исследования явились экспериментальное изучение механизмов воздействия ВПО и оценка ее клинической эффективности в сравнении с традиционной оксигенотерапией у пациентов с тяжелой ВБП.
Материалы и методы
Исследование одобрено независимым этическим комитетом при Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (Протокол № 207 от 22 мая 2018 г.). Экспериментальный этап исследования проводили на базе симуляционного центра Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова в период с 2017 по 2018 г. Клинический этап исследования проводили в Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова в период с 2018 по 2019 г.
Для оценки изучаемых показателей применяли аппарат ИВЛ Hamilton G5 (Hamilton Medical, Швейцария) с наличием режима HighFlow, позволяющего проводить ВПО через контур доставки газа с устройством соединения с трахеостомической канюлей OPT870 (Fisher & Paykel, Healthcare Ltd).
В качестве модели легких использовали высокореалистичный симулятор TestChest® Respiratory Flight Simulator (Organis-GmbH, Швейцария), состоящий из точной модели легких со сложной системой математического моделирования для обеспечения воспроизведения легочной механики, газообмена и гемодинамических реакций взрослого человека в норме и при различных патологических состояниях как при сохранении самостоятельного дыхания, так и при проведении ИВЛ.
В данном исследовании использовали три модели биомеханики дыхания: «здоровые легкие», «легкие со сниженной растяжимостью» и «легкие с высоким сопротивлением дыхательных путей». Все измерения проводили при комнатной температуре и влажности.
Основные характеристики моделей представлены в табл. 1.
Таблица 1. Параметры моделей легких TestChest® Respiratory Flight Simulator
Table 1. TestChest® Respiratory Flight Simulator parameters
|
Изменяемый параметр биомеханики дыхания модели |
Варианты моделей эксперимента |
||
|
Здоровые легкие |
Легкие со сниженной растяжимостью |
Легкие с высоким сопротивлением дыхательных путей |
|
|
Растяжимость ниже нижней точки перегиба, мл/см вод. ст. |
50 |
10 |
40 |
|
Растяжимость выше верхней точки перегиба, мл/см вод. ст. |
50 |
5 |
20 |
|
Общая растяжимость, мл/см вод. ст. |
50 |
20 |
60 |
|
Сопротивление дыхательных путей, условные единицы |
5 |
5 |
50 |
|
Нижняя точка перегиба, см вод. ст. |
5 |
10 |
20 |
|
Верхняя точка перегиба, см вод. ст. |
35 |
25 |
50 |
Регистрацию показателей проводили на семи этапах исследования. На каждом этапе устанавливали величину потока и концентрацию кислорода 50 % на фоне моделирования параметров системы дыхания человека с частотой 14 уд. в мин. Для базового измерения показателей системы дыхания применяли поток 0 л/мин, для моделирования стандартной оксигенотерапии — от 5 до 15 л/мин с шагом 5 л/мин, для моделирования ВПО — от 30 до 50 л/мин с шагом 10 л/мин. При этом величина потока 30 л/мин определена в соответствии с отечественными рекомендациями по проведению неинвазивной вентиляции легких, как рекомендуемая при гипоксемической ОДН [1].
Для оценки результатов были выбраны параметры состояния дыхательной системы пациента.
- Продолжительность дыхательного цикла (T, ед. времени) — время от начала до конца цикла.
- Давление в дыхательных путях (ДДП, см вод. ст.) в определенную точку времени Ti. При этом количество измерений во время дыхательного цикла, моделируемого с частотой 14 уд. в мин, составило 200.
- Среднее давление в дыхательных путях (ДДПср) отдельного цикла, рассчитанное по формуле
В дальнейшем проводился клинический этап исследования, заключающийся в сравнительном анализе эффективности респираторной поддержки с использованием ВПО и традиционной оксигенотерапии (группы 1 и 2) у пациентов с ВБП и признаками ОДН. Количество пациентов в каждой группе составило 32 человека.
Критериями включения определены:
- возраст старше 18 лет;
- дыхательная недостаточность, не требующая ИВЛ по общепринятым критериям [2];
- гемодинамические показатели (среднее артериальное давление ≥ 65 мм рт. ст. без использования вазопрессоров).
Критериями исключения определены:
- отказ пациента от проводимого исследования;
- беременность.
Для объективной оценки тяжести ВБП применяли шкалу SMRT-CO (systolic blood pressure, multilobar chest radiography involvement, respiratory rate, tachycardia, confusion, oxygenation), учитывающую клинические, лабораторные и инструментальные признаки [2]. ВБП оценивали как тяжелую при сумме баллов 4 и более. Общая характеристика групп пациентов представлена в табл. 2.
Таблица 2. Антропометрические показатели, сопутствующая патология и тяжесть основного заболевания пациентов 1-й и 2-й групп
Table 2. Anthropometric indicators, concomitant pathology and the severity of the underlying disease in patients of groups 1 and 2
|
Показатель |
Группа 1 (n = 32) |
Группа 2 (n = 32) |
Значение p |
|
Возраст, годы |
36,7 (19–47) |
38,6 (20–48) |
0,2 |
|
Пол муж, n (%) |
23 (71) |
20 (62,5) |
0,42 |
|
Индекс массы тела, кг/м2 |
18,3 (19,9–20,90) |
18,8 (19,1–19,5) |
0,45 |
|
Сахарный диабет I, II типа, % |
2 (6) |
4 (12,5) |
0,39 |
|
Хроническая сердечная недостаточность, % |
5 (16) |
8 (25) |
0,35 |
|
Хроническая почечная недостаточность, % |
8 (25) |
6 (18,7) |
0,54 |
|
Хроническая обструктивная болезнь легких, % |
3 (9) |
6 (18,7) |
0,28 |
|
Значение по шкале SMRT-CO |
4,7 (3,6–5,5) |
5,0 (3,8–5,9) |
0,28 |
|
Двусторонняя легочная инфильтрация, % |
26 (81) |
30 (94 %) |
0,13 |
В 1-й группе пациентов проводили инсуффляцию увлажненного кислорода с FiO2 100% с потоком 5 л/мин через стандартные назальные канюли. Для достижения целевых показателей оксигенации (насыщение гемоглобина кислородом (по пульсоксиметру) (SpO2) > 92 %) поток увеличивали до 15 л/мин. При неэффективности исследуемого метода (SpO2 < 92 %, частота дыхания (ЧД) > 35 уд. в мин) регистрировали показатели согласно протоколу исследования и немедленно использовали неинвазивную вентиляцию легких, а при наличии критериев осуществлялся перевод на ИВЛ.
Для 2-й группы пациентов использовали оксигенотерапию с потоком до 15 л/мин через стандартные назальные канюли. При неэффективности методики (SpO2 < 92 %, ЧД > 35 уд. в мин) немедленно использовали ВПО с одновременной регистрацией исследуемых показателей. Через 60 мин использования стандартной оксигенотерапии оценивали показатели системы дыхания (ЧД), газового состава крови (парциальное давление кислорода в артериальной крови (PaO2), парциальное давление углекислого газа в артериальной крови (PaCO2)) и кислотно-основного состояния (КОС).
Затем осуществляли ВПО через инспираторный контур и носовую канюлю необходимого размера аппаратом Hamilton G5 (Hamilton Medical, Швейцария) до достижения требующегося уровня оксигенации. Стартовыми параметрами являлись скорость потока 30 л/мин, FiO2 50 % и температура газовой смеси 37 °C. Через 60 мин применения ВПО оценивали параметры системы дыхания (ЧД), показателей газового состава (PаO2, PаCO2) и КОС (pH, HCO3−). При неэффективности стартовых параметров проводили коррекцию до достижения целевого значения SpO2 > 92 % по утвержденной методике [1]. При дальнейшем лечении пациентов методику оксигенотерапии не меняли.
В ходе проводимого исследования у групп пациентов регистрировали частоту использования ИВЛ (инвазивной и неинвазивной).
При статистической обработке данных применяли пакет статистических программ R-studio (version 3.3.4 R Core Team (2018). R: URL https://www.R-project.org). Данные представлены в виде медианы (Me) (квартиль 1 (Q1); квартиль 3 (Q3)) для непараметрических данных.
Для статистической обработки экспериментальных данных были использованы критерии Шапиро—Уилка и Бартлетта для определения нормальности распределения и гомогенности дисперсии с применением дисперсионного анализа с поправками Tukey для множественных сравнений. Результаты представлены как среднее значение по выборке ± среднее квадратическое отклонение.
При проведении клинического этапа оценка значимости различий между группами данных проводилась с помощью непараметрических методов (критерий Wilcoxon). Качественные показатели оценивались с использованием χ2 (критерий Пирсона). Различия принимались статистически значимыми при р < 0,05.
Результаты
Уровень ДДПср в зависимости от потока газовой смеси, рассчитанный при оценке моделей «здоровые легкие», «легкие со сниженной растяжимостью» и «легкие с высоким сопротивлением дыхательных путей», продемонстрирован на рис. 1. Выявлен значимый рост данного показателя при потоке более 30 л/мин (p < 0,05).
Рис. 1. Влияние уровня потока подаваемой газовой смеси на среднее давление в дыхательных путях
Fig. 1. Influence of the flow rate of the supplied gas mixture on the mean airway pressure
Максимальное значение ДДПср 0,7 ± 0,03 см вод. ст. при скорости потока 5 л/мин выявлено при моделировании «легких со сниженной растяжимостью» и «здоровых легких», наименьшее значение 0,62 ± 0,018 см вод. ст. — при оценке «легких с высоким сопротивлением дыхательных путей».
При потоке 30 л/мин в сравнении с уровнем потока 5 л/мин показатель ДДПср в дыхательных путях при моделировании «здоровых легких» значимо увеличился на 0,23 (0,19–0,27) см вод. ст., «легких со сниженной растяжимостью» — на 0,2 (0,17–0,24) см вод. ст., «легких с высоким сопротивлением дыхательных путей» — на 0,18 (0,15–0,21) см вод. ст.
При использовании ВПО со скоростью потока 50 л/мин в сравнении с уровнем потока 5 л/мин ДДПср значимо увеличилось на 0,74 (0,69–0,78) см вод. ст. при моделировании «здоровых легких», на 0,65 (0,62–0,69) см вод. ст. — «легких со сниженной растяжимостью», на 0,64 (0,6–0,68) см вод. ст. — «легких с высоким сопротивлением дыхательных путей». Исходя из полученных данных, максимальному воздействию при увеличении потока подвержены участки легких с неизмененной биомеханикой дыхания, а минимальному — со сниженной растяжимостью и высоким сопротивлением вдоху.
Исследование на следующем этапе заключалось в оценке влияния использования ВПО и стандартной оксигенотерапии на клинические показатели, показатели газообмена, работу дыхания и сравнение частоты перевода пациентов в ходе проводимой интенсивной терапии на ИВЛ (как инвазивной и неинвазивной).
При оценке клинических и лабораторных показателей установили, что у пациентов с использованием ВПО величина PaO2 составила 103,3 (96,1–107,2) мм рт. ст., что оказалось выше, чем при использовании стандартной оксигенотерапии (54,7 (54,2–60,5) мм рт. ст., p = 0,0003). При исследовании показателей вентиляции отмечено статистически значимое увеличение PаCO2 при переходе от стандартных канюль к использованию ВПО с 32,2 (30,6–35,7) до 36,9 (33,3–40,7) мм рт. ст. Уровень значимости (р) различий между показателями составил 0,001. Частота дыхания достоверно уменьшалась при переходе со стандартной оксигенотерапии к ВПО.
При применении ВПО гемодинамические показатели (систолическое и диастолическое артериальное давление) увеличивались, а частота сердечных сокращений значимо снижалась по сравнению с использованием методики стандартной оксигенотерапии. Различия в клинических показателях, показателях КОС и газового состава крови при использовании стандартных канюль и ВПО, а также уровень значимости обобщены в табл. 3.
Таблица 3. Клинические и лабораторные показатели в группах пациентов при проведении стандартной оксигенотерапии и высокопоточной оксигенотерапии
Table 3. Clinical and laboratory parameters in patient groups during standard oxygen therapy and high-flow oxygen therapy
|
Показатели |
Стандартная оксигенотерапия, Me (Q1–Q3) |
Высокопоточная оксигенотерапия Me (Q1–Q3) |
Значение критерия, уровень значимости p |
|
|
Клинические показатели |
||||
|
Систолическое артериальное давление, мм рт. ст. |
99,2 (92,5–103,5) |
109,1 (104,6–116,5) |
V = 11, р = 0,02* |
|
|
Диастолическое артериальное давление, мм рт. ст. |
57,2 (52,56–58,89) |
60,0 (56,7–62,2) |
V = 43, р = 0,21 |
|
|
Частота сердечных сокращений, уд. в мин |
100,4 (95,04–104,89) |
91,7 (85,5–96,04) |
V = 116, р = 0,02* |
|
|
ЧД, мин |
35,6 (35–42) |
22,6 (18,3–25,97) |
V = 124, р = 0,002 |
|
|
Температура тела, ºC |
37,8 (37,2–38,4) |
37,6 (36,6–38,17) |
V = 1, р = 1 |
|
|
Кислотно-основное состояние и газовый состав артериальной крови |
||||
|
pH |
7,44 (7,43–7,47) |
7,46 (7,45–7,47) |
V = 14,5, р = 0,1 |
|
|
HCO3−, ммоль/л |
24,4 (23,5–25,1) |
24,3 (22,8–25,5) |
V = 57, р = 0,9 |
|
|
PaCO2, мм рт. ст |
32,2 (30,6–35,7) |
36,9 (33,3–40,7) |
V = 3, р = 0,001** |
|
|
PaO2, мм рт. ст. |
54,7 (54,2–60,5) |
103,3 (96,1–107,2) |
V = 0, р = 0,0003** |
|
|
SpO2, % |
87,9 (83,4–92,1) |
99,5 (95,5–100) |
V = 0, р = 0,005** |
|
|
* p < 0,05; ** p < 0,001. |
||||
В ходе исследования установлено значимое снижение частоты использования ИВЛ у пациентов с применением ВПО. Показатели частоты использования ИВЛ и уровень значимости указаны в табл. 4.
Таблица 4. Анализ частоты применения ИВЛ у пациентов 1-й и 2-й групп
Table 4. Analysis of the frequency of the use of mechanical ventilation in patients of the 1st and 2nd groups
|
Показатель |
Группа 1 (n = 32) |
Группа 2 (n = 32) |
Уровень p |
|
Число пациентов, переведенных на ИВЛ, n |
20 (32) |
8 (32) |
χ2 = 9,1; p = 0,03* |
|
* p < 0,05. |
|||
Обсуждение
В ходе исследования выявлено увеличение показателей оксигенации, сопровождающееся снижением работы дыхания, одним из механизмов возникновения которых стало повышение ДДПср, что позволяло избежать интубации трахеи. Результатом исследования стало снижение частоты применения ИВЛ у групп пациентов с использованием ВПО. Данный результат может свидетельствовать об эффективности данного подхода к коррекции ОДН в ОРИТ у взрослых пациентов с тяжелой ВБП и требует дальнейшего изучения.
На экспериментальном этапе исследования оценено влияние потока газовой смеси при использовании ВПО на ДДПср во время самостоятельного дыхания на моделях легких при нормальных и измененных показателях биомеханики легких.
В основе клинических эффектов ВПО в современных исследованиях, помимо возможности создания необходимой фракции кислорода во вдыхаемой газовой смеси, выделяют ряд механизмов, связанных с высокой скоростью потока. К основным из них относятся: вымывание CO2 из мертвого пространства, соответствие фактического потока газа на вдохе необходимому уровню для пациента с ОДН, создание невысокого положительного давления в верхних дыхательных путях, приводящего к снижению работы дыхания [1]. В проведенных ранее исследованиях изучено влияние скорости потока газовой смеси на давление в дыхательных путях с использованием неинвазивных методик поддержки дыхания на моделях легких [13–15]. В данных работах отмечено, что использование ВПО способно создавать низкий уровень положительного давления, диапазон измеренных значений был широк и определялся от 2 до 11 см вод. ст. с учетом лишь фазы вдоха [16, 17].
Последние исследования показали, что по сравнению с методиками стандартной оксигенотерапии у пациентов при проведении ВПО через трахеостомическую трубку с использованием потока 50 л/мин давление в дыхательных путях незначительно повышается. В исследовании [19], выполненном у пациентов с возможностью мониторинга давления в дыхательных путях через трахеостомическое отверстие, при проведении ВПО на уровнях потока 10, 30, 50 л/мин среднее давление в трахее было пропорционально величине потока газовой смеси. Повышение ДДПср, вызванное увеличением потока на 10 л/мин, определено на уровне 0,2 см вод. ст. В нашем исследовании данная величина была сопоставимой и составила 0,15 см вод. ст. при оценке модели «здоровых легких», 0,13 см вод. ст. — «легких со сниженной растяжимостью» и «легких с высоким сопротивлением дыхательных путей».
По сравнению с потоком газовой смеси 8 л/мин в исследовании Natalini D. et al. поток 50 л/мин приводил к увеличению ДДПср на 0,4 см вод. ст. При выполнении моделирования биомеханики дыхания данная величина была значительно выше. При проведении ВПО со скоростью потока 50 л/мин (по сравнению с уровнем потока 5 л/мин) ДДПср увеличилось на 0,74 см вод. ст. при моделировании «здоровых легких», на 0,65 см вод. ст. — при моделировании «легких со сниженной растяжимостью», на 0,64 — при моделировании «легких с высоким сопротивлением дыхательных путей».
Особенностью исследования [19] явилось то, что в нем приняло участие ограниченное число пациентов. Оценка параметров механики дыхания также не проводилась. При этом метод, применяемый в нашем исследовании, позволил моделировать механику дыхания пациента с сохраненным самостоятельным дыханием как с обструктивной, так и с рестриктивной патологией легких. Таким образом, данный подход дает возможность более точно предсказывать изменения ДДПср у пациентов при проведении ВПО.
При анализе данных, полученных в нашем исследовании, несмотря на статистически значимые отличия в величине исследуемого показателя при скорости потока более 30 л/мин, клиническая значимость положительного давления в дыхательных путях является незначительной. При этом в ходе эксперимента не учитывали влияние таких факторов, как частота дыхания, объем утечки через рот и нос при использовании назальных канюль, сопротивление верхних дыхательных путей и трахеостомической трубки. При соблюдении методики проведения оксигенотерапии, снижая воздействие этих факторов, можно увеличить клинический эффект респираторной терапии, связанный с созданием положительного давления в дыхательных путях.
Проведенное клиническое исследование продемонстрировало, что использование ВПО у пациентов с тяжелой ВБП обеспечивает улучшение оксигенации по сравнению с традиционными методиками оксигенотерапии. В исследовании Roca О. et al. [20] использование ВПО после стандартной оксигенотерапии в течение 30 мин у 20 пациентов, из которых у 13 наблюдалась тяжелая пневмония, сопровождалось увеличением PaO2 с 77 до 127 мм рт. ст.
При этом значимые изменения, выявленные при оценке работы дыхания и проявляющиеся снижением ЧД с 28 до 21 уд. в мин, вероятно, связаны с уменьшением гипервентиляции. Установленное достижение референтных значений PаCO2 не выявлено [20]. Данные, полученные в нашем исследовании, подтверждают изменения оксигенации и вентиляции у пациентов с тяжелой ВБП с сохраненным самостоятельным дыханием.
Эффекты со стороны сердечно-сосудистой системы, такие как уменьшение частоты сердечных сокращений, увеличение систолического артериального давления, могут рассматриваться как следствие снижения напряжения компенсаторных реакций при ОДН у пациентов с тяжелой ВБП при использовании данного метода. К недостаткам этого этапа исследования относятся отсутствие рандомизации пациентов и невозможность выделить ведущие механизмы, лежащие в основе отдельных клинических эффектов ВПО.
В проведенном ранее мультицентровом рандомизированном исследовании при использовании ВПО у пациентов с различной патологией легких ВБП как первичный диагноз был установлен только у 60 % пациентов [18]. При этом продемонстрировано отсутствие значимого снижения частоты интубации трахеи по сравнению со стандартной оксигенотерапией — 38 и 47 % соответственно. Существенным отличием нашего исследования от ранее проведенных работ явилось то, что данный показатель был определен исключительно у пациентов с тяжелой ВБП. Возможно, это послужило увеличению числа пациентов, для лечения которых не использовались более инвазивные методики ИВЛ вследствие ранней стабилизации показателей газообмена и достижения эффективности этиотропной антибактериальной терапии.
Ограничением данной работы можно считать одноцентровой характер исследования с относительно небольшой выборкой пациентов, а также отсутствие анализа этиологии ВБП, дальнейшее исследование которой может определить группы пациентов с наиболее значимым влиянием ВПО на результаты респираторной терапии.
Основываясь на полученных положительных клинических и лабораторных эффектах ВПО, позволяющих значимо снизить частоту инициации ИВЛ, данная методика оксигенотерапии может рассматриваться как наиболее эффективная у пациентов с тяжелой ВБП.
Выводы
При проведении ВПО поток газовой смеси более 30 л/мин статистически значимо увеличивает ДДПср, рассчитанное с применением моделей «здоровые легкие», «легкие со сниженной растяжимостью» и «легкие с высоким сопротивлением дыхательных путей». Однако значение данного показателя клинически несущественно. При этом использование ВПО, в сравнении со стандартной методикой, уменьшает частоту применения ИВЛ при статистически значимом увеличении показателей оксигенации (SpO2, PaO2) у пациентов с тяжелой ВБП. При этом снижается гипервентиляция, что подтверждается значимым увеличением PaCO2 и снижением ЧД.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад авторов. Грачев И.Н., Шаталов В.И., Климов А.Г., Блинда И.В., Кочкин И.А., Цыганков К.А., Щеголев А.В. — разработка концепции статьи, получение и анализ фактических данных, написание и редактирование текста статьи, проверка и утверждение текста статьи.
Решение этического комитета. Исследование одобрено независимым этическим комитетом при Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (Протокол № 207 от 22 мая 2018 г.).
ORCID авторов
Грачев И.Н. — 0000-0003-0678-8524
Шаталов В.И. — 0000-0002-2351-0391
Климов А.Г. — 0000-0003-2289-6867
Кочкин И.В. — 0000-0002-2681-1851
Блинда И.В. — 0000-0002-8115-3943
Цыганков К.А. — 0000-0002-2357-0685
Щеголев А.В. — 0000-0001-6431-439
Литература
Ярошецкий А.И., Власенко А.В., Грицан А.И. и др. Применение неинвазивной вентиляции легких (второй пересмотр). Клинические рекомендации Общероссийской общественной организации «Федерация анестезиологов и реаниматологов». Анестезиология и реаниматология. Анестезиология и реаниматология. 2019; (6): 5–19. DOI: 10.17116/anaesthesiology20190615 [Yaroshetskiy A.I., Vlasenko A.V., Gritsan A.I., et al. Application of non-invasive ventilation (second revision). Clinical guidelines of the public organization “Russian Federation of Anesthesiologists and Reanimatologists”. Anesthesiology and Reanimatology. 2019; (6): 5–19. (In Russ)]
Чучалин А.Г., Синопальников А.И., Козлов Р.С. Клинические рекомендации по диагностике, лечению и профилактике тяжелой внебольничной пневмонии у взрослых. Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2015; 17(2): 84–127. DOI: 10.18093/0869-0189-2014-0-4-13-48 [Chuchalin A.G., Sinopalnikov A.I., Kozlov R.S. Clinical practice guidelines for the diagnosis, treatment and prevention of severe community-acquired pneumonia in adults. Clinical microbiology and antimicrobial chemotherapy. 2015; 17(2): 84–127. (In Russ)]
Yealy D.M., Auble T.E., Stone R.A., et al. Effect of increasing the intensity of implementing pneumonia guidelines: a randomized, controlled trial. Annals of internal medicine. 2005; 143(12): 881–894. DOI: 10.7326/0003-4819-143-12-200512200-00006
Almirall J., Bolıbar I., Vidal J., et al. Epidemiology of community-acquired pneumonia in adults: A population based study. European Respiratory J. 2000; 15(4): 757–763.
Costa C., Gouveia I., Cunha P., et al. Severe community-acquired pneumonia in the intensive care unit. Critical Care. 2005; 9(1): 1. DOI: 10.1186/cc3064
Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека [Internet] Available from: https://www.rospotrebnadzor.ru/documents/details.php?ELEMENT_ID=12053 (updated 20.07.2020; cited 21.07.2020).
Gea J., Roca J., Torres A., Agustí A.G., et al. Mechanisms of abnormal gas exchange in patients with pneumonia. Anesthesiology: J. American Society of Anesthesiologists. 1991; 75(5): 782–789.
Wijesinghe M., Perrin K., Healy B., Weatherall M., et al. Randomized controlled trial of high concentration oxygen in suspected community-acquired pneumonia. J. Royal Society of Medicine. 2012; 105(5): 208–216. DOI: 10.1258/jrsm.2012.110084
Mandell L.A., Wunderink R.G., Anzueto A., et al. Infectious Diseases Society of America/American Thoracic Society consensus guidelines on the management of community-acquired pneumonia in adults. Clinical infectious diseases. 2007; 44(2): 27–72. DOI: 10.1086/511159
Restrepo M.I., Mortensen E.M., Velez J.A., et al. A comparative study of community-acquired pneumonia patients admitted to the ward and the ICU. Chest. 2008; 133(3): 610–617. DOI: 0.1378/chest.07-1456
Pinhu L., Whitehead T., Evans T., Griffiths M. Ventilator-associated lung injury. The Lancet. 2003; 361(9354): 332–340. DOI: 10.1016/S0140-6736(03)12329-X
Hasan R.A., Habib R.H. Effects of flow rate and air leak at the nares and mouth opening on positive distending pressure delivery using commercially available high-flow nasal cannula systems: a lung model study. Pediatric Critical Care Medicine. 2011; 12(1): 29–33. DOI: 10.1097/PCC.0b013e3181d9076d
Chikata Y., Onodera M., Oto J., Nishimura M. FIO2 in an adult model simulating high-flow nasal cannula therapy. Respiratory care. 2017; 62(2): 193–198. DOI: 10.4187/respcare.04963
Ewig S., Woodhead M., Torres A. Towards a sensible comprehension of severe community-acquired pneumonia. Intensive Care Medicine. 2011; 37(2): 214–223. DOI: 10.1007/s00134-010-2077-0
Sivieri E.M., Gerdes J.S., Abbasi S. Effect of HFNC flow rate, cannula size, and nares diameter on generated airway pressures: an in vitro study. Pediatric pulmonology. 2013; 48(5): 506–514. DOI: 10.1002/ppul.22636
Lucangelo U., Vassallo F.G., Marras E., et al. High-flow nasal interface improves oxygenation in patients undergoing bronchoscopy. Critical care research and practice. 2012; 1–6. DOI: 10.1155/2012/506382
Parke R., McGuinness S., Eccleston M. Nasal high-flow therapy delivers low level positive airway pressure. British J. Anaesthesia. 2009; 103(6): 886–890. DOI: 10.1093/bja/aep280
Frat J.P., Ragot S., Girault C., et al. Effect of non-invasive oxygenation strategies in immunocompromised patients with severe acute respiratory failure: a post-hoc analysis of a randomised trial. The Lancet Respiratory Medicine. 2016; 4(8): 646–652. DOI: 10.1016/S2213-2600(16)30093-5
Natalini D., Grieco D.L., Santantonio M.T., et al. Physiological effects of high-flow oxygen in tracheostomized patients. Annals of intensive care. 2019; 9(1): 1–9. DOI: 10.1186/s13613-019-0591-y
Roca O., Riera J., Torres F., Masclans J.R. High-flow oxygen therapy in acute respiratory failure. Respiratory care. 2010; 201055(4): 408–413.