Содержание к диссертации
Введение
1. Послеоперационные дыхательные расстройства (обзор литературы) 16-49
1.1. Послеоперационные дыхательные расстройства: клинико физиологический аспект 16-26
1.1.1. Определение и классификация 16-18
1.1.2. Ведущие механизмы ПДН 18-23
1.1.3. Обструкция верхних дыхательных путей 24-25
1.1.4. Резюме 25-26
1.2. Трёхкомпонентная модель в оценке послеоперационных дыхатель ных расстройств 26-36
1.2.1. Центральная регуляция дыхания 27-29
1.2.2. Функция дыхательных мышц 29-31
1.2.3. Механические свойства дыхательной системы 31-32
1.2.4. Толерантность дыхательной системы к нагрузке 32-33
1.2.5. Резюме 34-36
1.3. Классическая и осцилляторная механика в оценке послеоперационных дыхательных расстройств 36-45
1.3.1. Тесты классической механики дыхания 38-39
1.3.2. Тесты осцилляторной механики дыхания 39-44
1.3.3. Резюме 44-45
1.4. Исследование эффективности респираторной терапии послеоперационных дыхательных расстройств 45-49
1.4.1. Значение исследований функции дыхания как критерия эффективности респираторной терапии 46-47
1.4.2. Сравнение различных видов респираторной терапии 47-49 1.4.3. Резюме 49
2. Материал и методы исследования 50-60
2.1. Организация и стандартизация исследований 50-51
2.1.1. Стандартизация процедуры исследования 50
2.1.2. Стандартизация условий работы 50
2.1.3. Статистическая обработка материала 51
2.2. Характеристика исследуемых групп 51-53
2.3. Характеристика методов функционального исследования 53-59
2.3.1. Измерение окклюзионного давления 53-54
2.3.2. Тесты классической механики дыхания 55-56
2.3.3. Измерение диффузионной способности лёгких 56-57
2.3.4. Тесты осцилляторной механики дыхания 57-59
2.4. Характеристика методов респираторной терапии 59-60
3. Результаты исследования и их обсуждение 61-103
3.1. Возможности и ограничения МФО 61-88
3.1.1. Воспроизводимость данных МФО 61 -63
3.1.2. Корреляции показателей МФО с показателями классической механики дыхания 63-69
3.1.3. Возможности МФО при дифференциальной диагностике дыхательных расстройств 69-87
3.1.3.1. Чувствительность и специфичность при ХОБЛ 69-81
3.1.3.2. Диагностические возможности МФО-исследования при искусственных и естественных условиях изменения механики дыхания 81-87
3.1.4. Резюме 87-88
3.2. Трехкомпонентная оценка дыхания в раннем послеоперационном периоде 88-94
3.2.1. Оценка максимального усилия дыхательных мышц 90-91
3.2.2. Исследование механических свойств с помощью МФО и других тестов 91-92
3.2.3. Оценка центральной инспираторной активности 92-93
3.2.4. Резюме 93-94
3.3. Функция внешнего дыхания на 5-8 сутки после операции 94-97
3.4. Влияние продолжительности операции на восстановление функции дыхания 97-98
3.5. Эффективность различных видов респираторной терапии по результатам функциональной оценки дыхания 98-103
3.5.1. Результаты оценки эффективности побудительной спирометрии и других видов респираторной терапии после абдоминальных операций 99-100
3.5.2. Результаты оценки эффективности побудительной спирометрии и других видов респираторной терапии после торакальных операций 100-103
4. Заключение 104-106
5. Выводы 107
6. Практические рекомендации 108-110
7. Список литературы
- Обструкция верхних дыхательных путей
- Стандартизация условий работы
- Корреляции показателей МФО с показателями классической механики дыхания
- Результаты оценки эффективности побудительной спирометрии и других видов респираторной терапии после абдоминальных операций
Обструкция верхних дыхательных путей
Раннее ЭЗДП. Вместе с тем оценку раннего ЭЗДП во время общей анестезии и послеоперационном периоде достаточно трудно осуществить функциональными методами, поскольку большинство из них предполагает активное сотрудничество пациента при процедуре исследования. В частности, наиболее распространённое исследование ЭЗДП, основанное на анализе экспираторной нитрографии, требует выполнения максимального по объёму выдоха с относительно небольшой и постоянной скоростью выдыхаемого потока [29, 30]. Разумеется, данное условие невыполнимо не только во время операции под наркозом, но и в ближайшем послеоперационном периоде у больных с повреждением основных экспираторных мышц, например после лапаротомии. С другой стороны, использование активного аппаратного выдоха для записи экспираторной нитрографии делает сложным последующее сопоставление этих данных с предоперационными данными, полученными при естественном выдохе. Это один из примеров объективных сложностей функциональной оценки послеоперационных пациентов.
Во время операции, выполняемой под общей анестезией, развитие ЭЗДП связано в первую очередь с одномоментным снижением ФОБ [170, 197]. Известно, что уровень ФОБ влияет на радиально направленные силы, поддерживающие просвет воздухоносных путей снаружи. Резкое снижение ФОБ может быстро приводить к обструкции части дыхательных путей и полной изоляции соответствующей части альвеол от внешней среды [158].
Чтобы не было ведущим - снижение ФОБ или увеличение ЕЗЛ -происходит уменьшение резерва ФОБ, который при усугублении патологического процесса может стать отрицательной величиной. По убыванию положительного РФОЕ или, в наиболее опасных случаях, по нарастанию отрицательного РФОЕ можно судить о раннем ЭЗДП [9, 10, 29, 30].
Формирование ателектазов. Ателектазы обнаруживаются примерно у 90% больных, оперированных под общей анестезией [24, 41, ПО, V89]. Неблагоприятное действие на газообмен ограниченного спадения альвеолярной ткани может усиливаться при подавлении гипоксическои вазоконстрикции ингаляционными анестетиками [126, 192]. В конечном счёте следствием ателектазирования может стать патологически высокий шунт и гипоксемия, резистентная к оксигенотерапии. Помимо этого, спавшиеся участки лёгкого склонны к инфицированию - лихорадку в первые три дня после полостных операций обычно связывают с возникновением ателектазов [47, 148, 177]. Таким образом, исследование причин образования ателектазов и поиск методов их устранения приобретает серьёзное клиническое значение [56, 68, 99, 115,148,176].
Во время наркоза ателектазы в среднем поражают 5-15% исходного объёма лёгких [33, 41]. Отмечается, что образование ателектазов часто не зависит от того, какая вентиляция лёгких - спонтанная или искусственная -проводится во время наркоза [56, 170].
Существует две точки зрения на то, что является ведущим механизмом образования ателектазов. Причём обе точки зрения опираются на одну и ту же объективную характеристику процесса - месторасположение ателектазов. Так, согласно одной точке зрения типичной локализацией ателектазов во время наркоза являются базальные, т.е. прилежащие к диафрагме, зоны лёгких [24, 68, ПО, 170]. Считается, что такое местоположение ателектазов обусловлено локальным компрессионным действием органов живота, которое во время наркоза перестаёт уравновешиваться действием диафрагмы. Последняя теряет значение активного буфера в результате действия анестетиков или нейромышечной блокады. Сторонники преимущественно компрессионного механизма образования ателектазов часто ссылаются на работу P.Lindberg, в которой было показано, что при проведении анестезии кетамином, не обладающего угнетающим действием диафрагму, ателектазы не образуются [110].
Согласно второй точке зрения, подтверждённой материалами нескольких исследований, ателектазы имеют другую типичную локализацию — нижележащие («зависимые») зоны лёгких, и это, как предполагают исследователи, также свидетельствует об определённой закономерности их образования [41, 158, 192]. Считается, что в основе предполагаемой закономерности лежит распространение динамической обструкции дыхательных путей, иными словами - раннее ЭЗДП. Динамическая обструкция развивается преимущественно в нижележащих отделах лёгких (где внутриплевральное давление наибольшее вследствие вертикального градиента), поэтому ателектазы поражают именно эти отделы лёгких.
Полная или частичная изоляция альвеол от внешней среды может быть также связана обструкцией дыхательных путей мокротой, кровью или инородным телом. Однако эти причины обструкции встречаются в интраопера-ционном периоде значительно реже, чем раннее ЭЗДП, и, в отличие от последнего, имеют скорее субъективные (во время не распознанная внутри-бронхиальная интубация, необеспеченная изоляция оперируемого лёгкого и т.д.), чем объективные предпосылки возникновения.
Следует отметить, что раннее ЭЗДП, приводящее к полной обструкции части дыхательных путей, можно отнести к достаточным условиям возникновения абсорбционных ателектазов. Однако помимо раннего ЭЗДП, во время операции и наркоза присутствует дополнительный фактор коллабирова-ния альвеолярной ткани. Этим фактором является различие между двумя газовыми средами - альвеол и венозной крови, которая к этим альвеолам притекает. По мнению О.Акса, выраженность различий газовых сред напрямую влияет на скорость ателектазирования [33]. Итак, если местоположение и площадь абсорбционных ателектазов, вероятнее всего, определяются выраженностью и топографическими особенностями распространения раннего ЭЗДП в лёгких, то скорость их образования зависит от разницы газовых сред изолированных от внешней среды альвеол и венозной крови.
Стандартизация условий работы
Полученные коэффициенты свидетельствуют о низкой вариабельности показателей общего сопротивления (Z5) и резистивного импеданса (R5, R10, R20) и об умеренно повышенной вариабельности показателя реактанса (Х5). Следует отметить, что напрямую зависящий от реактанса показатель резонансной частоты имеет низкую вариабельность.
В первой строке численных данных расположены средние значения коэффициентов вариации, полученные в ходе пяти измерений, выполненных подряд с интервалом всего несколько минут. Полученная таким образом внутрииндивидуальная вариабельность обусловлена, во-первых, технической погрешностью метода (точность измерения давления и потока, эффективность фильтрации помех), во-вторых, особенностями адаптации дыхательной системы пациента к дыханию через аппарат и, в-третьих, физиологическими изменениями состояния верхних воздухоносных путей (колебания диаметра голосовой щели, положения языка и т.п.).
Сравнение коэффициентов вариации МФО с вариабельностью измерений других тестов (плетизмография, метод прерывания потока) свидетельствует в целом о невысокой погрешности метода, что в определённой степени можно объяснить использованием программного фильтра - функции когерентности (coherence), чувствительной к искажениям, вносимым шумом спонтанного дыхания и нелинейными механическими характеристиками. Хотя в лабораторных условиях пороговое значение когерентности обычно принимают не менее 0,95, в клинических условиях, и в особенности в условиях МКС, соответствовать такому строгому стандарту практически невозможно. По нашим данным, для низкочастотных показателей приемлема когерентность 0,6 и выше, для высокочастотных - 0,8 и выше.
Между тем средние коэффициенты вариации повторенных через короткий интервал измерений позволяют установить критерии значимости различий этих измерений. Без этого не обойтись при оценке, во-первых, бронхиальной гиперчувствительности, во-вторых, медикаментозной обратимости дыхательной обструкции. И то, и другое подразумевает сравнение двух измерений, выполненных через небольшой промежуток времени. С учётом принятых в современной статистике стандартов, о достоверно различающемся результате повторного измерения можно говорить, если в процентом отношении этот результат отличается от первоначального не менее 1,96 коэффициента вариации (т.е. для показателя Z5 повторный результат, чтобы считаться существенно отличным, должен быть больше или меньше на 6,5 х 1,96 = 12,7% и более от исходного значения) [68, 92]. (%) 1А =»= , IZ,J ZZ,D З: І І, ± І/,Z Полученные нами данные согласуются с результатами других исследований [54, 61, 68, 162], в которых установлена эффективность показателя R5 как инструмента оценки кратковременных изменений состояния дыхательной системы.
Последняя строка таблицы 2 - это средние коэффициенты вариации при повторных исследованиях, выполненных с интервалом более 24 часов. Кроме перечисленных выше факторов, на разброс данных повлияли длительные (межсуточные и большей периодичности), естественные колебания функционального состояния дыхательной системы, поэтому коэффициенты в этой строке несколько больше, чем в предыдущей. Их клиническое значение в том, что они дают возможность установить существенность различий для изолированных по времени измерений. Между тем расчёт норм для однократных измерений (например для скрининговых исследований) основывается, главным образом, на широкомасштабной оценке межиндивидуальной вариабельности. В рамках настоящей работы такая оценка не проводилась.
В целом можно констатировать, что МФО продемонстрировал удовлетворительную воспроизводимость результатов измерений в группе здоровых людей. По данным ряда исследований внутрииндивидуальная вариабельность показателей МФО у больных бронхиальной астмой незначительно превышает вариабельность у здоровых людей [142].
Понимание технологии изучаемого метода, как правило, не позволяет априори определить оптимальную область применения данного метода. Известно, что в арсенале МФО - возможность измерения общего дыхательного сопротивления — импеданса, резистивного компонента, реактанса, резонансной частоты и целого ряда производных параметров. Что же из этого перечня может быть действительно полезным для клинической практики? На какие преимущества метода следует полагаться клиницисту? Найти ответы на эти вопросы может помочь анализ корреляций, чувствительности и специфичности метода. Перейдём сначала к анализу корреляций.
Аэродинамическое сопротивление. Данные МФО проявляют достоверно высокую корреляцию с данными плетизмографии всего тела - метода, который принято считать «золотым стандартом» при измерении сопротивления дыхательных путей (Raw) (таблица 4).
Корреляции показателей МФО с показателями классической механики дыхания
Ввиду отсутствия требований к сотрудничеству больного, МФО может применяться в течение любого момента периоперационного периода. При этом метод пригоден для дифференциальной диагностики дыхательных нарушений, в частности обструктивных нарушений различного уровня. Выполненное нами экспериментальное исследование показало, что дифференциальная диагностика должна базироваться на комплексном анализе таких показателей МФО, как R5, R20, R5-R20, Х5.
Трёхкомпонентная оценка дыхания в раннем послеоперационном периоде Предложенная на кафедре анестезиологии-реаниматологии ПетрГУ методика неинвазивной одномоментной оценки трёх компонентов дыхательной системы - центральной регуляции дыхания, дыхательных мышц и механики дыхательной системы, взаимодействие которых полностью определяет вентиляционную функцию дыхания, способна обеспечить целостное представление о состоянии дыхательной системы в послеоперационном периоде.
Трёхкомпонентная модель включает в себя исследование центральной регуляции дыхания и дыхательных мышц путём измерения окклюзионного давления в дыхательных путях в первые 100 миллисекунд вдоха и при попытке максимального вдоха и выдоха, а также оценку механических свойств с помощью записи кривой «поток-объём максимального выдоха» (ПОМВ).
Вместе с тем само понятие модель означает универсальную конструкцию какого-либо реального явления (в данном случае — дыхательной недостаточности). В отличие от теоретической конструкции, методы, обеспечивающие использование модели на практике, допустимо варьировать, адаптируя использование модели к конкретным условиям. Проанализируем опыт применения одного из методов, с помощью которого трёхкомпонентная модель реализуется при проведении комплексной оценки дыхания.
В раннем послеоперационном периоде запись кривой ПОМВ может в ряде случаев стать невыполнимой задачей. Если учесть, что форсированный выдох обеспечивается, главным образом, сокращением мышц брюшной стенки, легко понять, почему запись кривой ПОМВ неэффективна у больных, перенесших лапаротомию. Можно также предположить, что оценка механики дыхания с помощью петли ПОМВ будет недостаточно информативной в раннем послеоперационном периоде: по ней нельзя судить об увеличении механической нагрузки на дыхательную систему или степени снижения ФОЕ, хотя вероятность такого рода изменений механических свойств в связи с операцией и наркозом весьма высока.
Несмотря на перечисленные ограничения трёхкомпонентной модели оценки дыхания, использующей запись кривой ПОМВ в качестве единствен 90
ного инструмента исследования механических свойств, положительный опыт применения такой оценки у послеоперационных больных существует [15]. Остаётся стимул и для преодоления упомянутых выше ограничений.
При сохранении общей конструкции и соблюдении принципа неинва-зивности входящих в трёхкомпонентную модель функциональных методов эффективность применения данной модели можно повысить за счёт включения в неё новых методик. Кроме увеличения информативности, использование принципиально новых или усовершенствованных традиционных методов функциональной диагностики может способствовать достижению большей надёжности получаемой информации. Рассмотрим имеющиеся данные по применению методик, основанных на измерении окклюзионного давления в дыхательных путях.
Сразу после экстубации у послеоперационных больных были выявлены изменения трёх компонентов функции дыхания: центральной инспираторной активности, функции дыхательных мышц и механических свойств.
Оценка максимального усилия дыхательных мышц Оценка максимального усилия вдоха и выдоха показала существенное ухудшение функции дыхательных мышц. При лапароскопической холеци-стэктомии экспираторные мышцы получают прямые повреждения вследствие проколов передней брюшной стенки троакаром. Функция мышц вдоха, центральное место в которой занимает функция диафрагмы, страдает вторично - в результате рефлекторного угнетения, возникающего в связи с локальной травмы брюшины. Как полагают, боль не имеет в этом случае приоритетного значения [171, 172].
Ослабление функции дыхательных мышц обычно сохраняется в течение 48 часов после операции [171]. По данным N.Siafakas, нарушение функции дыхательных мышц после абдоминальных операций открытым доступом выражено сильнее и сохраняется более продолжительное время, чем после лапароскопических [172].
Считается, что в большинстве случаев спонтанная нормовентиляция обеспечивается при уровне максимального усилия вдоха, превышающем 20 см Н20 [83]. Однако очевидно, что оценка возможности спонтанной нормо-вентиляции должна опираться не только на оценку состояния активного компонента дыхательной помпы (нейромышечного аппарата), но и на оценку механической нагрузки, противостоящей активности мышц.
Измерения, выполненные с помощью МФО, свидетельствуют,счто сразу после экстубации больных, перенесших лапаротомию или струмэктомию, общий импеданс дыхательной системы и резистивный импеданс существенно увеличены (таблица 15). Отметим, что реактанс остался на предоперационном уровне.
Результаты оценки эффективности побудительной спирометрии и других видов респираторной терапии после абдоминальных операций
Продолжительность хирургического вмешательства можно, в определённой мере, связывать с объёмом этого вмешательства, а следовательно, и со степенью механического воздействия на систему дыхания. Но такая закономерность может быть свойственна лишь определённым видам оперативных вмешательств, в частности полостным операциям. Между тем нельзя исключить, что негативный эффект продолжительности операции может быть обусловлен длительным наркозом, ИВЛ и другими факторами. В тех исследованиях, где рассматриваются не только полостные операции, и объектом изучения является не динамика функциональных показателей, а непосредственно риск дыхательных осложнений, как правило, приводится цифра 2 часа [73, 198, 202]. В целом можно заключить, что при решении вопроса о целесообразности проведения респираторной терапии необходимо учитывать такой фактор как длительность перенесённого оперативного вмешательства.
Эффективность различных видов респираторной терапии по результатам функциональной оценки дыхания Выводы об эффективности респираторной терапии, сделанные на основании анализа функциональных показателей, могут в некоторой степени от 99 личаться от выводов, исходящих из анализа частоты дыхательных осложнений. Однако противопоставлять эти два варианта оценок было бы неправильно. Для того чтобы прийти к окончательным выводам об эффективности терапии, нередко в одном исследовании совмещают оба варианта оценок. Подход, применённый в настоящей работе, опирается на проспективное исследование функции дыхания.
Вместе с тем следует отметить, что оценка по функциональным показателям обычно не требует такой мощности исследования для получения статистически достоверных результатов, как оценка по частоте осложнений. Это делает её удобной для проведения предварительных - «пилотных» исследований. Мы же воспользовались этим преимуществом, чтобы обеспечить возможность сравнения нескольких относительно немногочисленных групп послеоперационных больных, получающих различные виды респираторной терапии.
У больных, респираторная терапия которых включала ингаляции и ПДКВ, функциональные показатели статических (ФОБ, ОЕЛ, ЖЕ Л) и динамических объёмов лёгких (FEV1) на 5-8 послеоперационные сутки остались на более низком уровне, чем до операции. В отличие от этого, у больных, выполнявших побудительную спирометрию (ПС), соответствующие функциональные показатели восстановились за тот же период до своих исходных - предоперационных значений. Вероятно, такой эффект был достигнут за счёт тренировки дыхательных мышц (в особенности диафрагмы), которую обеспечивает ПС, но не могут обеспечить ни ПДКВ, ни ингаляции. По мнению большинства специалистов, только при восстановлении функции дыхательных мышц может быть достигнуто стойкое восстановление лёгочных объёмов [87, 179, 180, 193]. Действительно, любые спонтанные действия, препятствующие образованию и сохранению ателектазов - кашель, «вздохи» и т.п., подразумевают активную функцию дыхательных мышц - как вдоха, так и выдоха.
На 5-8 сутки после резекции лёгкого мы не смогли отметить существенных различий между динамикой основных показателей ФВД у пациентов, выполнявших ПС, и у пациентов, получавших сеансы дыхания с ПДКВ и ингаляции. И в том, и в другом случае функция дыхания оказалось значительно скомпрометирована в рассматриваемые послеоперационные сроки (таблица 23). Единственным исключением является динамика фактора Крофа (TLCO/Va). В случае применения режима ПДКВ и ингаляций отрицательная динамика предоперационного значения фактора Крофа статистически достоверна. В группе, где использовалась ПС, фактор Крофа также подвергся отрицательной динамики, но в данном случае динамика оказалась менее выраженной и статистически недостоверной.
Фактор Крофа определяется площадью нормально функционирующей альвеолярной ткани. Поэтому предоперационное значение фактора не могло включать в себя резецируемые впоследствии и нефункционирующие участки, представлявшие собой фиброателектаз. Из этого можно сделать вывод, что послеоперационное снижение фактора связано с ателектазированием прежде здоровой лёгочной ткани. Статистическая обработка данных по фактору Крофа позволяет предположить, что применение ПС для разрешения послеоперационных ателектазов может иметь некоторое преимущество в сравнении с другими респираторными методами. Однако этот вывод нуждается в подтверждении, в том числе и рентгенологическим методами.
Характеризуя динамику послеоперационных показателей механики дыхания в целом, можно заключить: во-первых, изменения дыхания у прооперированных на лёгких больных столь выражены, что не могут быть устранены современными респираторными методами в течение 5-8 послеоперационных суток, во-вторых, не один из применявшихся методов не имеет существенного преимущества перед другими.
Наши выводы согласуются с результатами других исследований [144, 184]. Так, R.Gosselink не обнаружил отличий в динамике послеоперационных функциональных показателей и частоте дыхательных осложнений при включении в респираторную терапию больных, перенесших торакальные операции, побудительной спирометрии [80]. Это исследование также показало, что после операций на лёгком и пищеводе существенное ослабление ФВД сохраняется, как минимум, через три недели после вмешательства.
Отсутствие существенных преимуществ ПС в сравнении с другими видами терапии можно связать с особенностями восстановления функции ин-спираторных мышц после торакальных операций. ПС оказывает положительный эффект на механические свойства лёгких через активизацию мышц вдоха. Следовательно, нормализация функции инспираторных мышц имеет критическое значение для успеха подобного рода терапии. Между тем в отличие от абдоминальных операций, после которых функция диафрагмы восстанавливается обычно в течение первых двух послеоперационных суток, операции на лёгком приводят, как правило, к длительной (до 4 недель и более) дисфункции диафрагмы [180]. В конечном счёте, длительный период восстановления дыхательных мышц может обуславливать отсутствие быстрого положительного эффекта от ПС после торакальных операций.
