Введение
Пандемия новой коронавирусной инфекции (COVID-19), вызываемой вирусом SARS-CoV-2, ставит перед мировыми системами здравоохранения много вопросов и задач. Течение новой коронавирусной инфекции отличается от течения известных ранее заболеваний, потому необходим поиск новых подходов и методов лечения.
По данным мировой статистики, от 14% до 33% случаев заболевания протекают в тяжелой форме с потребностью в кислородотерапии, а 5% случаев — в крайне тяжелой форме. Тяжелая форма COVID-19 представляет собой вирусную пневмонию в сочетании с острым респираторным дистресс-синдромом (ОРДС) [1, 2].
Развитие ОРДС у больных с тяжелой формой становится показанием к применению инвазивной искусственной вентиляции легких (ИВЛ), при этом параметры ИВЛ становятся более жесткими. Для обеспечения адекватного газообмена пиковое давление в легких повышают более 30 см вод.ст., что приводит к развитию баротравмы, внося дополнительный вклад в фиброзирование и рубцевание альвеолярной ткани. В результате возникает проблема вынужденной ятрогении на фоне патогномоничных изменений в легких [3]. Интенсивная регуляция параметров газообмена приводит к развитию баротравмы, притом что легочная ткань изначально подвержена характерным патологическим процессам [4]. Фундаментальные исследования показывают, что повторяющееся перерастяжение или спадание альвеол при каждом дыхательном цикле может вызывать локальное и системное воспаление [5—8].
В настоящее время для обеспечения адекватного газообмена используют метод вено-венозной экстракорпоральной мембранной оксигенации (В-В ЭКМО). Это позволяет компенсировать дыхательную недостаточность, не задействуя легкие [9]. Однако проблема восстановления структуры и нормального функционирования легочной ткани остается актуальной.
Чтобы избежать и/или уменьшить последствия использования жестких параметров механической вентиляции легких, было решено дополнительно применять метод высокочастотной осцилляторной вентиляции аппаратом для интрапульмональной перкуссионной вентиляции легких IPV-2C (Percussionaire Corp., США) в составе комплексной респираторной терапии при ОРДС [10]. Как правило, в отделениях реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) метод интрапульмональной перкуссионной вентиляции легких (ИПВЛ) не используется для лечения ОРДС, но широко применяется в отделениях терапевтического профиля для лечения обструктивных заболеваний легких [11].
В нашем случаи мы демонстрируем эффективное применение ИПВЛ при ОРДС с положительным результатом — выздоровлением пациента с минимальными рестриктивными изменениями легочной ткани. Это связано со свойствами методики, воздействующей на поврежденные легкие и способствующей эвакуации вязкого секрета из трахеобронхиального дерева. Кроме того, применение ИПВЛ при ОРДС предотвращает ателектазирование воспаленных альвеол и баротравму легких, способствует выздоровлению пациентов.
При ИПВЛ высокочастотные перкуссионные импульсы в диапазоне 100—300 циклов в минуту, своеобразные «воздушные толчки», подаются в дыхательные пути с определенной частотой и накладываются на дыхательную волну, формируя низкочастотный дыхательный объем. Соответственно, при выборе частоты перкуссионных импульсов мы получаем необходимые эффекты у пациентов с нарушенной диффузией О2, конвекцией СО2 и перфузионной везикулярной перистальтикой легких (рис. 1).
Рис. 1. Эффекты в зависимости от частоты перкуссий TRUE-IPV.
Легкое наполняется по этапам, постепенно достигается желательный уровень пикового положительного давления (колебательного равновесия), которое циклически поддерживается, позволяя пациенту спонтанно дышать с помощью программы колебаний. Внутрилегочное удержание давления в конце выдоха помогает поддерживать функциональную остаточную емкость (ФОЕ) между импульсами. В процессе программирования рекрутирования легких TRUE-IPV трахеоально-бронхиальное древо вентилируется в окружающую среду во время фазы циклического выдоха каждого доставленного субтидального объема при поддержании регулируемого постоянного положительного давления.
Это позволяет улучшить газообмен, повышая диффузию кислорода, при этом не увеличивая давление в дыхательных путях, таким образом, исключается вероятность баротравмы. Вместе с тем осуществляется рекрутирование (вовлечение в газообмен) альвеол легких, происходят мобилизация и эвакуация мокроты, усиление процессов диффузии и улучшение бронхиального кровотока и микроциркуляции структур легких, что позволяет улучшить ФОЕ, удаление CO2 (рис. 2).
Рис. 2. Диаграмма рекрутирования легких TRUE-IPV.
При сочетании двух методик, ЭКМО и ИПВЛ, снижается необходимость применения бронхолитиков и муколитиков, которые малоэффективны при ОРДС, в связи с особенностями респираторной поддержки, так как ИПВЛ улучшает поток выдыхаемого воздуха, открывая коллабированные дыхательные пути, тем самым способствуя эвакуации слизистого компонента трахеобронхиального дерева. Учитывая сложность лечения и восстановления больных после перенесенной новой коронавирусной инфекции (COVID-19) тяжелого течения, представляем описание клинического наблюдения и успешного применения методов ИПВЛ и ЭКМО у пациента (мужчины) 62 лет с крайне тяжелым течением новой коронавирусной инфекции (COVID-19) и развитием ОРДС.
Сложность клинической ситуации состояла в уже имеющемся у пациента на момент поступления в ФГБУ «ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна» ФМБА России ятрогенном повреждении легких, полученном в результате проводимой ранее респираторной поддержки. У пациента сформировались буллезная трансформация обоих легких, двусторонний гидропневмоторакс и пневмомедиастинум на фоне ОРДС. Заболевание протекало с развитием сепсиса, септического шока, полиорганной недостаточности. При поступлении пациента в ОРИТ было решено использовать интрапульмональную перкуссионную вентиляцию легких с традиционной ИВЛ и В-В ЭКМО, что в результате привело к клиническому выздоровлению пациента и направлению его на реабилитацию (таблица). На данный момент у пациента нет проявлений дыхательной дисфункции, он социализирован, ведет активный образ жизни.
Временная шкала течения заболевания пациента
| Период наблюдения | Симптомы | |
| От начала заболевания | 1-е сутки | Повышение температуры тела до 37,7°C, першение в горле, общая слабость |
| 3-и сутки | Ухудшение самочувствия, лихорадка до 38,8°C, положительный результат на SARS-CoV-2, внебольничная двусторонняя пневмония КТ1 вирусной этиологии, госпитализация | |
| В госпитале | 20-е сутки | Нарастание ДН, снижение сатурации до 85%, КТ ОГК — поражение легочной ткани до 90%, начато проведение НИВЛ, перевод в ОРИТ |
| 30-е сутки | Двусторонний пневмоторокс с коллабированием легкого, установка плевральных дренажей, сепсис, септический шок, интубация трахеи, перевод на ИВЛ | |
| 37-е сутки | Сепсис и септический шок сохраняются, полиорганная недостаточность, подключение к ЭКМО бригадой ФМБА, перевод в стационар ФМБА, подключение к ИПВЛ | |
| В стационаре ФГБУ «ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна» ФМБА России | 25-е сутки | ЭКМО завершена, восстановление газообменной функции, завершение ИПВЛ, разрешение сепсиса, стабилизация гемодинамики |
| 132-е сутки | Трахеостомическая трубка, дренажи и катетеры удалены, самостоятельное дыхание атмосферным кислородом,ЧДД 18—20 в мин, сатурация 93—94%, пациент выписан из стационара | |
Примечание. ДН — дыхательная недостаточность; КТ ОГК — компьютерная томография органов грудной клетки; НИВЛ — неинвазивная искусственная вентиляция легких; ОРИТ — отделение реанимации и интенсивной терапии; ЭКМО — экстракорпоральная мембранная оксигенация; ИПВЛ — интрапульмональная перкуссионная вентиляция легких; ЧДД — частота дыхательных движений.
Обсуждение
В современной научной литературе немного публикаций, касающихся применения высокочастотной ИПВЛ в комбинации с В-В ЭКМО при ОРДС, обусловленном инфекцией SARS-CoV-2. Практикующие врачи также используют этот метод нечасто.
Понимание клинического спектра COVID-19 основано на данных многих исследований. Основное внимание уделяется предотвращению потенциально опасных осложнений в виде дыхательной недостаточности и ОРДС. При вирусной пневмонии в легких обнаруживаются неоднородные очаги воспаления. Стандартные стратегии ИВЛ задействуют спавшиеся альвеолы и уменьшают неоднородность распределения объема легких. Но наличие у пациентов ОРДС параллельно с применением ИВЛ с агрессивными параметрами вызывает чрезмерное перерастяжение альвеол и провоцирует развитие баротравмы. При некоторых крайне тяжелых клинических случаях, когда механическая вентиляция легких была неэффективной, пациентам выполняли В-В ЭКМО. Несмотря на полное обеспечение газообмена с помощью ЭКМО и снижение жестких параметров вентиляции, период восстановления газообменной функции легких и начала адекватного самостоятельного дыхания у пациентов ОРИТ был длительным, с частыми исходами в виде тяжелой инвалидизации и высокой летальностью.
Поэтому в нашем Центре проводился постоянный поиск дополнительных методов, способствующих уменьшению респираторной поддержки и переходу к адекватному самостоятельному дыханию без грубых функциональных потерь легких. К таким методам относится ИПВЛ.
В представленном клиническом наблюдении на момент начала терапии ИПВЛ пациент получал лечение и находился на традиционной ИВЛ.
В ходе применения ИПВЛ наблюдается снижение жестких параметров ИВЛ в виде высокого давления на выдохе в дыхательных путях, пикового давления на вдохе у пациента до безопасных параметров с переходом на спонтанный режим вентиляции, увеличением дыхательного объема, стабилизацией гемодинамики.
Метод ИПВЛ является одним из вариантов высокочастотной вентиляции, в котором сочетается высокочастотная осцилляторная вентиляция с механической вентиляцией. Считается, что ИПВЛ имеет меньший риск баротравмы, а также улучшает оксигенацию по сравнению с одной только традиционной ИВЛ.
Мы часто сочетали ИПВЛ с традиционной ИВЛ, а в некоторых случаях даже полностью заменяли ИВЛ в попытке уменьшить повреждение легких пациентов с ОРДС. Мы начали применять ИПВЛ у пациентов с тяжелыми респираторными нарушениями и их последствиями в виде деструкции легочной ткани, рефрактерными к стандартной ИВЛ, на фоне проводимой В-В ЭКМО. Метод ИПВЛ подразумевает, что модальность вентиляции способна обеспечить 180—220 и более циклов в минуту субфизиологических дыхательных объемов. По сравнению с ИВЛ ИПВЛ может обеспечить эквивалентные или более высокие уровни оксигенации и вентиляции при более низком пиковом и среднем давлении в дыхательных путях, тем самым снижая риск повреждения легких, связанного с ИВЛ.
ИВЛ создает турбулентный поток газа в легких, поскольку требуется доставка большего объема газа за короткий промежуток времени. Напротив, высокочастотные ударные выбросы газа, производимые ИПВЛ, приводят к ламинарному паттерну газа, более эффективной и ускоренной доставке кислорода в альвеолы [12]. Конечным результатом этой эффективной формы газообмена являются усиленная оксигенация, вентиляция, рекрутирование альвеол и удаление легочного секрета и воспалительного элемента [13]. Преимущество ИПВЛ заключается в том, что метод не вызывает повреждений легких, связанных с ИВЛ, баротравму или нарушение гемодинамики, и поэтому мы считаем, что это следует учитывать при ОРДС у пациентов, находящихся на В-В ЭКМО.
В клиническом наблюдении мы демонстрируем наш опыт использования ИПВЛ как метода, который позволяет обеспечить перкуссионный субтидальный газообмен в дыхательных бронхиолах связанной мобилизацией альвеол, при этом поддерживая минимальное среднее повышение уровня интраторакального давления при выдохе для периферической стабилизации легких. Это создало условия для механической вентиляции и рекрутирования «периферического легкого», минимизации потенциала для искусственной баротравмы, что позволило увеличить дыхательный объем, улучшить газообмен легких, существенно ускорить отлучение от В-В ЭКМО.
Раньше, без применения ИПВЛ, отлучение от В-В ЭКМО, перевод на самостоятельное дыхание удавались в единичных клинических случаях и требовалось долгое пребывание пациентов в ОРИТ. ЭКМО представляет собой эффективный метод лечения пациентов, находящихся в критическом состоянии, с дыхательной и сердечной недостаточностью, у которых ИВЛ с максимальными небезопасными настройками и фармакологическая поддержка не дали желаемого результата. На фоне применения ИПВЛ нами наблюдалось усиление мобилизации и удаления трахеобронхиального секрета, процессов диффузии, улучшение бронхиального кровотока и микроциркуляции как следствие интенсификации процессов газообмена, устранение ограничений воздушного потока и «воздушных ловушек» (auto-PEEP, auto-ПДКВ). По данным инструментального скрининга, происходит постепенное нивелирование воспалительного процесса с умеренно выраженным фиброзированием легких.
Следует отметить, что в ряде клинических исследований показано отсутствие эффективности при использовании исключительно высокочастотной ИВЛ у больных с ОРДС в качестве монотерапии, так как это не снижало показатели смертности. Например, в исследовании OSCILLATE установлено отсутствие пользы и безопасности при раннем применении данного метода у больных с ОРДС, повышение показателей смертности [5], что могло быть связано с более высоким уровнем среднего давления в дыхательных путях и с более широким использованием седативных и вазоактивных препаратов, нервно-мышечных блокаторов, чего нет при проведении ИПВЛ.
В большинстве ситуаций применение высокочастотной ИВЛ позволяет добиться улучшения в случае критических нарушений дыхания, как минимум на некоторое время. Отсутствие эффекта, как правило, является следствием ошибочно выбранной стратегии дыхательной терапии, если не учтены полностью характер заболевания пациента, или технические характеристики прибора, или оба указанных фактора [14]. Неадекватно выбранная стратегия высокочастотной ИВЛ может привести к повреждению легких вследствие баротравмы и быстрому ухудшению состояния пациента. Наше клиническое наблюдение продемонстрировало, что применение ИПВЛ в качестве дополнительного метода лечения пациентов с ОРДС способствует скорейшему улучшению функции легких и переводу на самостоятельное дыхание.
Заключение
Комплексная терапия, включающая применение традиционной искусственной вентиляции легких, вено-венозной экстракорпоральной мембранной оксигенации и интрапульмональной перкуссионной вентиляции легких, оказывает положительное влияние на восстановление легочной ткани, предупреждая ее стойкое фиброзирование, и позволяет повысить эффективность дальнейшей реабилитации больных с тяжелым и крайне тяжелым течением инфекции COVID-19.
Известно, что экстракорпоральная мембранная оксигенация является ограниченным ресурсом со значительными затратами и рисками для пациента, поэтому следует использовать внедрение в лечение разработок, которые могут сократить продолжительность экстракорпоральной поддержки организма.
Однако необходимы дальнейшие исследования применения методики интрапульмональной перкуссионной вентиляции легких у пациентов с острым респираторным дистресс-синдром, получающих экстракорпоральную поддержку. На основании нашего опыта можно заключить, что метод интрапульмональной перкуссионной вентиляции легких вносит существенный вклад в улучшение газообменной функции легких, сокращение сроков применения экстракорпоральной мембранной оксигенации, скорейшую деканюляцию пациентов, у которых искусственная вентиляция легких изначально оказалась малоэффективной.
Участие авторов:
Концпция и дизайн исследования — Кругляков Н.М., Архипов Д.А.
Сбор и обработка материала — Карпова О.В., Альтшулер Н.Э., Зотова Д.Д.,
Написание текста — Кругляков Н.М., Архипов Д.А.
Редактирование — Кругляков Н.М., Архипов Д.А., Карпова О.В., Альтшулер Н.Э., Зотова Д.Д., Попугаев К.А., Губарев К.К., Киселев К.В.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.