Послеоперационные легочные осложнения у кардиохирургических больных относят к основным факторам общего операционного риска, увеличивающим длительность пребывания в стационаре, летальность и экономические затраты на лечение [1—4]. Большое значение в их развитии имеют обострения сопутствующей дооперационной патологии бронхолегочной системы, прежде всего хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), а также развивающиеся в периоперационном периоде ателектазы и вентилятор-ассоциированные пневмонии [5—9].
Ателектазированию легочной ткани могут способствовать особенности оперативного вмешательства — травма легкого при кардиохирургических операциях, необходимость однолегочной вентиляции, вскрытие плевральных полостей, пневмоторакс, повреждение диафрагмальных нервов с развитием пареза диафрагмы и др. Имеют значение такие неблагоприятные факторы, как длительное положение на спине, прекращение вентиляции и перфузии легких во время искусственного кровообращения (ИК), нарушение каркаса грудной клетки, болевой синдром [1, 3, 10—13].
В отделении интенсивной терапии восстановлению дренажной функции бронхов на этапе послеоперационной реабилитации больных придается важное значение. Для этой цели широко используется традиционный метод мануальной перкуссии грудной клетки с вербальной стимуляцией кашля на фоне компрессий грудной клетки. Однако этот метод требует существенных физических затрат и является оператор-зависимым. Остается нерешенным целый ряд вопросов, связанных с обучением медицинского персонала данной методике, введением в штат отделений реанимации специалистов по массажу, лечебной физкультуре и др.
В настоящее время применяют различные методы улучшения дренажной функции трахеобронхиального дерева с использованием специальных приспособлений и аппаратов: побудительная и нагрузочная спирометрия, вибрационный массаж с использованием специальных приборов, генерирующих виброакустический сигнал, или надувных жилетов, передающих осцилляторные колебания. Применение всех этих технологий направлено на облегчение клиренса дыхательных путей (ДП) и улучшение функции легких в различных клинических условиях [14—19].
Одним из направлений немедикаментозной респираторной реабилитации является осциллирующая PEP-терапия (positive expiratory pressure — положительное давление на выдохе), суть которой заключается в применении спиротренажера, создающего положительное давление и обратную осциллирующую волну на выдохе с частотой, близкой к частоте колебания ресничек эпителия трахеобронхиального дерева. Эти воздействия способствуют расправлению ателектазированных участков легких и более эффективному отхождению бронхиального секрета, что приводит к улучшению газообменной функции легких.
Цель исследования — оценка эффективности и безопасности осциллирующей РЕР-терапии в раннем послеоперационном периоде у кардиохирургических пациентов.
Материал и методы
В неинтервенционное проспективное одноцентровое аналитическое исследование включены 60 пациентов (47 мужчин и 13 женщин, средний возраст — 59,6±10,4 года) после плановых кардиохирургических реконструктивных операций, проведенных в ФГБНУ «РНЦХ им. акад. Б.В. Петровского» в 2020 г.
Пациентам выполнены следующие оперативные вмешательства: протезирование/пластика аортального или митрального клапанов, в том числе в сочетании с септальной миоэктомией в условиях ИК — 12 больных; протезирование двух клапанов сердца, в том числе в сочетании с пластикой клапана с ИК — 4 больных; пластические операции на клапанах с ИК — 4 больных; реконструктивные операции на аорте (операции Бенталла — де Боно, Дэвида, раздельное протезирование восходящего отдела аорты и аортального клапана) с ИК — 8 больных; операции Бенталла — де Боно, Дэвида в сочетании с протезированием дуги аорты с ИК и циркуляторным арестом — 3 больных; аортокоронарное шунтирование (АКШ) + маммарокоронарное шунтирование (МКШ) в сочетании с протезированием клапанов сердца, каротидной эндартерэктомией с ИК — 14 больных; АКШ+МКШ без ИК — 3 больных; бифуркационное аорто-бедренное шунтирование — 3 больных.
У 11 (18,3%) пациентов имелась сопутствующая патология дыхательной системы: атопическая бронхиальная астма — у 2 пациентов, ХОБЛ легкой степени — у 4 пациентов, хронический бронхит — у 3 пациентов, последствия перенесенной COVID-19-пневмонии — у 2 пациентов. Все заболевания были в стадии ремиссии.
Критерии включения: возраст старше 18 лет, самостоятельное дыхание после экстубации трахеи, ясное сознание и продуктивный контакт с пациентом, возможность поддержания адекватного газообмена на фоне ингаляции кислорода, адекватное обезболивание (≤2 баллов по 10-балльной визуально-аналоговой шкале боли (ВАШ)).
Критерии исключения: необходимость повторной интубации и ИВЛ, неинвазивной масочной вентиляции легких, высокопоточной оксигенотерапии, острое нарушение мозгового кровообращения, сердечная недостаточность (инотропный индекс >10), продолжающееся кровотечение, шоки различной этиологии, применение экстракорпоральных методов детоксикации, любые нервно-мышечные заболевания, пневмоторакс, гидроторакс или гемоторакс.
Операции проводили с использованием сбалансированной многокомпонентной анестезии (пропофол, мидазолам, кетамин, фентанил, севофлуран). Миоплегию осуществляли дробным введением пипекурония бромида. С целью защиты миокарда у 12 (25%) из 48 больных с ИК использовали кардиоплегический раствор «Кустодиол». В 75% случаев применяли кровяную кардиоплегию. После операции обезболивание проводили по следующей схеме: ацетаминофен 1 г в/в до 4 раз в сутки с добавлением трамадола 50—100 мг в/в или тримеперидина 20 мг в/м в зависимости от показателя ВАШ.
Оценивали влияние однократного сеанса осциллирующей РЕР-терапии на пассаж мокроты, показатели газообмена и вентиляционные показатели. Процедуру выполняли с помощью спиротренажера Acapella Duet (Smiths Medical Inc., США) через 10—12 ч после экстубации трахеи. Данное устройство состоит из пластиковой емкости овальной формы с загубником, внутрь которой помещена вибрационная мембрана, создающая на выдохе обратную осциллирующую волну с частотой 12—16 Гц, резонирующую с колебанием ресничек слизистой оболочки мелких бронхов. Кроме того, спиротренажер снабжен клапаном выдоха, позволяющим создавать положительное давление, которое в нашем исследовании устанавливали на уровне 50 мм вод.ст. Пациент под контролем врача-реаниматолога в положении сидя производил 3 максимально глубоких вдоха с 8-секундной задержкой на высоте вдоха для максимальной экскурсии диафрагмы и вентиляции нижних отделов легких. Далее больной выполнял 10—15 глубоких вдохов и выдохов. Продолжительность сеанса составляла 10 мин. Перед процедурой и через 20 мин после нее с помощью спирометра Coach-2 (Smiths Medical Inc., США) измеряли максимальную инспираторную емкость легких (МИЕЛ). Спирометрию выполняли после инструктажа и под руководством врача-реаниматолога следующим образом: пациент делал полный выдох, затем обхватывал губами загубник, далее медленно выполнял максимально глубокий вдох. Проводили три последовательных измерения, на основании которых вычисляли средний показатель МИЕЛ. Перед сеансом и через 20 мин после его окончания при дыхании атмосферным воздухом регистрировали насыщение крови кислородом по пульсоксиметру (SpO2) и на аппарате GEM 4000 PREMIER (IL Werfen, Instrumentation Laboratory) в пробах артериальной крови измеряли pH, SaO2, PaO2, PaCO2; рассчитывали индекс PaO2/FiO2, кислородную емкость крови (CaO2), альвеолярно-артериальное соотношение по кислороду (PaO2/PAO2), внутрилегочное шунтирование крови (Qs/Qt). Эффективность отхождения мокроты при кашле до и после сеанса оценивали в баллах: 0 баллов — отсутствие или скудное отхождение мокроты, 1 балл — продуктивное поступление мокроты.
Статистический анализ выполнен с помощью программ Statistica 10.0 и StatTech v. 1.2.0. Полученные в ходе исследования результаты были оценены согласно закону нормального распределения в соответствии с критерием Шапиро—Уилка (при количестве наблюдений менее 50). При нормальном распределении данных использовали t-критерий Стьюдента, при ненормальном распределении — критерий Уилкоксона. В зависимости от характера распределения данные представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение (M±SD) или медианы с 10-м и 90-м процентилями (Me [10—90]). Частоту явлений в группе оценивали на основании точного критерия Фишера. Для сравнения нормальных показателей в связанных совокупностях использовали тест McNemar. Статистически значимыми считали показатели при p<0,05.
Результаты
У подавляющего большинства пациентов до осциллирующей РЕР-терапии были зафиксированы затруднения эвакуации бронхиального секрета и неэффективность кашлевых усилий. После сеанса пассаж мокроты значительно улучшился, о чем свидетельствует достоверное увеличение (более чем в 8 раз, p<0,001) числа больных с продуктивным отхождением мокроты (табл. 1, 2). МИЕЛ почти у половины пациентов до сеанса была в диапазоне низких значений (200—800 мл) и только у 8,3% больных превышала 1500 мл. После сеанса прирост МИЕЛ составил в среднем 38,9% (p<0,001), а число больных с МИЕЛ >1500 мл достоверно увеличилось до 28,3%, то есть в 3,4 раза. Отсутствие прироста МИЕЛ после сеанса отмечено только у 2 (3,3%) пациентов.
Таблица 1. Эффективность отхождения мокроты до и после сеанса осциллирующей PEP-терапии.
| Отхождение мокроты | До сеанса | После сеанса | p-критерий |
| 0 баллов, n (%) | 56 (93,3) | 28 (46,7) | <0,0001 |
| 1 балл, n (%) | 4 (6,7) | 32 (53,3) | <0,001 |
| Средний показатель | 0,07±0,25 | 0,62±0,6 | <0,001 |
Таблица 2. Изменение максимальной инспираторной емкости легких (МИЕЛ) до и после сеанса осциллирующей PEP-терапии
| МИЕЛ | До сеанса | После сеанса | p-критерий |
| 200—500 мл, n (%) | 15 (25,0) | 0 | 0,0006 |
| >500—800 мл, n (%) | 12 (20,0) | 22 (36,7) | 0,003 |
| >800—1200 мл, n (%) | 21 (35,0) | 9 (15,0) | 0,0001 |
| >1200—1500 мл, n (%) | 7 (11,7) | 12 (20,0) | 0,012 |
| >1500 мл, n (%) | 5(8,3) | 17 (28,3) | 0,301 |
| Средний показатель, мл | 900 [500—1500] | 1250 [600—2200] | <0,001 |
Медианы таких показателей газообмена, как SaO2, PaO2, индекс p/f, PaCO2, до процедуры находились в пределах нормальных значений (табл. 3). После сеанса осциллирующей РЕР-терапии отмечали некоторое улучшение оксигенирующей функции легких, о чем свидетельствует достоверный прирост среднего показателя насыщения артериальной крови кислородом по пульсоксиметру — с 93% до 96% (p<0,001). Этот показатель не изменился у 6 (10,0%) пациентов, причем у них не было отмечено и улучшения пассажа мокроты. После сеанса также отмечено достоверное уменьшение альвеолярно-артериального соотношения по кислороду (p<0,01). Показатели внутрилегочного шунтирования крови, pH и CaO2 достоверно не изменялись.
Таблица 3. Динамика газового состава артериальной крови при осциллирующей PEP-терапии
| Параметр | До сеанса PEP-терапии | После сеанса PEP-терапии | p-критерий |
| pH | 7,45 [7,41—7,47] | 7,44 [7,4—7,48] | 0,11 |
| SpO2, % | 93 [90—96] | 96 [92—98] | 0,001 |
| PaCO2, мм рт.ст. | 37 [33,5—42] | 38 [33,5—42] | 0,88 |
| РаО2, мм рт.ст. | 71,5 [62—87,5] | 75 [62,5—84,3] | 0.27 |
| Индекс p/f, мм рт.ст. | 323 [297—405] | 342 [297—402] | 0,80 |
| PaO2/PAO2 | 0,72±0,12 | 0,67±0,14 | 0,01 |
| Qs/Qt, % | 14,5±6,7 | 13,9±6,6 | 0,38 |
| CaO2, об. % | 12,9±6,6 | 13,6±3,6 | 0,11 |
Нами была выделена группа из 11 (18,3%) больных с сопутствующими респираторными заболеваниями вне стадии обострения. При сравнении этой группы с больными, у которых в анамнезе отсутствовали респираторные заболевания (n=49), мы получили следующие результаты (табл. 4).
Таблица 4. Динамика газообмена и МИЕЛ в зависимости от наличия сопутствующей патологии дыхательной системы
| Показатель | Сопутствующая патология дыхательной системы | p-критерий* | |
| отсутствие (n=49) | наличие (n=11) | ||
| SpO2 (%) до PEP-терапии | 94,5±2,5 | 92,1±2,2 | 0,041 |
| SpO2 (%) после PEP-терапии | 95,0±2,0 | 94,7±1,8 (p=0,011)** | 0,53 |
| МИЕЛ (мл) до PEP-терапии | 945 (450—1600) | 783±392 | 0,12 |
| МИЕЛ (мл) после PEP-терапии | 1200 (600—2200) (p=0,0001)** | 1129±650 (p=0,005)** | 0,09 |
| PaO2/PAO2 до PEP-терапии | 0,72±0,11 | 0,65±0,07 | 0,048 |
| PaO2/PAO2 после PEP-терапии | 0,70±0,13 | 0,59±0,12 (p=0,001)** | 0,037 |
Примечание. * — сравнение между группами; ** — внутригрупповое сравнение.
У больных с сопутствующей респираторной патологией до начала осциллирующей РЕР-терапии выявлено снижение артериальной оксигенации по показателям SpO2 и PaO2/PAO2, а после сеанса в отличие от пациентов без респираторных заболеваний отмечался достоверный прирост SpO2 и увеличение МИЕЛ в среднем на 44,2% при достоверном снижении альвеолярно-артериального соотношения по кислороду.
Мы также проанализировали изменение количества пациентов с дыхательной недостаточностью (ДН) (SpO2<92%) до и после осциллирующей РЕР-терапии (табл. 5).
Таблица 5. Частота случаев дыхательной недостаточности до и после сеанса осциллирующей PEP-терапии
| Показатель | До сеанса PEP-терапии | После сеанса PEP-терапии |
| SpO2≥92%, n (%) | 33 (55,0) | 53 (88,3) |
| SpO2<92%, n (%) | 27 (45) | 7 (11,7) |
Обнаружено, что осциллирующая РЕР-терапия приводила к снижению числа больных с ДН в 3,86 раза (p=0,0015). Кроме того, у больных с ДН прирост МИЕЛ составил в среднем 44,9% (p=0,005), а у больных без ДН — 21,3% (p=0,001).
Обсуждение
Проблема профилактики легочных осложнений и респираторной реабилитации после кардиохирургических операций является актуальной, однако применение физиотерапевтических методов, направленных на очищение ДП у пациентов с усиленной продукцией мокроты и бронхо-обструктивным синдромом, описано у больных терапевтического профиля [16, 20, 21].
Имеется небольшое число публикаций о применении побудительной спирометрии, внешних высокочастотных компрессионных устройств (жилетов) или специальных вибрационных аппаратов, действие которых направлено на очищение дыхательный путей за счет принудительных высокочастотных малоамплитудных колебаний грудной клетки. Эти устройства демонстрируют эффективность в профилактике и лечении ателектазирования легочной ткани после различных оперативных вмешательств, прежде всего кардиохирургических и торакальных [10, 15, 22, 23].
PEP-терапия, которую проводят с помощью различного типа устройств, создающих положительное давление на выдохе и вибрационные колебания, была разработана в конце прошлого века в качестве альтернативы другим физиотерапевтическим процедурам [24]. В литературе описаны различные модификации устройств для РЕР-терапии, которые различаются по величине устанавливаемого давления выдоха, диаметру резистора, частоте обратной пульсирующей волны и другим характеристикам [22, 25—28].
Небольшие клинические исследования у больных после АКШ и торакальных операций показали улучшение трахеобронхиального клиренса и комфорта пациентов в результате PEP-терапии по сравнению со стандартными методами физиотерапии, что достигается за счет прироста МИЕЛ и увеличения насыщения крови кислородом и связано, скорее всего, с улучшением дренажной функции легких [10, 15, 17, 22, 29]. Наше исследование продемонстрировало возможность использования данной методики у более широкого спектра кардиохирургических больных, в том числе после протезирования клапанов сердца и операций на торакоабдоминальном отделе аорты.
Учитывая то, что более чем у половины (53,3%) обследованных нами больных отмечалась положительная динамика отхождения мокроты после сеанса, можно говорить о положительном влиянии РЕР-терапии на пассаж бронхиального секрета. Наши результаты согласуются с данными других авторов, показавших комфортность, безопасность и эффективность данной технологии [22, 30]. Эти эффекты близки к полученным при использовании виброжилетов и вибромассажеров, вызывающих фрагментирование бронхиального секрета, облегчающих его эвакуацию и способствующих улучшению газообмена как у оперированных больных, так и у пациентов с хронической бронхоэктатической болезнью и обструктивной болезнью легких [14, 20, 21]. Полученный нами прирост уровня насыщения крови кислородом по пульсоксиметрии и снижение альвеолярно-артериального соотношения по кислороду при увеличении МИЕЛ также можно объяснить улучшением проходимости дыхательных путей и увеличением объема вентилируемых альвеол.
Исследования проводили в ближайшие часы после больших кардиохирургических операций, продленной ИВЛ и экстубации трахеи, когда выполнить полноценную спирометрию не представляется возможным. В качестве метода оценки влияния процедуры стимуляции кашля на функцию внешнего дыхания мы использовали измерение МИЕЛ с помощью побудительного спирометра. Полученные нами данные о значительном увеличении максимальной инспираторной емкости легких после РЕР-терапии — в среднем на 38,9% и возрастании количества больных с МИЕЛ>1500 мл в 3,4 раза могут свидетельствовать об увеличении объема вентилируемой легочной ткани. Известно, что сама по себе побудительная спирометрия при многократном ее применении оказывает положительное влияние на газообменную функцию легких [10, 15, 17, 22]. Так, M. Mathis и соавт. [3] показали высокую эффективность побудительной спирометрии как меры профилактики послеоперационного снижения оксигенирующей функции легких, обусловленного нарушением вентиляционно-перфузионного соотношения.
Нами обнаружено, что увеличение эффективности пассажа мокроты и улучшение показателей газообмена более выражены у пациентов, имеющих патологию респираторной системы. Это проявлялось в достоверном приросте насыщения артериальной крови кислородом и снижении альвеолярно-артериального соотношения по кислороду. Такой же положительный эффект осциллирующей PEP-терапии получен и у больных с послеоперационной ДН, о чем могут свидетельствовать зарегистрированные у них увеличение МИЕЛ на 44,9% и значительное (в 3,86 раза) снижение общего числа пациентов с ДН после сеанса.
Мы не зафиксировали ни одного нежелательного эффекта, связанного с использованием спиротренажера, у кардиохирургических больных. Это дает основание полагать, что создаваемая устройством внутренняя вибрация обеспечивает щадящую, а следовательно, менее травматичную и более безопасную мобилизацию секрета, чем наружная перкуссия грудной клетки или вибрационная терапия, так как при этом методе не происходит раздражения или травмирования грудной клетки и послеоперационной раны.
Выводы
1. Затруднения пассажа мокроты в ранние сроки после экстубации трахеи наблюдаются у 93,3% кардиохирургических больных. Даже однократный сеанс РЕР-терапии сопровождается значительным улучшением пассажа мокроты, о чем свидетельствует более чем 8-кратное увеличение числа пациентов с продуктивным кашлем.
2. Сеанс осциллирующей РЕР-терапии сопровождается значимым увеличением МИЕЛ и SpO2, что может свидетельствовать об увеличении объема вентилируемых альвеол.
3. Наиболее значимые изменения показателей газообмена после сеанса получены в группе пациентов с сопутствующими заболеваниями респираторной системы, что подтверждается достоверным увеличением SpO2, снижением альвеолярно-артериального соотношения и увеличением МИЕЛ. Общее количество больных с ДН после сеанса уменьшилось в 3,86 раза.
4. Исследование, проведенное в ранние сроки после кардиохирургических операций, продемонстрировало хорошую переносимость пациентами осциллирующей РЕР-терапии и отсутствие связанных с данной процедурой осложнений.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.