Горбачев В.И.

Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования — филиал ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России

Анурьев А.М.

Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования — филиал ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России

Нейрорегулируемая вентиляция легких у недоношенных новорожденных

Журнал: Анестезиология и реаниматология. 2020;(4): 93-99

Просмотров : 328

Загрузок : 5

Как цитировать

Горбачев В.И., Анурьев А.М. Нейрорегулируемая вентиляция легких у недоношенных новорожденных. Анестезиология и реаниматология. 2020;(4):93-99.
Gorbachev VI, Anuryev AM. Neuro-regulated lung ventilation in premature newborns. Russian Journal of Anaesthesiology and Reanimatology. 2020;(4):93-99.
https://doi.org/10.17116/anaesthesiology202004193

Авторы:

Горбачев В.И.

Иркутская государственная медицинская академия последипломного образования — филиал ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России

Все авторы (2)

Высокая выживаемость недоношенных детей — результат постоянного улучшения перинатальной помощи [1]. Прежде всего это связано с разработкой стратегий, позволяющих минимизировать риск повреждения легких (применение стероидов во время беременности, введение экзогенного сурфактанта, использование индивидуальных подходов при проведении респираторной терапии) [2]. Вместе с тем подавляющему большинству новорожденных, родившихся в срок ранее 28 недель, требуется проведение респираторной поддержки [3]. Основным показанием к проведению искусственной вентиляции легких (ИВЛ) является дыхательная недостаточность, которая часто развивается у недоношенных детей. Ее встречаемость увеличивается с уменьшением гестационного возраста. Дефицит сурфактанта, незрелость головного мозга, сниженная чувствительность периферических хеморецепторов, податливая грудная клетка — причины, объясняющие развитие дыхательной недостаточности у недоношенных [4].

ИВЛ — важный аспект лечения пациентов в отделениях реанимации и интенсивной терапии, особенно, когда речь идет о недоношенных новорожденных. Если в прошлые годы основная концепция вентиляции у недоношенных детей заключалась в проведении тотальной ИВЛ с «выключением» сознания, то в настоящее время считается, что необходимо использовать режимы, способствующие сохранению спонтанного дыхания [5].

К ним относятся: синхронизированная перемежающаяся принудительная вентиляция (Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation, SIMV), ассистируемо-управляемая вентиляция (Assist control) и вентиляция с поддержкой давлением (Pressure Support Ventilation, PSV) [6].

В этих режимах инициация вдоха определяется дыхательным усилием ребенка, причем в режиме Assist control поддерживаются все попытки дыхания, которые превышают критический уровень триггера, в режиме SIMV вентилятор поддерживает определенное количество вдохов, установленных врачом, а во время пауз между «аппаратными» вдохами пациент может дышать самостоятельно. Вдох происходит, когда дыхательная активность ребенка превышает значение триггера потока или давления, т.е. пациент должен создать достаточное изменение давления или потока, чтобы вызвать поддержку вентилятором [7]. Режим PSV — режим вспомогательной ИВЛ, который используется широко, особенно во время отлучения от вентиляции. Несмотря на то что доказана его эффективность при некоторых клинических состояниях, не все его параметры изменяются в зависимости от потребностей пациента [8].

Используя данные режимы, врач произвольно устанавливает значения пикового давления, которое подается ребенку вне зависимости от его потребностей. Нередко это приводит к избыточному дыхательному объему, повреждению альвеол и возникновению осложнений. Уменьшить риск развития осложнений ИВЛ стало возможно благодаря использованию функции гарантированного объема (Volume Guarantee, VG), которая позволяет контролировать дыхательный объем. S. Unal и соавт. доказали, что инициация функции VG в режим PSV быстрее стабилизирует дыхание пациента, снижает частоту возникновения хронических заболевании легких, меньше влияет на системную гемодинамику [9].

Влияние дыхательного объема на развитие осложнений при проведении ИВЛ доказано в ходе рандомизированного контролируемого исследования, в котором оценены две стратегии вентиляции: первая — ИВЛ с высоким дыхательным объемом (12 мл на 1 кг массы тела), вторая — с низким дыхательным объемом (6 мл на 1 кг массы тела) у взрослых пациентов с острым повреждением легких. Исследование прекращено преждевременно, когда промежуточный анализ выявил значительное снижение смертности и продолжительности вентиляции у пациентов группы с низким дыхательным объемом [10].

Применение адекватного дыхательного объема позволяет повысить стабильность и уменьшить повреждение легких. Кроме того, ограничение быстрых изменений парциального давления углекислого газа в артериальной крови путем поддержания стабильной минутной вентиляции может стабилизировать церебральную перфузию и уменьшить повреждение головного мозга [11].

Несмотря на постоянное стремление врачей улучшить качество респираторной поддержки с использованием современных режимов вентиляции, у 40% детей в возрасте менее 28 нед развивается бронхолегочная дисплазия (БЛД) [12]. Стратегии респираторной терапии при БЛД направлены на профилактику чрезмерного расширения и повреждения альвеол и включают в себя отказ от эндотрахеальной интубации, когда это возможно, использование неинвазивной вентиляции с положительным давлением в конце выдоха, своевременное введение сурфактанта [13].

В случае, когда новорожденному требуются эндотрахеальная интубация и проведение ИВЛ, целесообразно использовать минимальные параметры, придерживаться пермиссивной гиперкапнии и как можно раньше решать вопрос о необходимости экстубации [14].

Проблема поиска оптимального режима ИВЛ у детей с экстремально низкой массой тела и очень низкой массой тела при рождении способствовала внедрению в практику нейрорегулируемой вентиляции (Neurally Adjusted Ventilatory Assist, NAVA) [15].

Акт дыхания регулируется ритмическими импульсами, поступающими от дыхательного центра головного мозга. Эти импульсы передаются по диафрагмальному нерву, охватывают мышечные клетки диафрагмы, приводят к мышечному сокращению и снижению давления в дыхательных путях, вызывая поступление воздуха извне.

Традиционные аппараты ИВЛ улавливают попытку вдоха пациента либо по изменению давления в дыхательных путях, либо за счет отклонения потока. NAVA обладает самым быстрым и чувствительным триггером, который начинает поддержку вдоха одновременно с началом сокращения дыхательных мышц пациента, тем самым обеспечивая пациента «физиологической» вентиляцией [16].

Такой режим осуществляет респираторную поддержку пропорционально дыхательному усилию пациента, основываясь на обнаружении электрической активности диафрагмы (Edi) [17]. Нервный импульс, генерируемый головным мозгом, достигает диафрагмы и обеспечивает ее сокращение. Сигнал с диафрагмы обнаруживается чреспищеводными электродами, встроенными в Edi-катетер, затем передается на аппарат ИВЛ, и у пациента происходит инициация вдоха (рис. 1).

Рис. 1. Катетер для снятия сигналов электрической активности диафрагмы.

Надежное позиционирование катетера Edi является обязательным условием для получения репрезентативного сигнала от диафрагмы. J. Barwing и соавт. оценили, является ли формула, основанная на измерении расстояния от носа до мочки уха и мечевидного отростка грудины, адекватной для прогнозирования точного положения Edi-катетера. В своем исследовании они наблюдали, что у 18 из 25 пациентов сигнал Edi пригоден для запуска NAVA, так как на данном расстоянии у пациентов получены стабильные сигналы Edi, электрическая активность определялась в центральных отведениях, и отсутствовала р-волна в нижних отведениях по данным электрокардиографии [18]. Правильное положение катетера подтверждают крупные волны и комплексы QRS в верхних отведениях с последующим уменьшением в нижних отведениях. Сигнал Edi подсвечивается на электрокардиографии пурпурным цветом во II и III отведениях.

Благодаря функции NAVA-level возникает возможность устанавливать давление поддержки в ответ на изменения Edi в соответствии с потребностями пациента [19]. NAVA-level — это коэффициент пропорциональности, который преобразует сигнал Edi в давление. Мгновенное изменение Edi умножается на NAVA-level, что позволяет определить пиковое давление (рис. 2). В других режимах давление на вдохе устанавливается врачом произвольно (рис. 3).

Рис. 2. Параметры респираторной поддержки у недоношенных новорожденных в режиме NAVA.

Рис. 3. Параметры респираторной поддержки у недоношенных новорожденных в режиме SIMV.

По мере повышения NAVA-level нагрузка с пациента перераспределяется на аппарат, но даже при самых высоких значениях NAVA-level, когда аппарат ИВЛ выполняет основную часть дыхания, вентиляция продолжает контролироваться уровнем Edi [20]. Оптимизация NAVA-level проводится в соответствии со значениями Edi, которые у недоношенного ребенка составляют от 5 до 15 mV. Эти целевые показатели отражают оптимальную нагрузку на дыхательные мышцы. В случае, когда значение Edi равно или менее 5 mV, необходимо снизить уровень NAVA, так как вентилятор осуществляет избыточную поддержку. Если значение Edi равно или более 15 mV, возникает противоположная ситуация, при которой пациент испытывает избыточную дыхательную нагрузку, и его дыхание становится неэффективным. В этом случае имеет смысл увеличить NAVA-level и регулировать параметры в зависимости от течения основного заболевания [21]. Другими словами, чем больше диафрагмальное сокращение, тем выше уровень поддержки, оказываемый вентилятором. Однако если предоставляемая поддержка слишком высока, в нервные центры поступает сигнал, по принципу отрицательной обратной связи снижается скорость проведения нервного импульса к диафрагме, меняются характеристики вдоха, и «аппаратная» поддержка становится меньше. Более того, если диафрагмальное сокращение недостаточно, положительная обратная связь вызовет более мощный сигнал Edi и, соответственно, большую помощь вентилятора [22]. C. Sinderby и соавт. сообщили об адаптации собственного дыхания пациентов к NAVA. Они выявили, что дыхательная активность пациентов изменялась таким образом, чтобы дыхательный объем и парциальное давление углекислого газа оставались в нормальных пределах даже при высоких значениях NAVA-level, в то время как у пациентов, которым проводилась ИВЛ в режиме PSV, дыхательный объем почти полностью определялся вентилятором, а в крови отмечалась гипокапния [23]. Безусловным преимуществом NAVA является то, что пациент самостоятельно определяет частоту дыхания, дыхательный объем, давление на вдохе, среднее давление в дыхательных путях, время вдоха и выдоха при одновременном улучшении синхронности дыхания [24].

Асинхронии — достаточно частое осложнение ИВЛ у недоношенных новорожденных. Они возникают примерно у 25% пациентов с ИВЛ и увеличивают продолжительность пребывания в отделении интенсивной терапии [25]. Кроме того, продленная ИВЛ способствует возникновению ассоциированной с вентилятором пневмонии, которая является источником повышенной смертности в отделении реанимации [26].

Факторами, предрасполагающими к их возникновению, являются длительная задержка вдоха и избыточное время вдоха. L. Piquilloud и соавт. сравнили частоту возникновения асинхроний, обусловленных такими факторами в режимах PSV и NAVA в группе из 22 пациентов, перенесших острую дыхательную недостаточность. У пациентов с NAVA задержка вдоха и общее количество асинхроний оказалось существенно ниже, чем у пациентов с ИВЛ в режиме PSV [27].

Избыточная вентиляция также приводит к нарушению синхронного дыхания у пациентов. Существуют убедительные доказательства того, что NAVA осуществляет защиту от чрезмерных значений пикового давления и дыхательного объема, а также уменьшает нагрузку на дыхательные мышцы во время инспираторных усилий и частоту асинхроний [28]. Так, D. Colombo и соавт. провели рандомизированное перекрестное исследование по сравнению NAVA и PSV у недоношенных новорожденных. Авторы проанализировали дыхательный объем и частоту возникновения асинхроний.

Результаты их исследования показали, что дыхательный объем у пациентов с NAVA составил 7,1±2 мл на 1 кг массы тела, в то время как у пациентов, которым проводилась ИВЛ в режиме PSV, его значения составили 9,1±2,2 мл на 1 кг массы тела. Индекс асинхронии у пациентов с режимом PSV составил 10%, у пациентов с NAVA эпизодов асинхроний не было [29]. В случае асинхронии, а также недостаточной или избыточной вентиляции, происходит снижение мышечной активности ребенка, что сопровождается увеличением продолжительности респираторной поддержки и задержкой выздоровления [30].

M. Santschi и соавт. доказали, что применение NAVA у больных, находящихся в критическом состоянии, улучшает синхронизацию пациента с аппаратом ИВЛ, ограничивает избыточное давление в дыхательных путях и дыхательный объем, а также уменьшает нагрузку на дыхательные мышцы [31].

Похожие результаты получили доктора из национального института Сеула, которые оценили эффективность респираторной поддержки у недоношенных детей, сравнив NAVA и ИВЛ в режиме SIMV. В исследование включены 26 недоношенных новорожденных, которых в течение первых 4 ч вентилировали в режиме SIMV, затем в течение такого же времени детям проводилась NAVA. Авторы проанализировали значения пикового давления, дыхательную работу пациента, парциальное давление углекислого газа капиллярной крови. Результаты показали, что у 19 детей пиковое давление и дыхательная нагрузка были ниже при применении NAVA, по парциальному давлению углекислого газа статистически значимых различий не наблюдалось [32].

В описании результатов исследований, сравнивающих обычную вентиляцию с NAVA, J. Beck и соавт. сообщили, во-первых, о более низком среднем давлении в дыхательных путях у пациентов с NAVA, во-вторых, о том, что респираторная поддержка с использованием NAVA способствует быстрому отлучению пациента от вентилятора, тем самым сокращая его пребывание в отделении реанимации и интенсивной терапии [33]. Именно быстрое отлучение пациента от вентилятора позволяет избежать осложнений, связанных с ИВЛ. Доказано, что дисфункция диафрагмы, вызванная длительной ИВЛ, встречается у 30—80% больных, находящихся в критическом состоянии [34]. Основные механизмы диафрагмальной дисфункции, по-видимому, связаны с мышечной атрофией от чрезмерной респираторной поддержки и травмой саркомеров вследствие избыточного сокращения [35]. Достаточно подробно описано, что атрофия дыхательных мышц возникает уже через 12 ч после применения принудительной контролируемой вентиляции легких, поэтому пациенту необходимо сохранять собственную дыхательную активность во время проведения ИВЛ. Тем не менее сохраненное спонтанное дыхание может предотвратить лишь мышечную атрофию, но не риск повреждения саркомеров, особенно когда пациенту проводится избыточная вентиляция [36]. В этом смысле NAVA легких полностью оправдывает свое применение. Во-первых, возможность регулирования NAVA-level по уровню Edi позволяет обеспечивать пациента в соответствии с его дыхательными усилиями. Во-вторых, за счет контроля дыхательного объема снижается риск повреждения альвеол [37].

Длительная вентиляция легких не только приводит к нарушению функции диафрагмы, но также способствует развитию хронических заболеваний легких, из которых чаще всего встречается БЛД. Современные данные свидетельствуют о том, что как длительная вентиляция легких, так и респираторная поддержка любого типа связаны с плохими исходами у недоношенных детей [38]. Поэтому уменьшение общей продолжительности респираторной поддержки, особенно инвазивной ИВЛ, важно для улучшения результатов у недоношенных новорожденных.

NAVA считается одним из безопасных методов вентиляции, которая за счет улучшения синхронизации пациента с вентилятором уменьшает повреждение легких и снижает использование седативных препаратов у недоношенных детей [39]. Совместное исследование ученых из Женевского университета и детского медицинского центра Гуанчжоу показало, что NAVA — безопасный метод респираторной поддержки у недоношенных новорожденных. Используя NAVA у таких пациентов, докторам удалось снизить потребность в седации, улучшить взаимодействие пациентов с аппаратом ИВЛ и уменьшить давление на вдохе [40].

Еще одним позитивным моментом можно считать улучшение оксигенации, которое связывают с непрерывной спонтанной инспираторной активностью во время применения NAVA [41]. Кроме того, NAVA обеспечивает более естественный характер дыхания, что также способствует улучшению газообмена [42].

Описанные выше свойства NAVA нашли свое применение в комбинации с экстракорпоральной мембранной оксигенацией (ЭКМО) у пациентов с тяжелым острым респираторным повреждением. Совместное использование данных методов терапии способствует быстрой и эффективной элиминации углекислого газа из организма больного [43]. Коллектив ученых под руководством J. Assy продемонстрировал сокращение продолжительности проведения ЭКМО у детей с тяжелой дыхательной недостаточностью практически на 2 дня путем использования NAVA в качестве основного режима ИВЛ [44].

Интересная особенность NAVA — это влияние на сон пациентов. Дело в том, что параметры вентиляции, отрегулированные во время бодрствования, могут стать избыточными во время сна, так как потребность в дыхании у больных во время сна уменьшается [45]. Скорее всего, это связано с тем, что метод NAVA обеспечивает пациентов респираторной поддержкой пропорционально их потребностям вне зависимости от того, бодрствуют они или спят.

Исследования, выполненные канадскими учеными под руководством доктора S. Delisle, показали, что NAVA улучшает качество сна за счет увеличения продолжительности медленного и быстрого сна, а также за счет уменьшения его фрагментации, кроме того, она повышает комфорт пациента в результате улучшения нейромеханического взаимодействия во время сна, снижения задержки вдоха и более эффективной активации выдоха [46]. Относительно недавно врачи неонатальных отделений стали применять NAVA для неинвазивной поддержки у недоношенных новорожденных. Использование этого режима одобрено Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США [47].

Поскольку принцип работы такого режима основан на обнаружении Edi, осуществляется вдох пропорционально потребностям пациента. В этом случае частота возникновения асинхроний минимальна, поэтому неинвазивная NAVA (NIV-NAVA) считается более безопасным и эффективным способом неинвазивной вентиляции у недоношенных новорожденных. Первое рандомизированное клиническое исследование NIV-NAVA у новорожденных продемонстрировало снижение пикового давления, уменьшение частоты задержки вдоха и асинхроний по сравнению с режимом неинвазивной вентиляции с положительным давлением (NIPPV) [48]. B. Lee и соавт. провели ретроспективное исследование эффективности двух режимов неинвазивной вентиляции легких СРАР и NIV-NAVA у новорожденных с гестационным возрастом менее 30 нед, которым неинвазивная вентиляция проводилась как стартовая терапия дыхательной недостаточности. Эффективность неинвазивной вентиляции определяли по частоте интубаций. Исследование показало, что в первые 72 часа инвазивная вентиляция легких потребовалась 37,5% пациентам с респираторной поддержкой в режиме NCPAP и только 6,3% пациентам с NIV-NAVA [49].

К режимам неинвазивной вентиляции легких у новорожденных также относятся режим с постоянным положительным давлением в дыхательных путях (СРАР) и неинвазивная вентиляция с поддержкой давлением (NIPPV) [50]. Эти режимы применяются с целью отлучения пациентов от вентиляции, а также для лечения дыхательных нарушений. Режим CPAP необходим для поддержания достаточной функциональной емкости легких (ФОЕ), что особенно важно у пациентов с респираторным дистресс-синдромом [51]. В последние четыре десятилетия этот режим применяли для отлучения недоношенных детей от ИВЛ, а в настоящее время его стали использовать в качестве основного режима неинвазивной вентиляции у недоношенных новорожденных с дыхательной недостаточностью [52].

За счет непрерывного потока кислородно-воздушной смеси создается установленное врачом давление в дыхательных путях, которое регулируется уровнем РЕЕР. К эффектам СРАР относится: повышение диафрагмальной активности, восстановление податливости легких и снижение сопротивления дыхательных путей, что приводит к уменьшению работы дыхания, снижению частоты возникновения апноэ и улучшению вентиляционно-перфузионных отношений [53].

Режим NIPPV сочетает в себе СРАР с дополнительными прерывистыми вдохами, а изменяемыми параметрами являются положительное давление конца выдоха, пиковое давление, частота и время вдоха [54]. Периодические вдохи увеличивают дыхательный объем, способствуют устойчивой альвеолярной вентиляции во время эпизодов апноэ и увеличению ФОЕ. Популярность режима NIPPV возросла, поскольку его сравнение с СРАР продемонстрировало значительное снижение дыхательной недостаточности, частоты повторных интубаций и эпизодов апноэ.

Режим неинвазивной вентиляции BIPAP реже применяется в неонатологии. Принцип его работы аналогичен NIPPV, однако имеется принципиальное отличие, которое заключается в том, что он обеспечивает циклы чередования высокого и низкого уровней положительного давления в дыхательных путях через заданные интервалы времени. Верхние и нижние уровни положительного давления в дыхательных путях различаются не более, чем на 3—4 см вод.ст. Существенным недостатком этого режима является отсутствие синхронизации аппаратных вдохов с дыхательными попытками пациента [55].

В развитых странах, таких как США, Австралия и Новая Зеландия в качестве неинвазивной вентиляции широко применяется технология высокопоточной вентиляции. Для этого используются биназальные канюли, через которые подается кислородно-воздушная смесь со скоростью потока 1—2 л/мин, что позволяет снизить сопротивление дыхательных путей, повысить газообмен за счет уменьшения анатомического мертвого пространства, а также избежать инвазивных манипуляций, которые вызывают стресс у ребенка [56]. Растущая популярность этого метода объясняется простотой его применения, однако существенной проблемой данной вентиляции является недоступность мониторинга давления в дыхательных путях.

В феврале 2011 г. несколько европейских и канадских исследователей, собрав данные о клинических результатах NAVA, организовали дискуссию за «круглым столом» в университетской клинике Женевы, чтобы обсудить достижения в применении такого режима. Главная цель этой встречи состояла в том, чтобы все участники высказали свою точку зрения о методе NAVA и поделились основными результатами своих исследований. В ходе конференции специалисты пришли к выводу, что изучение особенностей NAVA позволило обновить знания о взаимодействиях пациента с аппаратом ИВЛ во время спонтанного дыхания, раскрыть сложные механизмы, связанные с контролем дыхания во время механической вентиляции. Продемонстрированы убедительные доказательства того, что NAVA улучшает взаимодействие пациентов с аппаратом ИВЛ и увеличивает вариабельность спонтанного дыхания по сравнению с другими режимами [57].

Настройки NAVA — важный вопрос, который еще полностью не решен. Как описано в литературе, при корректировке параметров следует учитывать Edi, но этот метод не так прост. Необходимо, чтобы врачи при выборе параметров следили за тем, чтобы пациенту было комфортно адаптироваться к предложенному методу ИВЛ [8]. Один из самых трудных вопросов в проведении ИВЛ — определиться, в каких ситуациях нежелательно позволять дыхательным центрам управлять вентиляцией, а значит выяснить, в каких случаях NAVA противопоказана [58].

Заключение

Выбор режима и параметров искусственной вентиляции легких является одной из центральных задач терапии недоношенных новорожденных. Основное требование к проведению респираторной поддержки у таких пациентов — сохранение самостоятельного дыхания и минимизация риска повреждения легких при проведении вентиляции.

Для выполнения этих требований врач должен выбрать такой режим и параметры искусственной вентиляции легких, которые, во-первых, обладали бы высокой чувствительностью триггера для обнаружения даже минимальных дыхательных попыток пациента, во-вторых, позволяли контролировать дыхательный объем, что крайне важно у недоношенных детей, предрасположенных к баротравме и волюмотравме. Исследования, направленные на поиски оптимального режима искусственной вентиляции легких, помогли внедрить в практическую деятельность функцию гарантированного дыхательного объема и нейрорегулируемую вентиляцию легких. В настоящее время имеется достаточно информации о положительных результатах современных методов вентиляции легких, однако единых подходов к их использованию у новорожденных не существует. Именно поэтому необходимы более детальный анализ имеющихся литературных данных и обобщение опыта применения существующих методик искусственной вентиляции легких у недоношенных новорожденных.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail