Just a little oxygen to breathe as you go off to sleep

Только немного кислорода, чтобы подышать, когда Вы
засыпаете ... - это всегда хорошая идея?
A. B. Lumb
St James's University Hospital Leeds UK
Russian translation Adopted by: Eduard Moustafin, not MD, not PhD, anesthesiologist
Anton Shvets, not MD, not PhD, anesthesiologist
Дыхание пациентов 100 % кислородом перед индукцией анестезии обеспечивает
запас кислорода, главным образом в функциональной остаточной емкости легких
пациента (FRC), что увеличивает время до начала гипоксии, применяется в случаях
предполагаемой трудной интубации или проблемах с адекватной вентиляцией после
индукции. Преоксигенация теперь широко используется и в операционных, в которых я
работаю. Практика распространилась кроме анестезиологов на сестринский персонал
отдела, которые теперь автоматически прикладывают маску лица к пациенту, в то время
как я ввожу индукционные агенты. Передовая статья в 2004 утверждала, что обычную
преоксигенацию «можно было бы рекомендовать к применению независимо от опыта,
состояния пациента или профессии врача и санкционировать для тренировок по
применению». Авторы этой рекомендации и восторженный персонал операционных
делают предположение, что дыхание 100 % кислородом является безопасным. В переводе
Клятвы Гиппократа Гален придавал большое значение фразе «primum non nocere» (прежде
всего — не причините вреда), и этот принцип должен быть применен к использованию
100 % кислорода прежде, чем это станет общепринятой практикой у всех пациентов.
Токсичность кислорода, как известно, изучалась в течение многих десятилетий.
Несмотря на вездесущие и многократные клеточные механизмы защиты, все
млекопитающие чувствительны к высоким концентрациям кислорода, эксперименты на
них заканчиваются смертью, происходящей в течение нескольких дней после дыхания
100 % кислородом; хотя люди, относящиеся к разновидности млекопитающих, переносят
гипероксию относительно хорошо. Вероятные причины токсичности - и парциальное
давление кислорода, и продолжительность воздействия. Дыхание 100 % кислородом при
1 атмосфере абсолютного давления менее 12 часов не имеет никаких известных вредных
эффектов у людей. По истечении 12 часов появляются классические симптомы уменьшение глубины дыхания, боль в груди, кашель. Все они, после уменьшения
жизненной емкости легких через 24 часа, указывают на раннее повреждение легкого.
Поэтому преоксигенация в операционной или наркозной комнате в течение 3-5 минут
безопасна.
Косвенные неблагоприятные эффекты дыхания 100 % кислородом намного более
часты в анестезиологической практике. Ателектазы случаются у большинства пациентов,
подвергнутых общей анестезии, с применением миорелаксантов и искусственной
вентиляции. Это следует из изменений формы грудной клетки, позвоночника и
диафрагмы, вызывая сокращение FRC и объема определенных областей грудной полости,
особенно в плохо вентилируемых областях легкого и позади диафрагмы. Три механизма
вносят свой вклад в спадение легкого. Сначала образование ателектаза происходит, когда
области легкого уменьшены в объеме до такой степени, что воздух эффективно отжат. Вовторых, поглощение ателектаза, когда закрытие дыхательных путей сопровождается
поглощением газов, отдалённых от центра дыхательных путей. В-третьих, ателектаз
может произойти, когда дыхательные пути являются чрезвычайно узкими, но не
закрытыми, когда скорость, по которой альвеолярный газ поглощается кровью, превышает
скорость, по которой газ может течь через узкие дыхательные пути для газообмена,
ускоряя закрытие дыхательных путей и спадение альвеол.
При дыхании 100 % кислородом, это, вероятно, произойдет в областях легкого с
отношением V/Q < 0.05. Используя технику серийной элиминации инертного газа,
области легкого с низким отношением V/Q легко демонстрируются у пожилых при
пробуждении и у пациентов всех возрастов в течение общей анестезии. В естественных
условиях, вероятно, что все три механизма работают одновременно в различных областях
легкого. В зависимых областях позади диафрагмы, сжатие ателектазов произойдет в
результате компрессией содержимым брюшной полости, при отсутствии мышечного
тонуса диафрагмы. Такая ситуация более вероятна у тучных пациентов и при увеличенном
внутрибрюшном давлении. В других зависимых областях легкого, уменьшенный FRC в
течение анестезии приведет к образованию невентилируемых участков легкого, с их
уменьшенным ниже остаточного объема, что приводит к закрытию дыхательных путей и
поглощению ателектаза. В областях легкого, ограничивающего эти зависимые области,
сужение дыхательных путей уменьшит V/Q-отношение ниже порога, необходимого для
того, чтобы произошло спадение.
Ателектазы в течение анестезии могут быть обнаружены при использовании
компьютерной томографии (КТ); обычно они вовлекают одну долю легкого,
расположенную краниально и справа от диафрагмы. Количество ателектазов определяют
количественно, измеряя поперечно область ателектазов, выраженных как процент от
полного поперечного сечения легкого в той доле по КТ. Проценты, полученные с
помощью этого метода, кажутся небольшими, но нужно помнить, что каждый 1 %
ателектазов на поперечном просмотре КТ представляет приблизительно 3 % обычно
расширяемого объема легкого. Часто используются методы вычисления количества
ателектазов в течение анестезии путем вычисления альвеолярно-артериального различия
Po2 или отношения PaO2 : FIO2.
Когда происходят закрытие или сужение дыхательных путей, начинается
поглощение ателектазов под влиянием газового состава смеси в альвеоле. Вдыхая воздух,
парциальное давление всего состава газов в смешанной венозной крови приблизительно
87 kPa, по сравнению с 95 kPa в альвеолярном газе.2 Это различие в 8 kPa возникает
потому, что водяной пар присутствует только в альвеолярном газе, а транспорт
углекислого газа в крови происходит главным образом за счет распавшегося бикарбоната,
а не растворенного газа из-за маленького альвеолярно-артериального градиента PO2,
вызванного венозной примесью. Чтобы держать альвеолы открытыми в нормальном
здоровом легком, этому различию 8 kPa противостоят силы упругости (комплаенс –
прим.перев) дыхательной системы. При дыхании 100 % кислородом альвеолярное PN2
упадет быстро, и в течение короткого времени азот распространится из крови в альвеолу и
так смягчит альвеолярное спадение. Однако, однажды PN2 крови становится
незначительным, полное парциальное давление газа в смешанной венозной крови, даже
при дыхании 100 % кислородом, уменьшается до 12.5 kPa (PO2 6.4 kPa и PCO2 6.1 kPa),
тогда как альвеолярное содержание остается неизменным, поскольку вводящий градиент
давления больше 80 kPa, и приводит к быстрой передаче кислорода помимо альвеолярнокапиллярного барьера и альвеолярному спадению.
Использовалось математическое моделирование поглощения ателектазов в течение
анестезии, чтобы предсказать время, потраченное в области невентилируемого легкого, на
коллабирование после индукции анестезии. Эта модель поддерживает уже описанные
физиологические принципы, предсказывая, что время за которое происходит спадение,
связано с FIO2 в течение анестезии и что преоксигенация в течение 3 минут существенно
уменьшает время, небходимое для коллабирования участков легких, которое происходит
независимо от используемого после индукции FIO2,.
Оказывают ли влияние обсуждаемые физиологические принципы на клиническую
практику, в особенности роль 100 % кислорода и образование ателектазов? Уже более
десяти лет, с появлением КТ, демонстрируется, что преоксигенация приводит к большим
областям ателектазов после индукции. Например, если FIO2 перед индукцией - 0.3, 0.6, 0.8,
или 1.0, средний процент ателектазов, отмеченных впоследствии на КТ, - 0.2 %, 0.2 %, 1.3
%, и 5.6 % соответственно. Раздутие ателектазов в течение анестезии (обсуждено позже),
обычно вызываемое падением насыщения кислородом, является другим случаем, когда
часто используется 100 % кислород. В исследовании, где также применялась КТ,
использование FIO2 1.0 в течение раздутия приводило к повторению ателектазов через 5
минут, тогда как легкое оставалось расширенным в течение больше чем 40 минут, когда
FIO2 был 0.4.7 Наконец, вентиляция 100 % кислородом, перед экстубацией также
способствуют ателектазированию . Просмотры КТ выполняли через 20 минут после
экстубации в группах, вентилируемых с FIO2 0.4 или 1.0 перед экстубацией и находили 2.6
% и 8.3 % ателектазов соответственно. Наличие более 8 % ателектазов немедленно после
операции, клинически требует раздутия.
Не все исследования ателектазов и анестезии дали такую ясную связь между FIO2 и
ателектазами. Проведение анестезии с FIO2 0.3 или 0.8 не нашло никакого существенного
различия в количестве ателектазов через 24 ч после операции (2.5 % против 3.0 %,
соответственно). Однако, несмотря на нехватку статистического различия между
группами в этом маленьком исследовании, только четыре из 14 пациентов с FIO2 во время
операции 0.3 имели больше 2 % ателектазов после операции по сравнению с 10 из 14 в
группе с FIO2 0.8. Эти результаты также обеспечивают некоторое доказательство, что
ателектаз, замеченный в течение анестезии, может быть частично разрешен через 24 ч
после анестезии. Вместе же эти исследования являются хорошим свидетельством того,
что количество ателектазов в течение анестезии значительно увеличивается с
увеличением FIO2 и что использование 100 % кислорода в любой стадии анестезии связано
с существенным коллапсом легких. Сокращение FIO2, даже незначительное, до 0.8,
представляется существенно лучшим, чем использование одного кислорода.
Азот или закись азота могут использоваться, для уменьшения FIO2. Математическое
моделирование предсказывает, что эти два газа должны иметь подобные эффекты на
время, потраченное на поглощение газа из невентилируемых альвеол. Однако, это
предсказание упрощает клиническую ситуацию, которая возникает под влиянием выбора
времени закрытия дыхательных путей в течение анестезии. Если закись азота
используется немедленно после индукции, закрытие дыхательных путей происходит за
первые несколько минут анестезии, когда альвеолярно-артериальный градиент PN2O
является большим, поглощение N2O из альвеолы будет быстрым и превышать
распространение остающегося азота крови в альвеолу. Под этой комбинацией
обстоятельств, вероятно, произойдет ателектаз. Если закрытие дыхательных путей
происходит позже, когда альвеолярный и артериальный PN2O равны, тогда небольшой
газовый обмен произойдет между кровью и альвеолой вне закрытых дыхательных путей, и
альвеола должна остаться расширенной. Клиническая поддержка этих наблюдений
встречается редко, есть только одно исследование, сравнивающее FIO2 0.4 в азоте или N2O.
Это исследование, которое использовало отношение PaO2:FIO2, чтобы косвенно оценить
количество ателектазов через 30 минут после индукции, нашло, что закись азота на
ранней стадии анестезии действительно вела себя подобным образом по отношению к 100
%кислороду. Таким образом, оказывается, что если N2О применяется с самого начала
анестезии, то ателектаз может быть более частым, чем при вентиляции кислородом и
воздухом.
Перерасширение ателектазов (раздувание легких) возможно для пациентов,
который интубированы, описано два способа его выполнения. Первый - увеличивающееся
положительное давление в конце выдоха (PEEP) до 15 см H2O, сопровождаемое
увеличением дыхательного объема, пока пиковое дыхательное давление не достигает 40
см H2O. Такая вентиляция поддерживается в течении 10 дыхательных циклов перед
возвращением к стандартным параметрам настройки вентилятора. Второй способ состоит
поддержании в течение длительного времени давления в дыхательных путях около 40 см
H2O, которое в оригинальных исследованиях поддерживалось 15 или 25 дыхательных
циклов. На основе последующих исследований с использованием КТ, при использовании
этой техники половина ателектазов была повторно расширена уже после 2-го цикла, и у
трех четвертей пациентов все ателектазы были повторно устранены через 8 циклов. При
таком высоком давлении инсуффляции есть смысл в уменьшении продолжительности
описываемой процедуры, для уменьшения сердечно-сосудистых эффектов Valsalva и
минимизации риска легочной баротравмы. Предотвращение ателектазов может быть
достигнуто со скромными уровнями (PEEP) до 10 см H2O, предотвращающими
формирование ателектазов, даже когда используется высокое FIO2. Непрерывное
положительное давление в дыхательных путях (CPAP) до 6 см H2O, примененное через
лицевую маску до индукции также эффективно при предотвращении формирования
ателектазов, несмотря на использование 100 % кислорода, хотя это - довольно агрессивная
техника, которая не используется рутинно.
Использование 100 % кислорода до- и в процессе течения анестезии всегда будет
необходимо у некоторых пациентов. Это пациенты с трудными дыхательными путями,
уменьшенным FRC и поэтому имеющими низкий запас кислорода (беременность,
тучность, внутрибрюшное давление и патология легких), пациенты с увеличенным
потреблением кислорода (беременность, педиатрия и сепсис) или имеющие
существующую ранее гипоксию вследствие патологии легких. В этих ситуациях,
эффективная техника преоксигенации должна быть использована и должна всегда
сопровождаться рутинно применяемым маневром раздутия, а также PEEP, обычно
предотвращающими образование ателектазов. У пациентов с гипоксией перед индукцией,
нужно рассмотреть использование CPAP до- и в процессе индукции.
В других группах пациентов, где причины для использования 100 % кислорода
менее значимы, но анестезиолог хочет дополнительной безопасности, обеспеченной
большими запасами кислорода, нужно рассмотреть использование FIO2 0.8 или 0.6.
Несколько минут защиты от десатурации будут гарантированы, а возможность
ателектазов в течение анестезии и в послеоперационном периоде будет уменьшена.
Практически, случайная преоксигенация, упомянутая в начале этой статьи, обычно
состоит в короткой инсуффляции неадекватного потока кислорода с неэффективным
контактом между маской и пациентом. Этот тип преоксигенации будет редко достигать
достаточно высокого FIO2, чтобы внести свой вклад в формирование ателектазов, но при
этом значительно не продлит время устойчивости к гипоксии, если вентиляция будет
невозможной. Вдыхать дополнительный кислород считается желательным перед
индукцией, но анестезиолог должен избежать 100 % кислорода, поэтому необходимое FIO2
нужно достигать, используя ту же самую технику преоксигенации, но с небольшим
количеством добавленного воздуха.
Те же самые условия должны быть применены при использовании 100 % кислорода
в течение маневров раздутия и перед экстубацией. К сожалению, группы пациентов, у
которых ателектазы могут быть особенно вредны - те же самые группы, упомянутые
выше, у которых более настоятельно рекомендовано использование 100 % кислорода и
грамотные клиницисты должны идти на компромисс между этими двумя
противоположными требованиями.