Резюме
У цьому клінічному дослідженні ми вивчали респіраторні властивості легень 40 пацієнтів із різним ступенем ожиріння під час лапароскопічних операцій. Усі пацієнти були розподілені на 4 групи: три контрольні групи (1-ша група — пацієнти без ожиріння або з надмірною вагою, 2-га група — пацієнти з 1-м та 2-м ступенем ожиріння, 3-тя група — пацієнти з морбідним ожирінням) і одну основну (4-та група — пацієнти з 1-м і 2-м ступенем ожиріння, яким застосовувалась передопераційна неінвазивна CPAP-терапія (Continues Positive Airway Pressure — постійний позитивний тиск у дихальних шляхах), а параметри штучної вентиляції були оптимізовані шляхом зміни рівня позитивного тиску в кінці видиху (ПТКВ) і застосування рекрутмент-маневру). Досліджувались такі респіраторні властивості легень: статичний комплайєнс, середній динамічний комплайєнс, загальний опір дихальних шляхів, піковий тиск вдиху й тиск плато, середній внутрішньогрудний тиск. Усі ці параметри визначалися під час загальної анестезії у встановлених контрольних точках: 1-ша контрольна точка — після інтубації; 2-га контрольна точка — після підвищення внутрішньочеревного тиску до 15 мм рт.ст.; 3-тя контрольна точка — після зменшення внутрішньочеревного тиску до 10 мм рт.ст.; 4-та контрольна точка — після нормалізації рівня внутрішньочеревного тиску. В основній групі додатково визначали ці параметри після зміни рівня ПТКВ та рекрутменту. Застосування передопераційної неінвазивної CPAP-терапії та підвищеного інтраопераційного рівня ПТКВ покращує респіраторні властивості легень, особливо в пацієнтів з ожирінням і тяжкою супутньою легеневою патологією на фоні підвищеного внутрішньочеревного тиску. Внутрішньочеревний тиск на рівні 15 мм рт.ст., що часто застосовується при лапароскопічних операціях, негативно впливає на респіраторну механіку. ПТКВ на рівні 5 см вод.ст. недостатній для підтримання «відкритих легень» у пацієнтів з ожирінням при внутрішньочеревній гіпертензії. Неінвазивна CPAP-терапія та ПТКВ на рівні 10 см вод.ст. дозволяє втримати задовільну розтяжність легень, знизити загальний опір дихальних шляхів, зменшити та провести профілактику ателектазування легень і, можливо, у подальшому скоротити час відлучення від ШВЛ.
В этом клиническом исследовании мы изучали респираторные свойства легких 40 пациентов с различной степенью ожирения во время лапароскопических операций. Все пациенты были разделены на 4 группы: три контрольные (1-я группа — пациенты без ожирения или с избыточным весом, 2-я группа — пациенты с 1-й и 2-й степенью ожирения, 3-я группа — пациенты с морбидным ожирением) и одну основную (4-я группа — пациенты с 1-й и 2-й степенью ожирения, у которых применялась предоперационная неинвазивная CPAP-терапия (Continues Positive Airway Pressure — постоянное положительное давление в дыхательных путях), а параметры искусственной вентиляции были оптимизированы путем изменения уровня положительного давления в конце выдоха (ПДКВ) и применения рекрутмент-маневра). Исследовались следующие респираторные свойства легких: статический комплайенс, средний динамический комплайенс, общее сопротивление дыхательных путей, пиковое давление вдоха и давление плато, среднее внутригрудное давление. Все эти параметры определялись при общей анестезии в установленных контрольных точках: 1-я контрольная точка — после интубации, 2-я контрольная точка — после повышения внутрибрюшного давления до 15 мм рт.ст., 3-я контрольная точка — после уменьшения внутрибрюшного давления до 10 мм рт.ст. и 4-я контрольная точка — после нормализации уровня внутрибрюшного давления. В основной группе дополнительно определяли эти параметры после изменения уровня ПДКВ и рекрутмента. Применение предоперационной неинвазивной CPAP-терапии и повышенного интраоперационного уровня ПДКВ улучшает респираторные свойства легких, особенно у пациентов с ожирением и тяжелой сопутствующей легочной патологией на фоне повышенного внутрибрюшного давления. Внутрибрюшное давление на уровне 15 мм рт.ст., которое часто применяется при лапароскопических операциях, негативно влияет на респираторную механику. ПДКВ на уровне 5 см вод.ст. недостаточно для поддержания «открытых легких» у пациентов с ожирением при внутрибрюшной гипертензии. Неинвазивная CPAP-терапия и ПДКВ на уровне 10 см вод.ст. позволяют удержать удовлетворительную растяжимость легких, снизить общее сопротивление дыхательных путей, уменьшить и провести профилактику ателектазирования легких и, возможно, в дальнейшем сократить время отлучения от ИВЛ.
In this clinical trial, we have studied lung respiratory properties of 40 patients with varying degrees of obesity during laparoscopic surgeries. All the patients were divided into 4 groups: three control (group 1 — persons without obesity or with overweight, group 2 — individuals with degrees 1 and 2 of obesity, group 3 — patients with morbid obesity), and one experimental group (group 4) — persons with degrees 1 and 2 of obesity, who were treated with preoperative non-invasive continuous positive airway pressure (CPAP) therapy and whose parameters of mechanical ventilation were optimized by changing positive end-expiratory pressure (PEEP) levels and using recruitment maneuver. We have been evaluating the following lung properties: static compliance, average dynamic compliance, general airway resistance, peak inspiratory pressure, plateau pressure and mean airway pressure. All these parameters were determined in few specific moments (points) of general anesthesia: control point 1 — after the intubation, control point 2 — after intraabdominal pressure increased to 15 mmHg, control point 3 — when intraabdominal pressure decreased to 10 mmHg, and control point 4 — after normalizing the level of intraabdominal pressure. In experimental group, we’ve additionally determined those properties after changing PEEP level to 10 cmH2O. The use of preoperative non-invasive CPAP therapy and enhanced intraoperative PEEP improves the respiratory properties of the lungs, especially in obese patients with concomitant pulmonary pathology during laparoscopic surgery. Intraabdominal pressure at the level of 15 mmHg, which is often used in laparoscopic interventions, negatively affects respiratory mechanics. PEEP at the level of 5 cmH2O is insufficient to maintain “open lungs” in patients with obesity during laparoscopic surgery with intraabdominal hypertension. Non-invasive CPAP therapy and PEEP at the level of 10 cmH2O make it possible to keep satisfactory lung compliance, reduce the general resistance of the respiratory tract, prevent the formation of atelectasis and possibly further reduce the time of weaning from the mechanical ventilation.
Вступ
За останніми оцінками ВООЗ, від надмірної ваги в сучасному світі страждають приблизно 1,5 мільярда дорослих людей [8]. Частота ожиріння серед працездатного населення в Україні сягає 30 %, а кожний четвертий житель має надмірну масу тіла. Пацієнти даної категорії характеризуються наявністю патологічних змін дихальної механіки, високим ризиком захворювань дихальної, серцево-судинної систем, а також можливістю виникнення тромбоемболічних ускладнень і метаболічних порушень. Особливу увагу слід приділити проведенню штучної вентиляції легень (ШВЛ), подальшій респіраторній підтримці й етапу відлучення від ШВЛ. ШВЛ у пацієнтів з ожирінням ускладнюється при лапароскопічних операціях, що проводяться при підвищеному внутрішньочеревному тиску (ВЧТ), який додатково негативно впливає на попередньо скомпрометовану респіраторну систему [2]. Усі ці фактори приводять до подовження часу відлучення пацієнтів від ШВЛ, а з цим, у свою чергу, пов’язані ризики ускладнень. Проблема періопераційного ведення пацієнтів із надмірною вагою при підвищеному ВЧТ широко досліджується, проте ясності в конкретних, принципово важливих питаннях досі немає. На даний час у нашій країні не розроблено чітких критеріїв проведення ШВЛ у пацієнтів з ожирінням при підвищеному ВЧТ.
Мета дослідження: дослідити зміни респіраторних властивостей легень, ефекти застосування неінвазивної CPAP-терапії (Continues Positive Airway Pressure — постійний позитивний тиск у дихальних шляхах) та оптимізувати параметри ШВЛ у пацієнтів з ожирінням при лапароскопічних операціях.
Матеріали та методи
40 пацієнтів, яким проводилися лапароскопічні оперативні втручання із застосуванням карбоперитонеуму, були поділені на 4 групи (три контрольні й одна основна) залежно від ступенів ожиріння відповідно до класифікації ступенів ожиріння за індексом маси тіла (ІМТ) та застосування респіраторної терапії (American Society for Bariatric Surgery, 1997; Poirier P. et al., 2009).
1-ша група, контрольна — пацієнти без ожиріння або з надмірною масою тіла (№ 10).
2-га група, контрольна — пацієнти з ожирінням 1–2-го ступеня (№ 15).
3-тя група, контрольна — пацієнти з морбідним ожирінням (№ 5).
4-та група, основна — пацієнти з ожирінням 1–2-го ступеня, яким проводилась передопераційна респіраторна терапія та оптимізовано параметри ШВЛ (№ 10).
Схема дослідження в контрольних групах пацієнтів
Етап 1: інтубація пацієнта, ШВЛ та визначення: статичного комплайєнсу (С.stat.), середнього динамічного комплайєнсу (С.dyn.), загального опору дихальних шляхів (RAW), пікового інспіраторного тиску (p.peak), тиску плато (p.plateau), середнього внутрішньогрудного тиску (p.mean).
Етап 2: накладення карбоперитонеуму — ВЧТ 15 мм рт.ст. — визначення респіраторних показників (С.stat., С.dyn., RAW, p.peak, p.plateau, p.mean).
Етап 3: сталий карбоперитонеум — ВЧТ 10 мм рт.ст. — визначення респіраторних показників (С.stat., С.dyn., RAW, p.peak, p.plateau, p.mean).
Етап 4: ліквідація карбоперитонеуму — визначення респіраторних показників (С.stat., С.dyn., RAW, p.peak, p.plateau, p.mean).
Параметри вентиляції (застосування стратегії проективної ШВЛ) [7] — режим, керований з контролем по об’єму (для можливості підрахунку статичного комплайєнсу), дихальний об’єм 6–7 мл/кг; позитивний тиск у кінці видиху (ПТКВ — Positive End-Expiratory Pressure, PEEP) 5 см вод.ст.; FiO2 при індукції — 0,8, інтраопераційно — 0,4; частота дихання 8–14/хв (залежно від показників капнографії).
Положення на операційному столі — Beach Chair Position («шезлонг»).
Апарат для ШВЛ — LEON, Heinen + Löwnstein.
Схема дослідження в основній групі
В основній групі, куди увійшли 10 пацієнтів з 1–2-м ступенем ожиріння, використали перед–операційну неінвазивну CPAP-терапію та стратегію «відкритих легень» з урахуванням клінічних рекомендацій «Периоперационное ведение больных с сопутствующим ожирением» (Заболотских И.Б., Лебединский К.М., Шифман Е.М. та співавт.). Проаналізували за попередньою схемою респіраторні показники легень.
Етап 0. Передопераційна CPAP-терапія протягом 5–10 хвилин перед індукцією (PEEP 5–6).
Етап 1: інтубація пацієнта, ШВЛ та визначення С.stat., С.dyn., RAW, p.peak, p.plateau, p.mean.
Етап 1.1: підвищення PEEP до 10 см вод.ст. (Mulier, 2015) — визначення респіраторних показників (С.stat., С.dyn., RAW, p.peak, p.plateau, p.mean).
Етап 2: накладення карбоперитонеуму — ВЧТ 15 мм рт.ст. — визначення респіраторних показників (С.stat., С.dyn., RAW, p.peak, p.plateau, p.mean).
Етап 3: сталий карбоперитонеум — ВЧТ 10 мм рт.ст. — визначення респіраторних показників (С.stat., С.dyn., RAW, p.peak, p.plateau, p.mean).
Етап 4: ліквідація карбоперитонеуму — визначення респіраторних показників (С.stat., С.dyn., RAW, p.peak, p.plateau, p.mean).
Етап 4.1: зниження PEEP до фізіологічного рівня — визначення респіраторних показників (С.stat., С.dyn., RAW, p.peak, p.plateau, p.mean).
З’явились 3 додаткові етапи (0, 1.1, 4.1)!
Порівняли результати трьох контрольних груп.
Порівняли результати другої контрольної та основної групи.
Результати
Згідно з отриманими результатами, в усіх конт–рольних групах спостерігалось різке падіння статичного комплайєнсу легень нижче від норми на 2-му етапі дослідження, а саме при ВЧТ на рівні 15 мм рт.ст. (табл. 1). C.stat. у групі пацієнтів із морбідним ожирінням був первинно низьким і критично знизився при підвищенні ВЧТ (табл. 1, 2).
У всіх контрольних групах С.stat. після нормалізації ВЧТ (4-й етап) не досягав первинних значень після інтубації (1-й етап) (табл. 1). При підвищенні ВЧТ відповідно зростав загальний опір дихальних шляхів та піковий інспіраторний тиск у всіх конт–рольних групах (табл. 2–4).
В основній групі, у якій проводилась CPAP-терапія, первинний комплайєнс був вищим у середньому на 5–10 %, а встановлення PEEP на рівні 10 см вод.ст. спричинило зростання комплайєнсу на 13 % на 1-му етапі дослідження.
На фоні PEEP 10 см вод.ст. зберігався нормальний С.stat. легень навіть при ВЧТ 15 мм рт.ст., який у контрольних групах спричиняв різке падіння даного показника (табл. 5, 6). Моніторинг середнього внутрішньогрудного тиску свідчив, що його показники на жодному етапі дослідження не перевищували 20 см вод.ст.!
При виставленні PEEP на рівні 10 см вод.ст. при ВЧТ 10 мм рт.ст. (Mulier, 2015) комплайєнс залишався в межах норми та відповідав вихідним значенням (табл. 5, 6). На фоні PEEP 10 см вод.ст. загальний опір дихальних шляхів в основній групі був нижчим, ніж у контрольній. Ліквідація карбоперитонеуму та виставлення фізіологічного PEEP (3–5 см вод.ст.) супроводжувалось ростом C.stat., а його значення були вищими від вихідного рівня (табл. 5, 6).
Обговорення
Застосування новітніх можливостей респіраторної терапії, що включає широкий діапазон алгоритмів і режимів штучної вентиляції легень, інтенсивно вивчається. Поява сучасних апаратів ШВЛ дає змогу в динаміці оцінювати респіраторні показники пацієнтів та оперативно діяти з метою їх покращення. В основі патології дихальної системи в пацієнтів з ожирінням переважають хронічні обструктивні захворювання легень, емфізема, пневмосклероз і синдром обструктивного сонного апное. Дані процеси знижують дихальний об’єм, резервні об’єми вдиху й видиху, об’єм форсованого видиху за 1 с на тлі значно зниженої життєвої й функціональної ємності при відносно нормальному залишковому об’ємі. Це, у свою чергу, сприяє закриттю дрібних дихальних ходів і порушенню вентиляційно-перфузійного співвідношення [1]. Споживання кисню в людей із надлишковою масою порівняно з особами з нормальною будовою тіла більше при значно вищій продукції вуглекислого газу. Згідно з останніми даними, загальна анестезія супроводжується ателектазуванням близько 15 % легеневої тканини, що в людей з ожирінням може мати вкрай негативні наслідки [5, 7]. Проведення ШВЛ суттєво ускладнюються при лапароскопічних операціях, що проводяться при підвищеному ВЧТ, який додатково негативно впливає на попередньо скомпрометовану респіраторну систему (цефалічне зміщення діафрагми, ателектазування базальних відділів легень) [4]. В умовах пневмоперитонеуму знижується комплайєнс легень та зростає опір у дихальних шляхах [2, 3]. Дихальна дисфункція — одна з найпоширеніших причин післяопераційних ускладнень через велику кількість ателектазів та обструктивних процесів у дихальних шляхах [1].
Сучасні апарати ШВЛ дають змогу підібрати оптимальний режим вентиляції для пацієнта залежно від етапу анестезії та респіраторних потреб. Наявність примусово-допоміжних, допоміжних та адаптивних режимів вентиляції забезпечує плавність етапів відлучення від ШВЛ [9]. Важливим питанням респіраторної підготовки даної групи пацієнтів є передопераційна неінвазивна CPAP-терапія [3], а також підбір оптимального рівня позитивного тиску в кінці видиху, керованого інспіраторного тиску, тиску плато, частоти дихання, хвилинного об’єму, дихального об’єму, відсотка кисню у вдихуваній суміші залежно від етапу лапароскопічного оперативного втручання й респіраторних властивостей легень пацієнта. Сучасні апарати ШВЛ дають можливість визначати властивості респіраторної системи, що є важливими для безпеки пацієнта, особливо з коморбідною патологією. Крім того, дані апарати дозволяють «розширити» ШВЛ до поняття респіраторної терапії. Саме можливість динамічної оцінки респіраторних властивостей легень (статичний та динамічний комплайєнс, піковий інспіраторний тиск, загальний опір дихальних шляхів) допомагає розробити стратегію респіраторної терапії періопераційного ведення пацієнтів. Можливість застосування неінвазивної ШВЛ у режимі CPAP перед індукцією та інвазивною ШВЛ може покращити перебіг анестезії та подальший післяопераційний стан пацієнтів [8]. Основними ланками впливу на респіраторну механіку пацієнтів є: передопераційна CPAP-терапія, вибір режиму вентиляції, що не обов’язково традиційно повинен бути примусовим, визначення інтраопераційного безпечного ПТКВ (залежно від встановленого рівня внутрішньочеревного тиску при лапароскопічних операціях та гемодинамічної стабільності пацієнта), можливість проведення рекрутмент-маневру (recruitment manoeuvre), величини дихального об’єму або контрольованого тиску вдиху та тиску плато, а також положення пацієнта на операційному столі [5, 6]. Існують дослідження, що доводять ефективність перед–операційної CPAP-терапії [4], проте уніфікованої техніки проведення не описано, доведено позитивний ефект ПТКВ, хоча не визначено, який його рівень повинен бути при ожирінні та наявному карбоперитонеумі, і питання залишається дискутабельним.
Висновки
1. Застосування передопераційної неінвазивної CPAP-терапії й підвищеного інтраопераційного PEEP покращує респіраторні властивості легень, особливо в пацієнтів з ожирінням та тяжкою супутньою легеневою патологією на фоні підвищеного ВЧТ.
2. ВЧТ на рівні 15 мм рт.ст., який часто застосовується при лапароскопічних операціях, негативно впливає на респіраторну механіку.
3. PEEP 5 см вод.ст. недостатній для підтримання «відкритих легень» у пацієнтів з ожирінням при внутрішньочеревній гіпертензії.
4. Неінвазивна CPAP-терапія та PEEP 10 см вод.ст. дозволяють утримати задовільну розтяжність легень, знизити загальний опір дихальних шляхів, зменшити та провести профілактику ателектазування легень і, можливо, в подальшому скоротити час відлучення від ШВЛ.
Конфлікт інтересів. Автори заявляють про відсутність конфлікту інтересів при підготовці даної статті.
Список литературы
1. Мазур А.П., Винниченко О.В., Шевченко В.М., Бубало О.Ф. Режими керованої вентиляції легенів на етапах хірургічного лікування хворих з морбідним ожирінням // Біль, знеболення та інтенсивна терапія. — 2017. — 1. — С. 26-30. DOI: https://doi.org/10.25284/2519-2078.1(78).2017.103179.
2. Pelosi P., Vargas M.: Mechanical ventilation and intra-abdominal hypertension: ‘Beyond Good and Evil’ // Critical Care. — 2012. — 16. — Р. 187. DOI: 10.1186/cc11874.
3. Cadi P., Guenoun T., Journois D., Chevallier J.-M., Dichl J.-L., Safran D. Pressure-controlled ventilation improves oxygenation during laparoscopic obesity surgery compared with volume-controlled ventilation // BJA. — 2008. — 100(5). — Р. 709-16. doi: 10.1093/bja/aen067
4. Cinnella G., Grasso S., Spadaro S., Rauseo M., Mirabella L., Salatto P. et al. Effects of Recruitment Maneuver and Positive End-expiratiry Mechanics and Transpulmonary Pressure during Laparoscopic Surgery // Anesthesiology. — 2013. — 118(1). — Р. 114-22. doi:10.1097/ALN.0b013e3182746a10.
5. Gander S., Frascarolo Ph., Suter M., Spahn D.R., Magnusson L. Positive End-Expiratory Pressure During Induction of General Anesthesia Increases Duratin of Nonhypoxic Apnea in Morbidly Obese Patients // Anesth. Analg. — 2005. — 100. — Р. 580-1. DOI: 10.1213/01.ANE.0000143339.40385.1B.
6. Olson A.L., Zwillich C. The obesity hypoventilation syndrome // Am. J. Med. — 2005. — 118(9). — Р. 948-56. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.amjmed.2005.03.042
7. Valenza F., Chevallard G., Fossali T., Salice V., Pizzocri M., Gattinoni L. Management of mechanical ventilation during laparoscopic surgery // Best Practice & Research Clinical Anaesthesiology. — 2010. — 24. — Р. 227-41. PMID: 20608559.
8. Challenges in obesity epidemiology / D. Canoy, I. Buchan // Obes. Rev. — 2007. — Vol. 8 (Suppl. 1). — P. 1-11. — https://doi.org/10.1111/j.1467-789x.2007.00310.x.
9. Ventilation strategies in obese patients undergoing surgery: a quantitative systematic review and meta-analysis / M. Aldenkortt, C. Lysakowski, N. Elia [et al.] // Br. J. Anaesth. — 2012. — Vol. 109, № 4. — P. 493-502. — https://doi.org/10.1093/bja/aes338
/78-1.jpg )
/79-1.jpg )
/79-2.jpg )
/80-1.jpg )