Эволюция подходов к протективной вентиляции легких в неонатологии (обзор литературы). Часть 2*

РезюмеВ обзоре литературы представлена информация по основам традиционной неонатальной вентиляции и о перспективах ее совершенствования. Выделены основные аспекты современной вентиляции легких у новорожденных, новые стратегии, алгоритмы, типы и режимы вентиляции легких, повышающие эффективность и безопасность данного метода интенсивной респираторной поддержки. В частности, представлена информация по введению в клиническую практику новых типов вентиляции (вентиляция с двойным контролем - по объему и по давлению) и новых респираторных программ - вентиляция с контролируемым дыхательным объемом.

Ключевые слова:новорожденные с экстремально низкой массой тела, новорожденные с очень низкой массой тела, отделение реанимации и интенсивной терапии новорожденных, искусственная (конвективная) вентиляция легких, вентилятор-индуцированное повреждение легких, протективная вентиляция, вентиляция с контролем по давлению, вентиляция с контролем по объему, вентиляция с целевым объемом, вентиляция с гарантированным дыхательным объемом

* Часть 1 см. в журнале "Неонатология: новости, мнения, обучение" № 2, 2016.
Неонатология: новости, мнения, обучение. 2016. № 3. С. 85-98.

Сокращения
ИВЛ - искусственная вентиляция легких
ОНМТ - очень низкая масса тела
ОРИТН - отделение реанимации и интенсивной терапии новорожденных
РДСН - респираторный дистресс-синдром новорожденных
ЭНМТ - экстремально низкая масса тела
PCV - вентиляция с контролем по давлению
PlV - вентиляция с лимитируемым давлением
VAlI - вентилятор-ассоциированное повреждение легких
VIlI - вентилятор-индуцированное повреждение легких
VCV - вентиляция с контролем по объему
VG - вентиляция с гарантированным дыхательным объемом
VlV - вентиляция с ограничением по объему
Vt - дыхательный объем
VTV - вентиляция с целевым объемом

Вентилятор-индушированное повреждение легких. Основные повреждающие факторы

Введение в повседневную практику отделения реани­мации и интенсивной терапии (ОРИТН) пациент-триггерных режимов искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и респи­раторной поддержки существенно повысило уровень без­опасности при лечении дыхательных расстройств у ново­рожденных группы высокого риска, уменьшило количество органных и системных осложнений, сократило продолжи­тельность ИВЛ. Однако это до конца не устранило проблему возникновения ИВЛ-ассоциированных повреждений легких у новорожденных детей.

В контексте формирования дыхательных паттернов сле­дует отметить принципиальное отличие самостоятельного дыхания без респираторной поддержки от аппаратных ды­хательных циклов при проведении механической вентиля­ции. Оно заключается в том, что самостоятельное дыхание происходит при том атмосферном давлении, в котором на­ходится человек (естественная изобара). Давление и поток и, соответственно, дыхательный объем (Vt) и минутная вен­тиляция легких формируются благодаря работе диафрагмы и дыхательных мышц грудной клетки по созданию отрица­тельного давления в плевральной полости, а сами дыха­тельные циклы и их ключевые параметры контролируются дыхательным центром. При аппаратном дыхании методом "вдувания" газовой смеси через эндотрахеальную трубку пациент всегда дышит при давлении несколько выше атмо­сферного (выше естественной изобары). Степень превыше­ния естественной изобары зависит от выбранного режима ИВЛ. Все или практически все ключевые параметры аппа­ратной ИВЛ, устанавливаемые специалистом (частота дыха­тельных циклов, поток, давление на вдохе и выдохе, время вдоха, Vt), могут оказаться недостаточными, нормальными или избыточными для пациента в конкретной клинической ситуации, особенно при наличии у него самостоятельных попыток дыхания. Кроме протезирующего и возможного протективного компонента такого типа дыхания, неред­ко эти параметры могут нести повреждающий ятрогенный потенциал как на пораженные (скомпрометированные), так и на неизмененные легкие. Какой из этих параметров или их сочетание превалирует в развитии ятрогенного по­вреждения легких при длительной вентиляции при раз­личной легочной и внелегочной патологии у разных групп целевых пациентов, широко дискутируется до сих пор [1-9]. При проведении новорожденным традиционной вентиляции легких с контролем по давлению (PCV) наиболее критичным параметром помимо концентрации кислорода долгое время считалось высокое инспираторное давление (Pin), точнее, высокая амплитуда АР [(Pin - положительное давление в конце выдоха (PEEP)] положительного давле­ния, которой приписывалось развитие одного из важных компонентов вентилятор-индуцированного повреждения легких (VIlI) - баротравмы. Синдром утечки воздуха чаще связывали именно с избыточным инспираторным давле­нием, точнее, с высоким транспульмонарным градиентом (разница между альвеолярным и плевральным давлением) [1, 2]. Избыточному Vt, вызывающему возможное разви­тие другого компонента VIlI - волюмотравмы, отводилось вторичное значение в повреждении легких, до тех пор пока не был уточнен безопасный диапазон для различных групп целевых вентилируемых пациентов. После ряда экс­периментальных и клинических исследований было пока­зано, что не изолированное воздействие того или иного изучаемого параметра вентиляции, а сочетание различных респираторных комбинаций, и в первую очередь "давле­ние-объем", приводит к ИВЛ-ассоциированному повреж­дению легких. Комбинация неблагоприятных эффектов механической вентиляции вызывает все изученные ятрогенные повреждения легких (баротравма, волюмотравма, ателектатическая травма, биотравма), сопровождающиеся перераздутием легочной ткани, ателектазами, отеком лег­ких, синдромом утечки воздуха, провоспалительными реак­циями и др. Из изученных комбинаций, таких как "высокое давление - большой объем", "низкое давление - большой объем", "высокое давление - низкий объем", первые две комбинации обладают наибольшим повреждающим потен­циалом и, по многочисленным данным, приводят к разви­тию VIlI и VAlI [3-9]. Напротив, при комбинации "высокое давление - низкий объем" большинством исследователей не было выявлено патологических реакций со стороны лег­ких. Это позволило сделать предварительный вывод, что не высокое давление в дыхательных путях, а высокий Vt несет ответственность за возникновение VIlI. В последу­ющих исследованиях анализ комбинации "низкое давле­ние - низкий объем" показал гетерогенность влияния на легкие у разных групп пациентов. Такая комбинация в ряде случаев тоже вызывала VIlI. Однако степень поражения легких зависела от того, какие легкие (пораженные или интактные) вентилировались, а также от РЕЕР. В дальнейшем было показано, что при выраженных нарушениях вентиля­ции низкая АР [низкая амплитуда между инспираторным давлением (Pin) и давлением на выдохе (РЕЕР)] при Vt 4-6 мл/кг имеет удовлетворительный клинический эффект с наименьшим повреждающим эффектом при респира­торном дистресс-синдроме новорожденных (РДСН) у не­доношенных детей [3-6, 9]. Таким образом, именно Vt на сегодня является ключевым параметром, определяющим безопасность вентиляции [3].

В последующих исследованиях было показано, что тра­диционная вентиляция как с очень низкими, так и с очень высокими объемами всегда приводит к повреждению лег­ких. В первом случае - к ателектатической травме с возмож­ным развитием каскада патологических органных и систем­ных реакций, во втором случае - к баротравме с запуском возможных мультиорганных поражений (рис. 1, 2) [9-11]. У новорожденных, в первую очередь у недоношенных, та­кие патологические изменения в легких могут усугублять первичное поражение легких и в конечном итоге приводить к хроническим заболеваниям легких (бронхолегочная дисплазия). Это характерно в первую очередь для пациентов с первичным дефицитом сурфактанта - недоношенные дети с ОНМТ и ЭНМТ. В свою очередь все вышеперечисленное закономерно приводит к увеличению реанимационного и общегоспитального койко-дня и долгосрочным респира­торным, церебральным и системным потерям и ограниче­ниям [11]. Совместно с ключевыми параметрами вентиляции, вызывающими VIlI, рассматривается также токсическое действие повышенных концентраций кисло­рода у новорожденных с неустойчивым оксидативным статусом [12].

Широкая доказательная база позволила разработать более совершенные типы вентиляции, респираторные стра­тегии и алгоритмы управления ключевыми параметрами вентиляции, ограничивающими повреждающее действие на легкие и/или профилактирующие указанные осложне­ния. Стратегия "целевого дыхательного объема" (Volume Targeted Ventilation - VTV) и оптимизация его использова­ния считаются ведущим трендом в повышении безопасности вентиляции. В неонатальной вентиляции были предложены и в дальнейшем реализованы два основных направления протективной вентиляции.

Первое направление - вентиляция со сверхвысокими (неконвенционными) частотами дыхания и очень низким Vt (0,5-2,0 мл/кг), высокочастотная осцилляторная венти­ляция (HFOV), позволившая реализовать концепцию "откры­того легкого" (Open lung Tool) как маневр альвеолярного рекрутмента при тяжелом гомогенном поражении легких [13-15]. Ее можно рассматривать как отдельный тип венти­ляции.

Второе направление - протективная вентиляция в тра­диционных (конвенционных) принудительных и синхро­низированных режимах вентиляции и респираторной поддержки. В клиническую практику были введены ре­комендации по низкоамплитудной вентиляции [низкая ΔР (Pin-PEEP)] и вентиляции с относительно малыми Vt (4,0-6,0 мл/кг), индивидуальному подбору Pin и РЕЕР по данным графического и цифрового мониторинга, а также мониторинга капнографии и оксигенации при различных видах дыхательных нарушений [16-27]. Следует отметить, что эти рекомендации также базируются на концепции "от­крытого легкого" и включают индивидуализацию "ручной" регулировки параметров вентиляции, а также уровня оксигенации при возможных разнонаправленных изменениях в легочной механике и оксидативном статусе. Все это тре­бует от врача "взвешенного" выбора доступных режимов вентиляции, своевременной и адекватной регулировки доступных параметров, что может быть сложно по техни­ческим причинам. Дополнительным условием является наличие мониторинга механики легких, в первую очередь Vt и Pin, а также растяжимости (Compl) и сопротивления (Res). Успех реализации данного подхода во многом зави­сит от опыта пролонгированной вентиляции (количества пациентов) и достаточной ресурсной базы.

Традиционная VCV, широко используемая в практике взрослых и педиатрических ОРИТН, безусловно, может га­рантировать постоянный контроль и доставку требуемого дыхательного объема в идеальных условиях (принудитель­ная вентиляция), однако у новорожденных такой тип ИВЛ ассоциирован с определенными рисками. Риск возникно­вения баротравмы и волюмотравмы при VCV потенциаль­но выше, чем при PCV, так как при появлении спонтанных дыхательных попыток или стремительном изменении Compl или Res может отмечаться плохая согласованность межу респиратором и пациентом. Низкая эффективность объемной вентиляции у новорожденных может быть связана с использованием в неонатологии безманжетных (uncuffed) эндотрахеальных трубок. Наличие утечек вокруг интубационной трубки может влиять на доставляемый объем газа. Чем больше утечка, тем меньший объем получит пациент. В таких случаях установленный Vt может отличаться от до­ставленного, так как этот показатель отражает Vt, генериру­емый аппаратом. Определенное количество этого газа будет сжиматься в контуре вентилятора (феномен "compressible volume loss" с запланированными потерями объема), что требует обязательной компенсации потока и объема (до­ступно не во всех респираторах). Это зависит от соответ­ствия цепи "контур пациента - дыхательные пути пациента", а также от уровня увлажнения. Из-за лабильности объема потерь сжимаемого газа измерение доставленного объема должно проводиться как можно ближе к дыхательным путям (в идеале на уровне бифуркации трахеи), что сопряжено с существенными трудностями и не позволяет корректно из­мерять доставленный объем "на широкой основе" [28, 29]. Учитывая вышеописанные риски, объемная вентиляция в классическом варианте нечасто используется в неонатологии, считаясь альтернативным вариантом, несмотря на со­вершенствование качества респираторного мониторинга с включением раздельного измерения дыхательного объема вдоха и выдоха (Vti и Vte), включением микропроцессорно­го контроля потока и дополнительных пневматических ком­пенсационных систем в современных респираторах послед­них поколений. Именно поэтому было предложено новое направление в протективной вентиляции - "Closed loop Ventilation" [30-32].

Концепция "целевого дыхательного объема" со страте­гией использования контроля и поддержания безопасного (оптимального) целевого Vt при безопасном (невысоком) Pin при формировании аппаратных дыхательных циклов, систематизированная как "объемно-ориентированная вентиляция" (VTV- volume targeting ventilation), в по­следние десятилетия претерпела существенную эволюцию. Эта стратегия привела к объединению (совмещению) не­обходимых элементов двух типов вентиляции (VCV и PCV), так называемой вентиляции с двойным контролем (Dual-Control, Hybrid Ventilation и др.). Логика такой комбинации в теории проста и понятна. Это совмещение надежности вентиляции со стабильным дыхательным объемом и оксигенацией, как при объемной вентиляции, и надежный кон­троль Pin с оптимальным распределением газовой смеси и хорошим соответствием дыхательного паттерна пациента с работой респиратора, как при вентиляции с контролем по давлению. В дальнейшем было показано, что такая комби­нация в теории может снизить риски, связанные с перерас­тяжением легких избыточным Vt или с гипоинфляцией с по­следующим развитием VIlI [25-35]. Иными словами, был предложен амбивалентный тип, совмещающий одновре­менно элементы двух разнонаправленных типов контроля вентиляции с формированием программ "целевого объ­ема". Благодаря микропроцессорным технологиям управ­ления при таком объединении появилась возможность качественного мониторинга и "тонкой" автоматической регулировки в Servo-режиме многих ключевых параметров вентиляции - принцип "Closed-loop ventilation". Авто­матические изменения времени вдоха, скорости нараста­ния давления, формы графика давления, скорости потока, формы графика потока, смена критериев работы клапанов вдоха и выдоха во время одного дыхательного цикла либо при последовательном дыхании как в принудительных, так и во вспомогательных синхронизированных режимах, с це­лью поддержания необходимого Vt существенно повысили эффективность и безопасность вентиляции [28-37]. Таким образом, по-прежнему вентилируя пациента в PCV-режиме с возможностью варьирования потоков (для выбора не­обходимой формы графика давления), а также различных критериев и способов переключения со вдоха на выдох -была получена возможность оперативно менять данные па­раметры для поддержания стабильного "целевого объема" по аналогии с VCV-вентиляцией, ориентируясь на потреб­ности пациента и/или меняющиеся биомеханические свой­ства легких [31, 32, 38].

В медицинской литературе до сих пор допускается опре­деленная путаница в толковании термина "целевой объем". Многие исследователи и специалисты используют различ­ные аббревиатуры, объединяющие все хорошее, что может дать это направление вентиляции, но не всегда отражающие сущность указанного алгоритма. Наиболее часто употребля­ются аббревиатуры VT (volume targeted), Vl (volume limit), VC (volume control), VP (volume preset), TV (tidal volume), VG (volume guaranty). Их применение варьирует в зависи­мости от компьютерных версий респираторов разных про­изводителей и поколений, толкований и собственных пред­ставлений авторов о морфологии данных респираторных программ. Еще большая путаница наблюдается в названиях "фирменных" аббревиатур новых режимов и респираторных программ, использующих алгоритм "целевого дыхательно­го объема". Нередко мы имеем дело со смешиванием клю­чевых дефиниций, объединяя типы контроля вентиляции и режимы вентиляции или дублируя "фирменные" версии, что в терминологическом плане нельзя считать приемле­мым (см. часть 1*) [39, 40]. На самом деле все гибридные режимы с двойным контролем либо по-прежнему работают в классическом TCPl-типе вентиляции (вариант PCV), либо используют флоу-циклический (Flow cycling) тип венти­ляции, как в режиме респираторной поддержки PSV. Итак, новые режимы и респираторные программы "целевого ды­хательного объема", работающие в режиме вентиляции Dual-Control (в техническом плане по-прежнему в PCV-типе вентиляции с элементами VCV-типа), стали развиваться в не­скольких направлениях, объединяющих несколько семейств режимов и вентиляционных программ, таких как VAPS, PRVC и VG (рис. 3) [41, 42].

Чтобы понять, какой алгоритм "целевого дыхательного объема" интегрирован в тот или иной тип вентиляции ре­спиратора, необходимо рассмотреть принципы реагирова­ния вентилятора.

1. Volume controlled - постоянный поток во время вдоха определяет время инфляции, требуемой для доставки необ­ходимого Vti.

2. Volume limited - поддержка давления прекращает инфляцию, если измеренный Vti превышает установленный верхний предел.

3. Volume support - уровень поддержки объемом зави­сит от времени инфляции, необходимого для доставки необ­ходимого Vti.

4. Volume guarantee - предустановки Vte заранее определяют продолжительность и скорость нарастания инфляции.

Все семейства указанных режимов можно условно разде­лить на две группы: режимы с последовательным чередова­нием вдохов по объему и давлению и режимы с сочетанием двух принципов контроля во время одного механического (аппаратного) вдоха.

Семейство режимов VAPS (Volume Assured Pressure Support)

Один из самых первых гибридных режимов вентиляции. Коммерческие названия данного режима у разных производителей: VV+, Рaug, PlV и др. В самом названии есть разъяс­нение принципа функционирования - обеспечение объемом с поддержкой давления. Принцип работы - от давления к объему ("pressure-to-volume").

Респиратор производит тестирование каждого вдоха в PCV-типе вентиляции (принцип "within-a-breath", алго­ритм "Auto-set-point-control") и сопоставление с установ­ленным Vt для его поддержания. Таким образом, "целевой дыхательный объем" сопоставляется и формируется из по­казателей Vti в каждом дыхательном цикле. Управление по давлению, ограничение по давлению или времени, цикл по потоку (PS-Flow Cycle) с переключением на VCV. Респира­тор использует два параллельных потока: первый поток -нисходящий, контролируемый по давлению; второй -прямоугольный, контролируемый по объему. Создается максимальный (пиковый) поток, который при достижении заданного давления в дыхательных путях постепенно сни­жается. Если Vt достигает установленного уровня, прямоу­гольный поток прекращается, а нисходящий продолжается (рис. 4-6).

В одних респираторах VAPS может быть интегрирован в режимы A/C, SIMV, CPAP/PSV, в других работает только как изолированный PSV. По существу, это режим респира­торной поддержки PSV, работающий в PCV с возможностью в течение одного дыхательного цикла перейти в VCV. Таким образом, VAPS = РСТ/PSV или PS c гарантированным ды­хательным объемом ("парциальная VCV", "объемная вен­тиляция с вариабельным потоком") [42, 43]. Необходима обязательная ручная установка величины инспираторного потока, оптимального (предпочтительного) давления поддержки (Psupp), времени нарастания давления (ускоре­ние оптимального давления) и минимально приемлемого Vti, при наличии адекватной респираторной активности пациента. По мнению ряда исследователей, VAPS одинако­во подходит как при старте лечения острой дыхательной недостаточности, так и при подготовке к переводу на са­мостоятельное дыхание ввиду преимущества данного ре­жима в снижении работы дыхания пациента и улучшении синхронности между пациентом и респиратором [42-44]. Первым предвестником преимуществ "целевого объема" с использованием принципа Volume limited в неонатологии стало рандомизированное исследование, опубли­кованное еще в 1997 г., в котором сравнивалась эффек­тивность концепции гибридной вентиляции с "целевым объемом" по сравнению с традиционной PlV-вентиляцией в TCPl-типе [45]. Вентиляция проводилась на аппарате "VIP bird Infant/Paediatric Ventilator". Использовались вентиляция в VCV-режиме и оригинальная версия VAPS с целевым объемом 5-8 мл/кг в режиме PTV (A/C). Было доказано, что не давление является критической пере­менной в повреждении легких и других осложнений, а неконтролируемый объем, который приводит к волюмотравме на фоне быстроменяющейся легочной механики. Было сделано заключение, что ограничение избыточного дыхательного объема при вентиляции c контролируемым и лимитируемым Vt и последовательным снижением Pin мо­жет улучшить венозный возврат и сердечный выброс, тем самым улучшая мозговой кровоток. Это является одним из возможных объяснений снижения частоты внутриче­репных кровоизлияний среди детей, которые находились на вентиляции с лимитируемым объемом, по сравнению с группой контроля на PVl. Было показано, что вентиля­ция с лимитированным объемом более безопасна и эф­фективна при использовании в группе недоношенных новорожденных с РДСН, с массой более 1200 г; у этих па­циентов было меньше осложнений по сравнению с ново­рожденными, которые находились на традиционной TCPl (PVl) вентиляции [45].

Особенности работы режима. Принцип реагирования респиратора - Volume limited. Каждое дыхание начинается как при PCV, но если множество Vt не достигнуто (например, установлен недостаточный поток, или скорость нарастания давления недостаточная, или дыхательные попытки слабы), респиратор переходит во Flow-cycling тип вентиляции, из­меняя длительность вдоха и/или пассивно увеличивая Pin, чтобы достичь желаемого Vt. Это может приводить к удли­нению Ti и асинхронности. Если сопротивление и/или комплайнс стремительно меняются, это также может изменять время вдоха и разнонаправленно менять Pin за счет увели­чения или уменьшения скорости потока для поддержания целевого Vti (см. рис. 5). На графиках видно удлинение времени вдоха и прогрессивно возрастающее давление Pin для поддержания установленного Vti при увеличении Res и снижении Compl [46].

Следует помнить, что контролируемый объем в данном режиме ИВЛ - это объем, генерируемый вентилятором, а не выдыхаемый объем. Во время поддержания огра­ниченного гарантированного объема (Volume limited) в дыхательном цикле давление в дыхательных путях будет расти выше "опорного набора" давления, поэтому установ­ки тревожной сигнализации по пределу высокого давления имеют важное значение [46]. Если давление и/или необхо­димый Vt установлены слишком низко, вероятны нараста­ние гипоинфляции, гиповентиляции и увеличение работы дыхания. Ввиду того что не предусмотрено автоматическое снижение давления на вдохе, когда растяжимость легких пациента улучшается, повышается риск гипервентиляции и гиперинфляции. Ориентация Vt, основанная на вдохе (Vti), подвержена ошибкам в присутствии значительной утечки помимо интубационной трубки. Таким образом, анализ Vt на вдохе имеет как преимущества, так и недостатки. Это, с одной стороны, позволяет очень быстро реагировать на изменения Vt в течение каждого вдоха, а с другой стороны - делает систему очень восприимчивой к ошибкам при вы­раженной утечке помимо интубационной трубки. В таком случае алгоритм управления может быть "запутан" с воз­можным респираторным дискомфортом пациента, поэтому графический мониторинг (дыхательные графики и петли) становится важным инструментом для внесения соответ­ствующих корректировок в управление процессом ИВЛ [46, 47]. При выполнении всех рекомендаций по установке параметров и своевременном реагировании медицинского пер­сонала на возможные изменения протективные свойства данного режима хорошие. В ряде исследований указыва­ется, что адаптация пациентов с различным респираторным статусом в данном режиме ИВЛ с учетом указанных особен­ностей мониторинга и управления нередко требует боль­шого опыта, терпения и времени [46-50]. Исследований, посвященных режиму VAPS в неонатологии со времени его внедрения в 1992 г., относительно немного [43]. Опасения по поводу неспособности алгоритма Volume limited в клас­сическом режиме VAPS поддерживать оптимальное взаимо­действие между респиратором и пациентом и обеспечивать "комфортные" дыхательные паттерны, а также сложность в управлении могут ограничивать его широкое использова­ние в клинической практике (рис. 7) [43-50]. В настоящее время данный режим реализован в единичных неонатальных респираторах.

В некоторых респираторах последних поколений (на­пример, аппарат "AVEA", Viasys/CareFusion) реализована но­вая версия данного режима ИВЛ - "New VAPS", несколько отличающаяся от классической. Принцип действия - кор­ректировка регуляции давления с гарантией аппаратного дыхательного объема. Опция "Мах Vol" (Machine Volume) позволяет установить целевой объем во время вдоха. При этом вентилятор начинает дыхание по принципу Volume Controlled с цикличностью по времени, с одновременным контролем потока и давления и возможностью перехода в PCV и обратно в течение одного дыхательного цикла. Ва­рьирование инспираторного потока позволяет удовлетво­рить меняющиеся потребности пациента в потоке (принцип "Demand Flow") при быстро меняющейся Compl. Вентиля­тор анализирует замедляющий поток на вдохе, необходи­мый для доставки Vt (функция минимального Tidal Volume) в установленное время. Затем пиковый поток снижается на вдохе до расчетного. Если целевой объем не был доставлен, респиратор переходит на непрерывный поток, пока целевой объем не будет доставлен при неизменном времени вдоха. Время отклика при такой смене потоков очень быстрое (0,2-0,4 мс), что оказывается явным преимуществом перед другим гибридным режимом PRVC (см. ниже), при котором поток будет меняться в последующих дыхательных циклах. Такой подход может быть максимально эффективен при стремительно меняющемся Compl, например после введения сурфактанта. Дополнительная функция - время нарастания потока "Insp Rise" (Inspiratory Rise Time) - позволяет врачу-специалисту самостоятельно регулировать скорость потока во время вдоха с контролем по давлению (диапазон настрой­ки от 1 до 9, где 1 - самый быстрый, а 9 - самый медленный). Дополнительная функция "Vol limit" (Volume limit) позволя­ет специалисту установить максимальный уровень допусти­мого Vt, который не может быть превышен в течение дыхания с управлением по давлению (PCV, TCPl). Причем эта функция может быть активна и в других режимах вентиляции - PSV, PRVC с целью профилактики волюмотравмы. При достиже­нии предельного объема появляется визуальная индикация в зоне сигнала тревоги. Индикатор дисплея продолжает го­реть до тех пор, пока сигнал "предельный объем" активен, поэтому специалист должен изменить настройки или оце­нить респираторный статус пациента. В некоторых респира­торах с целью повышения безопасности введена дополни­тельная функция "предел давления" (High Peak), которая прекращает инфляцию, если верхний предел Vt превышен, с целью уменьшения риска гиперинфляции и волюмотравмы. Если запланированный Vt будет достигнут или превышен во время одного вдоха, вентилятор завершит дыхательный цикл как нормальное дыхание в PCV.

Семейство режимов PRVC (Pressure regulated volume control)

Еще одна оригинальная гибридная программа вентиля­ции с двойным контролем, впервые введенная в программ­ное обеспечение респираторов "Siemens Servo 300", в после­дующем "Servo I" в конце 1980-х гг. и широко реализуемая сейчас (опционально) многими производителями (General Electric, Drager, Newport и др). Коммерческие названия дан­ного режима у разных производителей: Fl/controlled, VC+, APV, VS, Auto Flow, PC+, VTPC и др. В данной аббревиатуре так­же расшифровывается алгоритм вентиляции - вентиляция с регулируемым давлением и с контролем объема. В дан­ных программах используется качественно иной принцип формирования и поддержки требуемого (гарантирован­ного) дыхательного объема - принцип последовательного тестирования нескольких вдохов ("breath-to-breath") и алгоритм "Adaptive-Control". Принцип работы - после­довательное использование вдохов по объему и давлению или, точнее, от объема к давлению ("volume-to-pressure") с целью подбора целевого Vt с минимальным Pin. Целевым Vt в данном режиме также считается Vti, так как анализиру­ется исключительно Vti. Иными словами, это принудитель­но-синхронизированная вентиляция в VCV с переходом в PCV (см. рис. 6). Управление по объему и давлению, огра­ничение по давлению, цикличность по времени или потоку, или что наступит раньше. Данная программа может быть интегрирована в любой синхронизированный режим ИВЛ (A/C, SIMV, PSV), при PSV синхронизация может достигаться по потоку, давлению или времени. Вдох начинается в VCV, проводится тестирование Vti с анализом Pin и в некоторых версиях плато вдоха (Pplato) - в среднем 2-4 последова­тельных цикла или в течение 10 с, или что наступит рань­ше, в зависимости от программной версии производителя, с сопоставлением максимального и целевого Pin. После этого респиратор переходит в PCV-тип вентиляции с ми­нимальным Pin, в зависимости от программной версии или на уровне плато вдоха (Pplato), или до 75% от рас­четного давления, или в пределах границ, определен­ных автоматическими предустановками или установками специалиста.

В PRVC используется принцип автоматической регуляции потока - замедление или ускорение инспираторного "флоупаттерна" для формирования прямоугольной формы графи­ка давления (рис. 8). Давление автоматически регулируется в зависимости от особенностей механики дыхания (Compl и Res) благодаря "игре потоков", чтобы удержать заплани­рованный Vt при минимальном Pin. Причем, если Vt сни­жается, давление пропорционально повышается (в преде­лах установленных границ), если повышается, давление снижается (рис. 9а). Недостатки те же, что и в режиме VAPS: при вероятных выраженных утечках помимо интубационной трубки анализ дыхательного объема бывает не­корректным, так как тестируемый Vti может быть больше Vte. При смене параметров, превышении верхнего порога предела давления и/или объема, при неустойчивом темпе синхронизированного дыхания и лабильных спонтанных дыхательных попытках тестирование, подбор скорости потока и оптимального давления могут быть долгими и неточными, с возможным "респираторным изматывани­ем" пациента (рис. 9б). Например, при внезапном увели­чении частоты спонтанного дыхания, при плаче, зевании, кашле, болевом синдроме могут существенно меняться Vt, среднее давление (MAP) и другие параметры, что потре­бует незамедлительного изменения некоторых установок вентиляции и/или дополнительных медицинских вмеша­тельств (санация, обезболивание, смена положения и т.д.). Именно поэтому правильности установки пределов тревог и своевременной коррекции параметров придается важное значение.

Несколько исследований, сравнивающих эффектив­ность данного гибридного режима с традиционными син­хронизированными режимами в TCPl-типе вентиляции у новорожденных, не показали каких-либо существенных отличий в осложнениях и исходах и особых преимуществ PRVC [51, 52]. Однако было указано, что пациенты, венти­лируемые в PRVC, вероятно, "менее уязвимы" в плане совместной "работы" системы "респиратор-пациент", чем при вентиляции в традиционном режиме TCPl-SIMV. Таким обра­зом, протективные свойства данной группы режимов можно считать хорошими при соответствующем и своевременном контроле за эффективностью респираторной терапии и ре­агировании при изменении респираторного и ментального статуса пациента.

В последние годы на фоне совершенствования ми­кропроцессорных респираторных технологий и более точного мониторирования Vt и других переменных легочной механики данный режим стал активно внедряться в современные респираторы путем создания специаль­ного программного обеспечения, повышающего надеж­ность, точность и безопасность данного типа вентиляции [25, 46, 53].

В частности, рядом производителей в неонатальных ре­спираторных программах последние годы активно внедря­ется и пропагандируется самостоятельная версия данного режима - респираторная программа: VS (Volume support -поддержка объемом), VTPS (Volume targeted pressure support), VPS, PS/VG, SPN/CPAP/VS, APV (иногда используется термин "вариабельный PS"). Логика этого режима по­строена на совмещении отдельных функций режима PRVC и PSV, но с несколько иными принципами управления. В данной версии также используется установка целевого объема, в других версиях совместно с целевой минутной вентиляцией. Проводится корректировка Vti при последо­вательном тестировании дыхательных циклов с автомати­ческим подбором инспираторного "флоу-паттерна" (Flow pattern). Одновременно используется флоу-циклический (Flow cycling) принцип дыхания, при котором сам пациент может определять время вдоха и темп дыхания [53-58]. Иными словами, это спонтанное дыхание с гибридной респи­раторной поддержкой или с двойным управлением. Принцип реагирования респиратора - Volume Controlled с переходом в Volume Support. Алгоритм такой же, как и в PRVC, -"Adaptive Control". Рост давления может определяться предустановленным временем и лимитируется достигну­тым Vti и потоком. Программная версия респиратора мо­жет периодически менять (автоматически регулировать) давление поддержки с целью обеспечения необходимого (заданного) Vt. В некоторых версиях респиратор снача­ла производит серию вдохов с управлением по объему и в режиме PS подбирает минимальную величину поддерж­ки давлением и оптимальную скорость нарастания давле­ния, необходимую для формирования целевого объема. У части производителей после тестового вдоха с поддерж­кой давления анализируется Vte и по нему рассчитывает­ся Compl с последующим подбором величины поддержки давлением, что считается более предпочтительным вари­антом для новорожденных. У режима VS есть одна очень привлекательная особенность, отличающая его от клас­сического режима PSV. При PS поддержка давлением ре­ализуется в прямой пропорциональности: чем сильнее попытка вдоха пациента, тем выше скорость нарастания потока и давления и, соответственно, выше доставляемый объем (риск гиперинфляции), если не активирована функ­ция лимита объема. Напротив, при слабых попытках вдоха скорость потока и нарастание давления ниже и, соответ­ственно, доставляемый объем может быть недостаточным (см. часть 1). При этом может возникнуть феномен пре­имущественной вентиляции "мертвого пространства" с возможным его увеличением. В режиме VS работает прин­цип обратной пропорциональности: чем сильнее попыт­ка вдоха, тем меньше скорость нарастания потока и ниже поддержка давления, чем слабее - тем выше скорость на­растания потока и выше поддержка давления. Это сделано с единственной целью - приведение к соответствию форми­руемого дыхательного объема к целевому, установленному специалистом, для профилактики гипер- и гипоинфляции и предупреждению избыточных колебаний Vt при различ­ной дыхательной активности пациента [58]. Такой тип дыха­ния, с одной стороны, уменьшает поддержку давления, если дыхательные усилия высокие - респиратор "нагружает" па­циента, а с другой стороны - "разгружает" его, увеличивая уровень поддержки давления, если респираторные попытки слабые или пациент "устал". Протективные свойства данно­го режима очень хорошие. Поскольку этот режим формаль­но можно отнести к режимам респираторной поддержки, когда сам пациент может определять большинство ключе­вых параметров дыхания, единственным условием остается обязательное наличие самостоятельных попыток пациента в оптимальном темпе при качественной синхронизации. В некоторых респираторах в режиме VS есть возможность установки "базового" количества принудительных дыха­тельных циклов (программа вентиляции "с заданной часто­той" - Mandatory Rate Ventilation, MRV), упрощающая задачу лечения пациентов с апноэ или нестабильной дыхательной активностью [53-58]. Дыхательные графики в VS при адекватном темпе дыхания ничем не отличаются от графиков в режиме PRVC (см. рис. 8) и имеют такую же "ступенча­тую структуру" для поддержания целевого объема в зави­симости от изменений механики легких. Особенности и не­достатки те же, что при VAPS и PRVC. Вот почему большое значение уделяется адекватности установки параметров, соответствующих респираторному статусу, пределов тревог, в первую очередь допустимого минимального и максималь­ного Pin, и постоянному анализу графического и цифрового мониторинга [45, 46, 53-58].

ЛИТЕРАТУРА

1. Webb H., Tierney D. Experimental pulmonary edema due to inter­mittent positive pressure ventilation with high inflation pressures. Pro­tection by positive end-expiratory pressure // Am. Rev. Respir. Dis. 1974. Vol. 110. P. 556-565.

2. Kolobow T., Moretti M.P., Fumagalli R., Mascheroni D. et al. Severe impairment in lung function induced by high peak airway pressure during mechanical ventilation // Am. Rev. Respir. Dis. 1987. Vol. 135. P. 312-315.

3. Dreyfuss D., Soler P., Basset G., Saumon G. High inflation pressure pulmonary edema. Respective effects of high airway pressure, high tidal volume, and positive end-expiratory pressure // Am. Rev. Respir. Dis. 1988. Vol. 137. P. 1159-1164.

4. Parker J.C., Hernandez l.A., longenecker G.l., Peevy K. et al. lung edema caused by high peak inspiratory pressures in dogs. Role of increased microvascular filtration pressure and permeability // Am. Rev. Respir. Dis. 1990. Vol. 142. P. 321-328.

5. Hickling K.G., Henderson S.J., Jackson R. low mortality associated with low volume pressure limited ventilation with permissive hypercapnia in severe adult respiratory distress syndrome // Intensive Care Med. 1990. Vol. 16. P. 372-377.

6. Dreyfuss D., Saumon G. Role of tidal volume, FRC and end-inspiratory volume in the development of pulmonary edema following mechanical ventilation // Am. Rev. Respir. Dis. 1993. Vol. 148. P. 1194-1203.

7. Slutsky A.S. lung injury caused by mechanical ventilation // Chest. 1999. Vol. 116, N 1. Suppl. P. 9S-15S.

8. Frank J.A., Matthay M.A. Science review: Mechanisms of ventilator-induced injury // Crit. Care. 2003. Vol. 7. P. 233-241.

9. de Prost N., Ricard J.D., Saumon G., Dreyfuss D. Ventilator-induced lung injury: historical perspectives and clinical implications // Ann. Inten­sive Care. 2011. Vol. 1. P. 28.

10. Ehrenkranz R.A., Walsh M.C., Vohr B.R., Jobe A.H. et al. Validation of the National Institutes of Health consensus definition of bronchopulmonary dysplasia // Pediatrics. 2005. Vol. 116. P. 1353-1360.

11. Slutsky A.S., Ranieri V.M. Ventilator-induced lung injury //N. Engl. J. Med. 2013. Vol. 369. P. 2126-2136.

12. Аверин А.П., Романенко К.В., Романенко В.А. Внедрение нового алгоритма управления оксигенацией при интенсивной респираторной терапии новорожденных "Автоматическая регуляция кислорода по по­казателям пульсоксиметрии" в неонатологическую практику // Неонатология: новости, мнения, обучение. 2014. № 3 (5). С. 99-104.

13. lachmann B. Open up the lung and keep the lung open // Inten­sive Care Med. 1992. Vol. 18, N 6. P. 319-321.

14. HiFO study group: Randomized study of high frequency oscilla­tory ventilation in infants with severe respiratory distress syndrome //J. Paediatr. 1993. Vol. 122. P. 609-619.

15. Henderson-Smart D.J., De Paoli A.G., Clark R.H., Bhuta T. High fre­quency oscillatory ventilation versus conventional ventilation for infants with severe pulmonary dysfunction born at or near term // Cochrane Data­base Syst. Rev. 2009. Vol. 3: CD002974.

16. Jonson B., Richard J.C., Straus C., Mancebo J. et al. Pressure-volume curves and compliance in acute lung injury: evidence of recruit­ment above the lower inflection point // Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1999. Vol. 159. P. 1172-1178.

17. Rimensberger P.C., Cox P.N., Frndova H., Bryan A.C. The open lung during small tidal volume ventilation: concepts of recruitment and "optimal" positive end-expiratory pressure // Crit. Care Med. 1999. Vol. 27. P. 1946-1952.

18. Villar J., Kacmarek R.M., Perez-Mendez l., Aguirre-Jaime A. A high positive end-expiratory pressure, low tidal volume ventilator strategy improves outcome in persistent acute respiratory distress syn­drome: a randomized, controlled trial // Crit. Care Med. 2006. Vol. 34. P. 1311-1318.

19. Rimensberger P.C. Neonatal respiratory failure // Curr. Opin. Pediatr. 2002. Vol. 14. P. 315-321.

20. Schultz C., Tautz J., Reiss I., Moller J.C. Prolonged mechanical ventilation induces pulmonary inflammation in preterm infants // Biol. Neonate. 2003. Vol. 84. P. 64-66.

21. lista G, Castoldi F., Fontana P. et al. lung inflammation in preterm infants with respiratory distress syndrome: effects of ventilation with dif­ferent tidal volumes // Pediatr. Pulmonol. 2006. Vol. 41. P. 357-363.

22. Donn S.M., Sinha S.K. Can mechanical ventilation strategies reduce chronic lung disease? //Semin. Neonatol. 2003 Dec. Vol. 8, N 6. P. 441-448.

23. Sweet D., Bevilacqua G., Carnielli V. et al. European consensus guidelines on themanagement of neonatal respiratory distress synd­rome // J. Perinat. Med. 2007. Vol. 35, N 3. P. 175-186.

24. Sweet D.G., Carnielli V., Greisen G., Hallman M. et al. European Association of Perinatal Medicine. European consensus guidelines on the management of neonatal respiratory distress syndrome in preterm infants - 2013 update // Neonatology. 2013. Vol. 103. P. 353-368.

25. Goldsmith Jay P., Karotkin Edward H. Assisted Ventilation of the Neonate. 5th ed. St louis : Elsevier; Saunders, 2011.

26. Bamat N., Millar D., Suh S., Kirpalani H. Positive end expiratory pressure for preterm infants requiring conventional mechanical ventila­tion for respiratory distress syndrome or bronchopulmonary dysplasia (review) // Cochrane library. 2012 Jan.

27. Woodgate P.G., Davies M.W. Permissive hypercapnia for the pre­vention of morbidity and mortality in mechanically ventilated newborn infants // Cochrane Database Syst. Rev. 2001. Vol. 2: CD002061.

28. Donn S.M., Bandy K.P. Volume-controlled ventilation // Manual of Neonatal Respiratory Care. 2nd ed. / eds S.M. Donn, S.K. Sinha. Philadel­phia : Mosby; Elsevier, 2006. P. 206-209.

29. Keszler M. Volume-targeted ventilation // Neoreviews. 2006. Vol. 7. P. e250-e259.

30. Wysocki M., Brunner J.X. Closed-loop ventilation: an emerging standard of care? // Crit. Care Clin. 2007. Vol. 23, N 2. P. 223-240.

31. Tehrani F.T. Automatic control of mechanical ventilation. Pt 1: Theory and history of the technology // J. Clin. Monit. Comput. 2008. Vol. 22, N 6. P. 409-415.

32. Tehrani F.T. Automatic control of mechanical ventilation. Pt 2: The existing techniques and future trends // J. Clin. Monit. Comput. 2008. Vol. 22, N 6. P. 417-424.

33. Branson R.D., Davis K. Jr. Dual control modes: combining volume and pressure breaths // Respir. Care Clin. N. Am. 2001. Vol. 7, N 3. P. 397-408.

34. Snow T.M., Brandon D.H. A nurse's guide to common mechanical ventilation techniques and modes used in infants: nursing implications // Adv. Neonatal Care. 2007. Vol. 7, N 1. P. 8-21.

35. Branson R.D., Johannigman J.A., Campbell R.S., Davis K. Jr. Closed-loop mechanical ventilation // Respir. Care. 2002. Vol. 47, N 4. P. 427-451.

36. Chatburn R.l. Computer control of mechanical ventilation // Respir. Care. 2004. Vol. 49, N 5. P. 507-515.

37. lista G., Colnaghi M., Castoldi F., Condo V. et al. Impact of targeted-volume ventilation on lung inflammatory response in preterm in­fants with respiratory distress syndrome (RDS) // Pediatr. Pulmonol. 2004. Vol. 37, N 4. P. 510-514.

38. Brown M.K., Di-Blasi R.M. Mechanical ventilation of the premature neonate // Respir. Care. 2011. Vol. 56, N 9. P. 1298-1311.

39. Mireles-Cabodevila E., Hatipoglu U., Chatburn R.l. A rational framework for selecting modes of ventilation // Respir. Care. 2013. Vol. 58, N 2. P. 348-366.

40. Chatburn R.l. Selecting and Applying Modes of Mechanical Venti­lation in Neonates. Cleveland : Work Shop, Respiratory Institute Cleveland Clinic, 2015.

41. Claure N., Bancalari E. New modes of mechanical ventilation in the preterm newborn: evidence of benefit // Arch. Dis. Child. Fetal Neonatal Ed. 2007. Vol. 92. P. F508-F512.

42. Donn S.M., Boon W. Mechanical ventilation of the neonate: should we target volume or pressure? // Respir. Care. 2009. Vol. 54, N 9. P. 1236­1243.

43. Amato M.B., Barbas C.S., Bonassa J., Saldiva P.H. et al. Volume as­sured pressure support ventilation (VAPSV). A new approach for reducing muscle workload during acute respiratory failure // Chest. 1992. Vol. 102, N 4. P. 1225-1234.

44. Афуков И.И., Степаненко С.М., Михельсон В.А. Искусственная вентиляция легких методом управляемого давления и гарантированного объема у новорожденных // Общая реаниматол. 2005. Т. I, № 6. С. 33-37.

45. Sinha S.K, Donn S.M., Gavey J., McCarty М. Randomised trial of volume controlled versus time cycled, pressure limited ventilation in pre-term infants with respiratory distress syndrome // Arch. Dis. Child. 1997. Vol. 77. P. F202-F205.

46. Branson R.D., Jay A Johannigman J.A. The role of ventilator graphics when setting dual-control modes // Respir. Care. 2005. Vol. 50, N 2. P. 187-201.

47. Becker M.A., Donn S.M. Bird VIP Gold ventilator // Manual of Neo­natal Respiratory Care. 2nd ed. / eds S.M. Donn, S.K. Sinha. Philadelphia : Mosby; Elsevier, 2006. P. 249-255.

48. MacIntyre N.R., Gropper C., Westfall T. Combining pressure-limiting and volume-cycling features in a patient-interactive mechanical breath // Crit. Care Med. 1994. Vol. 22, N 2. P. 353-357.

49. Branson R.D., MacIntyre N.R. Dual-control modes of mechanical ventilation // Respir. Care. 1996. Vol. 41. P. 294-305.

50. Branson R.D., Davis K. Jr. Dual control modes: combining volume and pressure breaths // Respir. Care Clin. N. Am. 2001. Vol. 7, N 3. P. 397­408.

51. Piotrowski A., Sobala W., Kawczynski P. Patient-initiated, pressure-regulated, volume controlled ventilation compared with intermittent man­datory ventilation in neonates: a prospective, randomised study // Inten­sive Care Med. 1997. Vol. 23. P. 975-981.

52. D'Angio C.T., Chess P.R., Kovacs S.J, Sinkin R.A. et al. Pressure-reg­ulated volume control ventilation vs. synchronized intermittent mandatory ventilation for very low-birth-weight infants: a randomized controlled trial 2 // Arch. Pediatr. Adolesc. Med. 2005. Vol. 159. P. 868-875.

53. Buschell M.K. Servo-I ventilator // Manual of Neonatal Respira­tory Care. 2nd ed. eds S.M. Donn, S.K. Sinha. Philadelphia : Mosby; Elsevier, 2006.

54. Keenan H.T., Martin l.D. Volume support ventilation in infants and children: analysis of a case series // Respir. Care. 1997. Vol. 42, N 3. P. 281-287.

55. Sottiaux T.M. Patient-ventilator interactions during volume-sup­port ventilation: asynchrony and tidal volume instability: a report of three cases // Respir. Care. 2001. Vol. 46, N 3. P. 255-262.

56. Царенко С.В. Практический курс ИВЛ : руководство. М. : Медицина, 2007. С. 45-46.

57. Ranieri V.M., Zhang H., Mascia l. et al. Pressure-time curve pre­dicts minimally injurious ventilatory strategy in an isolated rat lung model // Anesthesiology. 2000. Vol. 93. P. 1320-1328.

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Дегтярев Дмитрий Николаевич
Доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора по научной работе ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В.И. Кулакова» Минздрава России, заведующий кафедрой неонатологии Клинического института детского здоровья имени Н.Ф. Филатова ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский университет), председатель Этического комитета Российского общества неонатологов, Москва, Российская Федерация

Журналы «ГЭОТАР-Медиа»