Влияние времени вдоха на эффективность неинвазивной искусственной вентиляции легких с вариабельным потоком у недоношенных новорожденных
РезюмеЦель исследования - выявить наиболее эффективный режим неинвазивной респираторной терапии у недоношенных новорожденных
Материал и методы. В сравнительное проспективное рандомизированное исследование с января 2015 г. по январь 2017 г. включены 298 недоношенных новорожденных (28-35 нед). После стабилизации на СРАР в родильном зале дети поступали в отделение реанимации, где были рандомизированы в 3 группы по стартовой респираторной стратегии. 1-я группа (97 новорожденных) получали неинвазивную респираторную терапию методом двухуровневого СРАР с вариабельным потоком (BiPhasic) с временем вдоха 1,0 с и частотой респиратора 30 вдохов; 2-я группа (86 детей) - респираторную терапию методом BiPhasic с временем вдоха 0,5 с и частотой 60 вдохов; 3-я группа (115 детей) - СРАР. Оценивали и сравнивали частоту критериев неэффективности неинвазивной респираторной терапии в группах в первые 48 ч жизни. Критерии неэффективности: повышение потребности в дополнительной оксигенации FiO2 >0,4 (для детей с экстремально низкой массой тела FiO2 >0,3) и/или нарастание дыхательных нарушений (оценка по шкале Сильвермана ≥4 баллов).
Результаты. Было установлено, что критерии неэффективности проводимой респираторной терапии в 1-е сутки жизни встречались достоверно в 2 раза реже у новорожденных 1-й группы по сравнению с детьми 2-й и 3-й групп (у 33% новорожденных в 1-й группе по сравнению с 65 и 62% детей соответственно во 2-й и 3-й группах, р=0,00003). Отношение рисков возникновения критериев неэффективности неинвазивной респираторной терапии составило [ОР (95% доверительный интервал, ДИ)]: в 1-й группе по сравнению со 2-й группой 0,50 [0,36-0,70]; в 1-й группе в сравнении с 3-й группой - 0,53 0,39-0,72]; во 2-й группе по сравнению с 3-й - 1,05 [0,85-1,28].
Заключение. Неинвазивная искусственная вентиляция легких (ИВЛ) с вариабельным потоком в режиме BiPhasic имеет существенное преимущество перед методом СРАР, если время вдоха устанавливается до 1,0 с, а частота респиратора 30 вдохов в минуту. Такие стартовые параметры позволяют компенсировать утечку при аппаратных вдохах и создать оптимальное и эффективное среднее и пиковое давление в дыхательных путях. Использование неинвазивной ИВЛ с вариабельным потоком в режиме BiPhasic с временем вдоха 0,5 с имеет такую же эффективность, как и метод СРАР, и не демонстрирует преимуществ перед ним.
Ключевые слова:CPAP, BiPhasic, Infant flow, неинвазивная вентиляция легких, двухуровневый CPAP с вариабельным потоком, недоношенные новорожденные
Для цитирования: Ионов О.В., Косинова Т.А., Киртбая А.Р., Балашова Е.Н., Зубков В.В., Байбарина Е.Н. Влияние времени вдоха на эффективность неинвазивной искусственной вентиляции легких с вариабельным потоком у недоношенных новорожденных // Неонатология: новости, мнения, обучение. 2019. Т. 7. № 1. С. 38-43. doi: 10.24411/2308-2402-2019-11005.
В комплексе лечебных технологий, используемых у недоношенных новорожденных в отделениях реанимации и интенсивной терапии (ОРИТН), важное место занимает неинвазивная респираторная терапия. Под неинвазивной респираторной терапией подразумеваются различные методы самостоятельного дыхания под постоянным положительным давлением в дыхательных путях (СРАР), создание положительного давления в дыхательных путях с помощью высокопоточных канюль, а также разные методы неинвазивной искусственной вентиляции легких (ИВЛ), осуществляемой не через интубационную трубку, а через назальные канюли или маску [1]. Двухуровневый СРАР (SiPAP; BiPhasic) является разновидностью неинвазивной ИВЛ с невысоким давлением в конце вдоха, при котором используется небольшая дельта между максимальным давлением в конце вдоха и давлением в конце выдоха. Имеет ли двухуровневый СРАР преимущество перед традиционным CRAR, несмотря на широкое распространение этого метода, на сегодняшний день является предметом дискуссий [2, 5]. Более того, представлено крупное исследование, в принципе ставящее под сомнение преимущество неинвазивной ИВЛ перед СРАР [3]. Анализ зарубежной и отечественной литературы последних лет показал, что нередко специалистами не учитываются особенности используемых устройств неинвазивной ИВЛ. В результате могут быть установлены некорректные, неэффективные режимы неинвазивной вентиляции легких, что может влиять на качество лечения, а также являться предпосылкой для неправильных выводов о ее эффективности.Цель исследования - выявить наиболее эффективный режим проведения неинвазивной респираторной терапии у недоношенных новорожденных. дыхательный контур с клапаном выдоха, стартовые параметры неинвазивной ИВЛ могут быть аналогичны параметрам традиционной инвазивной ИВЛ. Это варианты использования аппаратов традиционной ИВЛ, оснащенных функцией неинвазивной ИВЛ, а также специальных аппаратов неинвазивной ИВЛ с постоянным потоком. Если же используются аппараты неинвазивной ИВЛ, где отсутствует клапан выдоха и контур "открыт", так называемые системы с вариабельным потоком, то стартовые параметры в логично устанавливать таким образом, чтобы компенсировать утечку газовой смеси при искусственном вдохе. Если нет возможности увеличить давление в конце вдоха выше 10-12 см вод.ст., как, например, в аппарате Infant Flow SiPAP, то добиться эффективности ИВЛ можно, увеличив время вдоха.
Материал и методы
В сравнительное проспективное рандомизированное исследование были включены 298 недоношенных новорожденных, родившихся в ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В.И. Кулакова" Минздрава России с января 2015 г. по январь 2017 г. на сроке беременности с 28-й по 35-ю неделю включительно. Все новорожденные, включенные в исследование, имели дыхательные нарушения с рождения, нуждались в проведении респираторной терапии, однако были стабилизированы в родильном зале на СРАР и не требовали интубации и проведения инвазивной ИВЛ с рождения.
Из исследования были исключены дети с врожденными пороками развития, при которых требовалось проведение респираторной терапии, дети с отечной формой гемолитической болезни новорожденных, а также дети, потребовавшие интубации трахеи и инвазивной ИВЛ с рождения.
После поступления из родильного зала в отделение реанимации и интенсивной терапии им. проф. А.Г. Антонова Института неонатологии и педиатрии дети были случайным образом (использовалась таблица рандомизации) определены в 3 группы с тремя вариантами начала неинвазивной респираторной терапии, которая проводилась с помо щью аппарата Infant Flow Si PAP (Viasys Healthcare, США) (табл. 1).
В 1-й и во 2-й группах неинвазивная респираторная терапия начиналась методом неинвазивной несинхронизированной ИВЛ с вариабельным потоком в режиме BiPhasic c одинаковыми значениями расчетного среднего давления, создаваемого в дыхательных путях, но с разным временем вдоха и частотой. В 3-й группе стартовой респираторной терапией являлся метод СРАР с вариабельным потоком.
Исследование одобрено комиссией по этике биомедицинских исследований при ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. акад. В.И. Кулакова" Минздрава России (протокол заседания № 1 от 29.01.2015).
Гипотеза заключалась в том, что на эффективность неинвазивной ИВЛ с вариабельным потоком влияет увеличение времени вдоха до 1,0 с в сравнении с традиционно принятыми устанавливаемыми значениями (не более 0,5 с). За короткое время вдоха (0,3-0,5 с) при открытом контуре давление, наращиваемое аппаратом на вдохе, не успевает достичь альвеол из-за утечки, и вентиляция легких как таковая не осуществляется, что по эффективности должно быть сравнимо с методом СРАР.
Для проверки этой гипотезы мы определили и сравнили количество новорожденных в группах, у которых стартовая неинвазивная респираторная терапия оказалась неэффективной и которым потребовался перевод на следующий уровень дыхательной поддержки в течение первых 48 ч жизни.
Критериями неэффективности были: повышение потребности в дополнительной оксигенации FiO2 >0,4 (для детей с экстремально низкой массой тела FiO2 >0,3) и/или нарастание дыхательных нарушений, эквивалентных оценке по шкале Сильвермана >4 баллам.
В табл. 2 представлена характеристика новорожденных, вошедших в исследование.
Недоношенные новорожденные в группах были однородны по основным факторам, влияющим на развитие и прогрессирование дыхательных нарушений.
Результаты
В табл. 3 представлено количество детей, у которых отмечались критерии неэффективности стартовой неинвазивной респираторной терапии.
Было достоверно установлено, что дети, стартовая неинвазивная терапия которым начиналась методом неинвазивной ИВЛ в режиме BiPhasic с временем вдоха 1,0 с в 2 раза реже респираторно декомпенсировались и нуждались в переводе на следующий уровень респираторной поддержки в сравнении с пациентами, которым начальная респираторная терапия осуществлялась методами СРАР и неинвазивной ИВЛ BiPhasic с более коротким временем вдоха (0,5 с).
При этом отмечается высокая сила связи между сравниваемыми методами стартовой респираторной терапии и частотой возникновения критериев ее неэффективности: нормированное значение коэффициента Пирсона для определения силы связи между фактором риска и исходом в 1-й и во 2-й группах составил 0,432, а в 1-й и 3-й группах - 0,40.
Обращает на себя внимание тот факт, что различий в частоте наступления критериев неэффективности стартовой неинвазивной терапии во 2-й и в 3-й группах нет. Это говорит о том, что метод СРАР с вариабельным потоком не отличается по эффективности от неинвазивной ИВЛ с вариабельным потоком, проводимой с временем вдоха 0,5 с, даже при высокой частоте респиратора.
В табл. 4 продемонстрированы относительные риски наступления критериев неэффективности в зависимости от метода стартовой неинвазивной респираторной терапии.
Статистически достоверно установлено, что вероятность ужесточения параметров и перехода на следующий уровень респираторной поддержки в 2 раза ниже, если у недоношенных новорожденных осуществляется начальная неинвазивная дыхательная терапия методом BiPhasic c временем вдоха 1,0 с и частотой 30 вдохов в минуту.
Медиана времени наступления критериев неэффективности в 1, 2 и 3-й группах составляла соответственно 2,0; 1,75 и 2,0 ч. Разброс максимальных и минимальных значений времени наступления критериев неэффективности проводимой неинвазивной респираторной терапии в 1-й, во 2-й и в 3-й группах составил 1-26, 1-27, 1-23 ч соответственно.
Таким образом, использование неинвазивной ИВЛ с вариабельным потоком в режиме BiPhasic имеет преимущество перед методом СРАР лишь в том случае, если время вдоха устанавливается 1,0 с, а частота респиратора 30 вдохов в минуту. Такие стартовые параметры позволяют компенсировать утечку при аппаратных вдохах и создать оптимальное и эффективное среднее и пиковое давление в дыхательных путях. Использование неинвазивной ИВЛ с вариабельным потоком в режиме BiPhasic со временем вдоха 0,5 с, несмотря на высокую частоту вдохов респиратора, имеет такую же эффективность, как и метод СРАР, и не имеет преимущества перед методом СРАР.
Обсуждение
Широкое использование различных малоинвазивных методик респираторной стабилизации недоношенных новорожденных в родильном зале дало возможность проведения у этой категории пациентов респираторной терапии без интубации трахеи в дальнейшем в условиях ОРИТН. Неинвазивная ИВЛ, как и СРАР, может быть использована в качестве начальной респираторной терапии или же как метод дыхательной поддержки после экстубации. В зависимости от типа используемого устройства неинвазивной ИВЛ существует два принципиально разных подхода к выбору стартовых параметров. В одних случаях, когда используетсядыхательный контур с клапаном выдоха, стартовые параметры неинвазивной ИВЛ могут быть аналогичны параметрам традиционной инвазивной ИВЛ. Это варианты использования аппаратов традиционной ИВЛ, оснащенных функцией неинвазивной ИВЛ, а также специальных аппаратов неинвазивной ИВЛ с постоянным потоком. Если же используются аппараты неинвазивной ИВЛ, где отсутствует клапан выдоха и контур "открыт", так называемые системы с вариабельным потоком, то стартовые параметры в логично устанавливать таким образом, чтобы компенсировать утечку газовой смеси при искусственном вдохе. Если нет возможности увеличить давление в конце вдоха выше 10-12 см вод.ст., как, например, в аппарате Infant Flow SiPAP, то добиться эффективности ИВЛ можно, увеличив время вдоха.
В нашем исследовании мы доказали, что двухуровневый СРАР с вариабельным потоком (BiPhasic) как разновидность неинвазивной ИВЛ имел преимущество перед СРАР с вариабельным потоком лишь в том случае, если устанавливалось время вдоха 1,0 с.
Результаты нашего исследования не согласуются с выводами Kirpalani о том, что неинвазивная ИВЛ не имеет преимуществ перед методом СРАР [3]. Данные, полученные в ходе нашей работы, объясняют причину, по которой Kirpalani, проведя крупное исследование, в которое были включены 1009 новорожденных с массой тела менее 1000 г, не выявил преимуществ неинвазивной ИВЛ перед СРАР. В исследовании Kirpalani у 53% детей основной группы неинвазивная ИВЛ проводилась аппаратом InfantFlow в режиме двухуровневого СРАР (BiPhasic). При этом параметры неинвазивной ИВЛ в исследовании Kirpalani были неоптимальными. Начальное время вдоха указано исследователем 0,3-0,5 с, а максимальное 0,5-1,0 с. Это, очевидно, приводило к тому, что в половине случаев эффективность неинвазивной ИВЛ заведомо не превышала эффективности СРАР из-за недостаточного времени вдоха.
В то же время результаты нашего исследования согласуются с выводами Ricotti о том, что двухуровневый СРАР является эффективным методом неинвазивной вентиляции у недоношенных новорожденных, не менее эффективным, чем синхронизированная назальная неинвазивная ИВЛ [4].
Dawid Sweet и соавт. в Европейском протоколе по ведению детей с респираторным дистресс-синдромом ставят под сомнение эффективность двухуровнего СРАР, опираясь на исследование Andrea Lampland и соавт. [2]. В своем исследовании Lampland и соавт. сравнивали эффективность элиминации углекислого газа (СО2) у 20 недоношенных новорожденных, которые были разделены на 2 группы в зависимости от метода неинвазивной респираторной поддержки - СРАР или BiPhasic [5]. Авторы не выявили различий в показателях вентиляции и сделали вывод об одинаковой эффективности СРАР и BiPhasic. Однако в работе Lampland и соавт. одним из условий проведения исследования было создание одинакового среднего давления в дыхательных путях при применении СРАР и BiPhasic, что, по нашему мнению, и послужило причиной отсутствия различий в интенсивности выведения CO2. В нашем исследовании в группах детей, которым проводилась стартовая респираторная терапия методом BiPhasic, расчетное среднее давление в дыхательных путях было заведомо выше, чем в группе детей на СРАР, поскольку неинвазивная вентиляция подразумевает генерирование аппаратом давления вдоха, суммирующегося с остаточным давлением на выдохе, что и предполагает большую эффективность неинвазивной ИВЛ в сравнении с СРАР.
В исследовании А.В. Мостового и соавт. метод BiPhasic сравнивался с СРАР в качестве респираторной поддержки после экстубации [6]. И хотя дизайн наших исследований отличался, мы пришли к единому мнению, что метод BiPhasic является более эффективным, чем метод СРАР, при лечении дыхательных нарушений у недоношенных новорожденных. Salvo и Lista и соавт. также продемонстрировали значительное преимущество метода двухуровневого СРАР перед традиционным при лечении недоношенных новорожденных с респираторным дистресс-синдромом [7]. Таким образом, по нашему мнению, на эффективность неинвазивной ИВЛ в первую очередь оказывает влияние корректность выставляемых параметров, а не конструктивные особенности устройств для проведения ИВЛ.
Заключение
Использование неинвазивной ИВЛ с вариабельным потоком в режиме BiPhasic имеет преимущество перед методом СРАР лишь в том случае, если время вдоха устанавливается 1,0 с, а частота респиратора 30 вдохов в минуту. Такие стартовые параметры позволяют компенсировать утечку при аппаратных вдохах и создать оптимальное и эффективное среднее и пиковое давление в дыхательных путях. Использование неинвазивной ИВЛ с вариабельным потоком в режиме BiPhasic с временем вдоха 0,5 с имеет такую же эффективность, как и метод СРАР, и не имеет перед ним преимуществ.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Литература
1. Александрович Ю.С. Пшениснов К.В., Хиенас В. Неинвазивная респираторная поддержка в неонатологии. СПб. : Адмирал, 2017.
2. Sweet D.G., Carnielli V., Greisen G., Hallman M. et al. European Consensus Guidelines on the Management of Respiratory Distress Syndrome -2016 Update // Neonatology. 2017. Vol. 111, N 2. P. 107-125.
3. Kirpalani H., Millar D., Lemyre B., Yoder B.A. et al.; for the NIPPV Study Group. A trial comparing noninvasive ventilation strategies in preterm infants // N. Engl. J. Med. 2013. Vol. 369, N 7. P 611-620.
4. Ricotti A., Salvo V., Zimmermann L.J., Gavilanes A.W. et al. N-SIPPV versus bi-level N-CPAP for early treatment of respiratory distress syndrome in preterm infants // J. Matern. Fetal Neonatal Med. 2013. Vol. 26, N 13. P. 1346-1351.
5. Lampland A.L., Plumm B., Worwa C., Meyers P et al. Bi-level CPAP does not improve gas exchange when compared with conventional CPAP for the treatment of neonates recovering from respiratory distress syndrome // Arch. Dis. Child. Fetal Neonatal Ed. 2015. Vol. 100. P F31-F34.
6. Мостовой А.В., Романенко К.В., Аверин А.В., Карпова А.Л. и др. Применение двухуровневого назального СРАР с вариабельным потоком у недоношенных новорожденных после экстубации: многоцентровое рандомизированное клиническое исследование // Уральский мед. журн. 2014. Т. 122, № 8. С. 143-150.
7. Salvo V., Lista G., Lupo E., Ricotti A. et al. Comparison of three noninvasive ventilation strategies (NSIPPV/BiPAP/NCPAP) for RDS in VLBW infants // J. Matern. Fetal Neonatal Med. 2018. Vol. 31, N 21. P 2832-2838.
References
1. Aleksandrovich Y.S., Pshenisnov K.V., Hienas V. Non-invasive respiratory support in neonatology. Saint Petersburg: Admiral, 2017. (in Russian)
2. Sweet D.G., Carnielli V., Greisen G., Hallman M., et al. European Consensus Guidelines on the Management of Respiratory Distress Syndrome - 2016 Update. Neonatology. 2017; 111 (2): 107-25.
3. Kirpalani H., Millar D., Lemyre B., Yoder B.A., et al.; for the NIPPV Study Group. A trial comparing noninvasive ventilation strategies in preterm infants. N Engl J Med. 2013; 369 (7): 611-20.
4. Ricotti A., Salvo V., Zimmermann L.J., Gavilanes A.W., et al. N-SIPPV versus bi-level N-CPAP for early treatment of respiratory distress syndrome in preterm infants. J Matern Fetal Neonatal Med. 2013; 26 (13): 1346-51.
5. Lampland A.L., Plumm B., Worwa C., Meyers P, et al. Bi-level CPAP does not improve gas exchange when compared with conventional CPAP for the treatment of neonates recovering from respiratory distress syndrome. Arch Dis Child Fetal Neonatal Ed. 2015; 100: F31-4.
6. Mostovoy A.V., Romanenko K.V., Averin A.P., Karpova A.L., et al. Bilevel CPAP as respiratory support after extubation of premature babies. Ural’skiy meditsinskiy zhurnal [Ural Medical Journal]. 2014; 122 (8): 14350. (in Russian)
7. Salvo V., Lista G., Lupo E., Ricotti A., et al. Comparison of three noninvasive ventilation strategies (NSIPPV/BiPAP/NCPAP) for RDS in VLBW infants. J Matern Fetal Neonatal Med. 2018; 31 (21): 2832-8.