ВЫСОКОЧАСТОТНАЯ ИСКУССТВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ ЛЕГКИХ

В последнее время увеличивается интерес к так назы­ваемой высокочастотной ИВЛ (ВЧ ИВЛ, «High-frequency ventilation» английских авторов). Это понятие относится к ИВЛ с частотой дыхания более 60 мин^-1 при адекватном уменьшении дыхательного объема. Метод в его современ­ном виде был предложен Jonzon и соавт. в 1970 г. в раз­витие идеи «частого дыхания» Т. Грея.

Основная цель ВЧ ИВЛ — резкое уменьшение перепада давления в легких от выдоха к вдоху (при частоте более 200 мин^-1 и дыхательном объеме 100 — 150 мл давление становится практически постоянным в течение всего дыха­тельного цикла) и некоторое снижение среднего внутригрудного давления. Значительное уменьшение дыхательных экскурсий грудной клетки и легких дает преимущество при операциях на легких, при наличии бронхоплевральных сви­щей, оно способствует стабилизации внутричерепного дав­ления, что немаловажно, например, при микрохирургиче­ских вмешательствах на мозге. Снижение максимального давления на вдохе уменьшает вероятность развития баротравмы легких и нарушений гемодинамики, способствует ощущению «дыхательного комфорта» у больного. Еще одно положительное качество ВЧ ИВЛ, которое отметил Sjostrand (1980), состоит в том, что при частоте более 80 — 100 мин^-1 при нормальном Расо₂ легко подавляется спонтанная дыхательная активность, что способствует хо­рошей адаптации больного к работе аппарата ИВЛ.

До сих пор остаются не вполне выясненными механизмы, обусловливающие поддержание на физиологическом уров­не напряжения кислорода и углекислого газа в крови при ВЧ ИВЛ с дыхательными объемами, сравнимыми с объе­мом воздухоносных путей или даже меньшими, чем этот объем. Здесь уместно вновь сослаться на работы Briscoe и соавт. (1962), а также Nunn и соавт. (1965), объясняв­ших значительное уменьшение величины мертвого пространства при вентиляции малыми объемами с большой ча­стотой циклов переходом от фронтального к коническому (слойному) движению газов с усилением их турбулентно­го перемешивания. Более того, ряд исследователей отме­чают возможность значительно лучшей оксигенации при ВЧ ИВЛ по сравнению с традиционной ИВЛ, объясняя это отчасти повышенным давлением в конце выдоха (ПДКВ) и увеличением функциональной остаточной емко­сти легких [Картавенко В.И., 1984; Кассиль В.Л., 1984J. В экспериментах на модели легких мы также обнаружили, что ПДКВ неизбежно сопровождает ВЧ ИВЛ и величина его непосредственно зависит от величины дыхательного объема, частоты дыхания и соотношения длительности вдо­ха и выдоха. Однако некоторые авторы, выступившие с докладами на VI Европейском конгрессе анестезиологов и реаниматологов, отмечали трудности поддержания адекватной вентиляции и в связи с этим возможность воз­никновения гиперкапнии при ВЧ ИВЛ, как сообщают об этом в обзоре работ Конгресса Т.М. Дабринян и А.Л. Тверской (1983).

ВЧ ИВЛ достигается двумя основными способами — «струйным» и «объемным».

Струйная ВЧ ИВЛ. Сущность этого способа заключает­ся в комбинации струйного (инжекционного) метода ИВЛ, описанного выше, с вентиляцией под перемежающимся по­ложительным-положительным давлением при частоте ды­хания обычно 100 — 300 мин^-1. Применение способа рас­считано прежде всего на получение суммы преимуществ, свойственных каждому из слагаемых. Однако, по мнению ряда авторов, высокоскоростная струя газа в сочетании с высокой частотой обладает и специфическим действием, способствуя равномерности распределения газа в легких и улучшению смешивания газа, содержащегося во вдыхае­мом объеме, с газом остаточного объема и тем самым луч­шей оксигенации артериальной крови [Klain, Smith, 1977; Kirby, 1980; Eriksson, 1981].

Возможность эффективной коррекции гипоксемии и обе­спечения высокого Рао₂ при струйной ВЧ ИВЛ не вызы­вает сомнений. Однако представляется спорным объяснять этот эффект специфическим влиянием высокоскоростной струн на внутриальвеолярное распределение и смешивание газа. Известно, что скорость газовой струи по мере удаления от сопла снижается достаточно быстро: напри­мер, на расстоянии всего 20 диаметров сопла скорость уменьшится наполовину. Основываясь на морфометрических параметрах легких [Вайбель Э.Р., 1970], можно высчитать, что при MOB =20 л/мин и начальной скорости газовой струи 340 м/с на уровне 17-го порядка разветвле­ния бронхиального дерева, где начинается зона альвеол, линейная скорость газа составляет всего 0,04 м/с, сравни­ваясь с линейной скоростью газа при обычной ИВЛ с тем же MOB.

Накопленный в СССР и за рубежом клинический опыт выявил и определенные трудности струйной ИВЛ, к кото­рым следует отнести: практическую невозможность оценки дыхательного объема и минутной вентиляции; высокое по­требление газа (обычно кислорода) на привод; невозмож­ность применения испаряющихся анестетиков; возможные осложнения (травмирование слизистой оболочки трахеи, если катетер проведен ниже бифуркации или прилегает к стенке трахеи); охлаждающее действие, особенно у детей, если отсутствует предварительный нагрев вдыхаемого га­за; излишнее или недостаточное увлажнение; затруднен­ный выдох, приводящий к плохо контролируемому поло­жительному давлению конца выдоха.

Отметим, что специальные аппараты для струйной высо­кочастотной ИВЛ до настоящего времени распространения на мировом рынке не получили. На международной вы­ставке «Здравоохранение-85» демонстрировалась единст­венная модель — аппарат для струйной ВЧ ИВЛ МК-800 фирмы «Акутроник» (Швейцария). Он имеет традиционное питание от сжатого кислорода с давлением до 0,5 МПа (5 кг/см²) и электронное управление, позволяющее регу­лировать частоту в пределах от 20 до 600 мин^-1 и отноше­ние длительностей вдоха и выдоха от 2,3: 1 до 1 : 9. Ми­нутная вентиляция — до 50 л/мин. Существенной частью аппарата является роликовый насос, нагнетающий в газо­вый поток перед соплом нагретую воду. Внутренний диа­метр сопла 2,1 мм.

В Советском Союзе разработан экспериментальный об­разец аппарата ВЧ ИВЛ «Спироп-601», который позволяет проводить ВЧ ИВЛ струйным способом с присоединением к пациенту с помощью инжекционного коннектора или тон­кого катетера. Предусмотрена также установка перед пациентом вместо сопла нереверсивного клапана, чем обе­спечивается объемная ВЧ ИВЛ с перемежающимся дав­лением и измерение действительной минутной вентиляции и дыхательного объема. Давление питания 0,1 — 0,4 МПа (1 — 4 кг/см²), диапазон установки частоты от 10 до 250 мин^-1 с отношением длительностей вдоха и выдоха 1:2, 1:3 и 1:4. Предусмотрена возможность аэрозольно­го увлажнения вдыхаемого газа.

Объемная ВЧ ИВЛ. Этот способ отличается от традици­онных способов ИВЛ только значительным увеличением частоты дыхания. При нем сохраняется обычная линейная скорость газовой струи и необходимость герметичного со­единения системы аппарат — пациент, равно как и доступность измерения параметров вентиляции и возможность полноценного кондиционирования дыхательной смеси.

Объемная ВЧ ИВЛ без использования струйного эффек­та может быть получена и на обычном аппарате ИВЛ. В ряде современных моделей с переключением со вдоха на выдох по времени возможно увеличить частоту дыха­ния до 100 — 150 мин^-1. Наши измерения показали, что и на аппаратах РО-6 при включении удвоенного объема и установке максимальной вентиляции можно получить ча­стоту дыхания до 120 мин^-1 с действительным дыхатель­ным объемом около 250 мл. При желании обеспечить ВЧ ИВЛ обычными аппаратами следует всемерно умень­шать внутреннюю растяжимость аппарата (так называе­мый сжимаемый объем): например, полностью заполнить увлажнитель, заменить гофрированные шланги гладкостенными трубками меньшей длины и т.п. В этих условиях волюметр или другой прибор для измерения объемных па­раметров ИВЛ показывает действительные значения объе­ма и вентиляции.

Разновидностью ВЧ ИВЛ является так называемая осцилляторная вентиляция с частотой циклов от 10 до 25 Гц (600 — 1500 мин^-1) и более. При таких частотах перемещаемый объем газа снижается до минимальных размеров (10 — 15 мл и менее), и само понятие «вентиляция» как обмен объемов утрачивает реальный смысл. В этих условиях газообмен осуществляется, по-видимому, не за счет конвекции газа, а за счет диффузии газа в газовой среде, значительно усиливаемой осцилляциями. Lee и Sweeney (1980) на математических и физических моделях про­демонстрировали быстрое смешивание газа при высокоча­стотном (10 — 20 Гц) осциллирующем потоке. Транспорт­ный коэффициент последнего на много порядков выше диффузионного коэффициента для кислорода в воздухе, а также транспортного коэффициента вихревого потока при числе Рейнольдса, не превышающем 50 000.

Осцилляции производятся при помощи специальных соленоидных или мембранных устройств либо громкогово­рителей.

Первое успешное применение осцилляториой ИВЛ как самостоятельного метода осуществлено с частотой 10 — 15 Гц [Butler, Bohn, Migasaka et al., 1979]. Однако в настоящее время осцилляторная ВЧ ИВЛ чаще применяется в соче­тании с «обычной» или с объемной высокочастотной (100 — 300 мин^-1) ИВЛ. А.П. Зильбер (1984) сообщил о положительном эффекте «вспомогательной осцилляторной вентиляции» с частотой до 10 Гц на фоне спонтанного дыхания у больных с бронхолегочной патологией. Отме­тим, что особенностью новых отечественных аппаратов семейства «Спирон» является наложение на обычный режим вентиляции высокочастотных осцилляций с частотой 90 — 135 Гц.

Расширение показаний к высокочастотной ИВЛ, особен­но осцилляторной, нуждается в дальнейших эксперимен­тальных и клинических обоснованиях.