СПОСОБ СОЧЕТАННОЙ СТРУЙНОЙ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ ПРИ ЭНДОТРАХЕОБРОНХИАЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЯХ ПО ПОВОДУ ОПУХОЛЕВЫХ И РУБЦОВЫХ СТЕНОЗОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ БРОНХОВ И/ИЛИ ТРАХЕИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF COMPATIBLE JET-STREAM ARTIFICIAL LUNG VENTILATION DURING ENDOTRACHEOBRONCHEAL OPERATIONS IN CONNECTION WITH TUMOR AND SCAR STENOSES OF CENTRAL BRONCHI AND/OR TRACHEA AND DEVICE FOR ITS REALISATION

Изобретения относятся к медицине и могут быть использованы при лечении опухолевых и рубцовых стенозов центральных бронхов и/или трахеи.
Злокачественные новообразования остаются острейшей медико-социальной проблемой. Онкологическая заболеваемость неуклонно растет. В России контингент больных со злокачественными новообразованиями составляет более 2 млн. человек, т.е. 1,5% населения страны. Рак легкого занимает одно из первых мест среди показателей заболеваемости злокачественными новообразованиями. В России он находится на втором месте в общей структуре онкологических заболеваний и на первом (31%) среди злокачественных опухолей у мужчин. Ежегодно в России регистрируется более 63000 случаев РЛ, а погибает от него 60000 человек (Давыдов М.И. и соавт. Совершенствование хирургического лечения больных немелкоклеточным раком легкого // Рос. онкол. журн. - 2001. - №5. - С.14-17; Мерабишвили В.М. Злокачественные новообразования в мире, России, Санкт-Петербурге. - СПб., ООО «ИПК БИОНТ», 2007. - 422 с.; Hansen H.H., Bunn P.A. Lung cancer therapy // Taylor&Francis. 2005. - P. 100-105). Опухолевая обструкция дыхательных путей и связанные с ней состояния: пневмония, ателектаз, пневмогенный сепсис являются причиной смерти у 30-40% пациентов, страдающих раком легкого (Трахтенберг А.Х., Чиссов В.И. Клиническая онкопульмонология. М., 2000. 599 с.; Ginsberg R.J. et al. Non-small cell lung cancer. In: DeVita V.T., Hellman S., Rosenberg S.A., editors. Cancer: principles and practice of oncology, 5th ed. Philadelphia: Lippincott-Raven; 1997, p.858-911; Waller D. et al. Chemotherapy for patients with non-small cell lung cancer. The surgical setting of the Big Lung Trial. Eur. J. CardioThorac. Surg. 2004; 26:173-182). Весьма высокой остается и частота развития рубцовых стенозов трахеи и центральных бронхов, связанных с длительной искусственной вентиляцией легких, достигающая по данным разных исследователей 25% (Паршин В.Д. Хирургия рубцовых стенозов трахеи. М., Издательство РНЦХ РАМН. - 2003. 152 с.; Русаков М.А. Эндоскопическая хирургия опухолевых и рубцовых стенозов трахеи и бронхов // М.: Российский научный центр хирургии РАМН, 1999. - 92 с.).
Эндотрахеобронхиальные вмешательства, направленные на восстановление и поддержание просвета дыхательных путей, ликвидацию обтурационной пневмонии, уменьшение воспаления, интоксикации и болевого синдрома, а также увеличение продолжительности и улучшение качества жизни больных представляют собой ключевой этап в лечении опухолевых и рубцовых стенозов центральных бронхов и/или трахеи (Паршин В.Д. Хирургия рубцовых стенозов трахеи. М., Издательство РНЦХ РАМН. - 2003. 152 с.; Armin Ernst et al. Central Airway Obstruction // Am. J. of Respiratory and Critical Care Medicine. - 2004. - Vol. 169, pp.1278-1297). При злокачественных новообразованиях с обструкцией просвета трахеи и/или бронхов они дают возможность проведения следующих этапов комбинированного и комплексного противоопухолевого лечения, предотвращающего или замедляющего возникновение рецидива (Канаев С.В. и др. Разработка новых комбинированных методов консервативной терапии рака бронха и пищевода // «Рентгенодиагностика XXI века. Проблемы и надежды…». Тез. докл. VIII Всероссийского съезда рентгенологов и радиологов. - Челябинск-Москва. - 2001. - С.28; Hansen H.H., Bunn P.A. Lung cancer therapy // Taylor&Francis. 2005. - P. 100-110). Комплексное лечение опухолевых поражений легких и/или трахеи, первым этапом которого является эндотрахеобронхиальное хирургическое вмешательство, в последующем дополняется высокодозной внутрипросветной брахитерапией, дистанционной лучевой терапией, сочетанным облучением, фотодинамической и системной цитостатической терапией, что позволяет добиться существенного улучшения непосредственных и отдаленных результатов - увеличить медиану выживаемости с 2 до 36 месяцев при показателе объективного ответа (полная + частичная ремиссия) в 63%. В клинике ФГУ НИИ онкологии им. H.H.Петрова Росмедтехнологий получено 3 патента на изобретения РФ, относящиеся к различным комбинациям эндоскопических операций с другими методами противоопухолевого лечения и демонстрирующие их эффективность (Арсеньев А.И. и др. Способ лечения местно-распространенных злокачественных опухолей центральных бронхов и/или трахеи. №2248188; Арсеньев А.И. и др. Способ комбинированного лечения местно-распространенных злокачественных опухолей центральных бронхов и/или трахеи. №2262964; Гельфонд М.Л. и др. Способ комбинированного лечения местно-распространенных злокачественных опухолей трахеи и/или бронхов. №2286817).
Эндотрахеобронхиальные операции могут производиться с использованием фибробронхоскопов либо ригидных (жестких) дыхательных бронхоскопов, через которые осуществляется доставка рабочих инструментов (электродов, световодов, аппликаторов, щипцов и т.д.). В настоящее время многие специалисты использует фибробронхоскопию, поскольку эта процедура легче переносится больными и существует возможность проводить вмешательства под местной анестезией, иногда даже в амбулаторных условиях [Русаков М.А., 1999; Паршин В.Д., 2003]. Однако при этом приходится сталкиваться с рядом недостатков - невозможностью полного подавления кашлевого рефлекса и дыхательных движений, загрязнением дистального конца эндоскопа, сложностями при аспирации секрета и удалении обработанных тканей, частом повреждении дорогостоящей аппаратуры и, главное, невозможностью в полном объеме проводить мероприятия по прекращению возможного кровотечения. Эндоскопические вмешательства в условиях ригидной бронхоскопии лишены этих недостатков и отличаются сокращением сроков операции, количества сеансов, большей безопасности при возможных осложнениях, оптимальном соотношении эффективности и стоимости методов, а также в лучшей сохранности дорогостоящей аппаратуры. Ригидная бронхоскопия всегда выполняется в условиях общей анестезии и искусственной вентиляции легких с максимально полным мониторингом основных показателей гомеостаза.
-1
-1
-1
Как известно, искусственную вентиляцию легких по частоте можно разделить на 4 типа: 1) низкочастотная - частота дыхательных циклов меньше среднефизиологических величин - до 10 мин; 2) нормочастотная - до 60 мин (при этой частоте уже появляется постоянное положительное давление в дыхательных путях; 3) высокочастотная - это вентиляция с частотой от 60 до 300 дыхательных циклов в минуту (1-5 Гц); 4) «осцилляторная» - осуществляется на частотах свыше 300 мин (5-60 Гц). Высокочастотная искусственная вентиляция легких, в свою очередь, классифицируется по способу подготовки и подачи газовой смеси в дыхательные пути пациента, ее можно разделить на 4 основных метода: 1) «объемная» - в условиях разделения каналов вдоха и выдоха, подается через канал большого сечения (дыхательная маска, интубационная или трахеостомическая трубка); 2) «струйная» с инжекцией предусматривает подсос воздуха из атмосферы во время вдоха за счет эффекта Вентурри, также подается через канал большого сечения; выдох осуществляется через тот же канал инжекции; 3) «струйная» без инжекции - проводится путем подачи газовой смеси в дыхательные пути больного через тонкий катетер диаметром 1-2 мм, вводимый в интубационную или трахеостомическую трубку, а также методом чрезкожной катетеризации трахеи; 4) комбинированнная (сочетанная) (Зильбер А.П. Этюды критической медицины. Т.2. Респираторная медицина. - Петрозаводск. - 1996. - С.30-33, 353-356; Зислин Б.Д. и др. Газообмен и гемодинамика при высокочастотной вентиляции в хирургии легких // Анестезиол. и реаниматол. - 1987. - №1. - С.18 - 20; Молчанов И.В. и др. Методические аспекты высокочастотной вентиляции легких // Анестезиол. и. реаниматол. - 1987. - №1. - С.54-57).
2
При этом важнейшей задачей анестезиологического обеспечения эндотрахеобронхиальных операций является поддержание адекватного газообмена в условиях негерметичного контура искусственной вентиляции легких. По мнению ряда авторов, наиболее отвечающей этому условию является струйная высокочастотная вентиляция легких (Hodgson C.A. et al. High frequency jet ventilation in the management of intra-operative tracheal injury // Anaesthesia. - 1995. - V.50. P.637-638; Russell W.C. et al. Comparing methods of administering high frequency jet ventilation in a model of laryngotracheal stenosis // Anesth. Analg. 2002.- V.95.- P.764-769; Koscielny S. et al. High frequency jet ventilation in adult laryngeal CO laser surgery - How do we do it // Anasthesiologie & Intensivmedizin. 2002. - №43. - S.532. и др.). Однако данный способ имеет ряд ограничений. Даже при использовании высокочастотной вентиляции у пациентов без выраженного поражения легочной паренхимы ее применение сопровождается задержкой удаления углекислоты, хотя оксигенация при этом может оставаться адекватной. Применительно к рассматриваемому контингенту больных, препятствия для проведения высокочастотной вентиляции легких усугубляются значительным нарушением биомеханических свойств органов дыхания. Обструкция дыхательных путей, нарушение дренажа мокроты, бронхит, пневмония, сопутствующая хроническая обструктивная болезнь и эмфизема легких приводят к снижению растяжимости легких, повышению сопротивления дыхательных путей, в результате чего элиминация углекислоты и оксигенация крови при применении высокочастотной вентиляции могут оказаться неэффективными (Braverman I. et al. Complication of jet ventilation during microlaringeal surgery // Ann. Otol Rhinol Laringol. - 1994; 103:624-7). Эта проблема послужила основанием для создания различных режимов вентиляции, сочетанных с высокочастотными, в частности совместное использование традиционной и струйной высокочастотной вентиляции легких, а также осцилляционной и объемной (Атаханов Ш.Э. Способ сочетанной традиционной и высокочастотной инжекционной искусственной вентиляции легких // Анестезиология и реаниматология. - 1985. - №4. - С.27-29; Зислин Б.Д. Высокочастотная вентиляция легких. Екатеринбург, 2001. - 155 С.; Кассиль В.Л. и др. Искусственная и вспомогательная вентиляция легких. - М. - «Медицина». - 2004. - 479 С. El-Baz N. et al. Combined high-frequency ventilation for management of terminal respiratory failure: A new technique // Anasth. Analg. - 1983. - V.62. - N.1 - P.34-49).
При этом подразумевается, что улучшение оксигенации обеспечивается посредством высокочастотных малообъемных осцилляций, а адекватное удаление углекислоты - посредством нормочастотных высокообъемных вдуваний, которые дополнительно позволяют задействовать нефункционирующие альвеолы за счет более высокого пикового давления вдоха, чем высокочастотная вентиляция «низкого давления». Некоторых авторов этот факт заставил вовсе отказаться от струйной высокочастотной вентиляции при операциях на дыхательных путях (Волчков В.А. и др. Струйная чрескатетерная искусственная вентиляция легких при хирургическом лечении рубцовых стенозов трахеи // Анестезиология и реаниматология. - 2007. - №3. - 45-48). Однако другие авторы, использовавшие более чем у 1500 больных суперпозиционную высокочастотную вентиляцию легких (Superimposed high-frequency jet ventilation - SHFJV), заключающуюся в ее сочетании с нормочастотной вентиляцией, отмечают высокую эффективность, надежность и безопасность метода (Ihra G. Jet ventilation: Superimposed applications // Anasthesiologie & Intensivmedizin. 2002. - №43. - S. 527; Rezaie-Majd A. et al. Superimposed high-frequency jet ventilation (SHFJV) for endoscopic laryngotracheal surgery in more than 1500 patients // Br. J. Anaesth. 2006 May; 96(5):650-9). Пульсирующее положительное давление в конце выдоха (аутоПДКВ), создаваемое высокочастотными осцилляциями в сочетании с низкочастотными вдуваниями, обеспечило удовлетворительные показатели газообмена даже у пациентов с декомпенсированными стенозомами магистральных дыхательных путей. Альтернативой суперпозиционной является катетерная высокочастотная вентиляция, применяемая в основном в эндоскопической хирургии гортани. Однако ее применение сопряжено с такими, часто фатальными, недостатками, как перекручивания катетера, перфорация им стенки трахеи или бронха, диспозиция в дистальные отделы бронхиального дерева, а также с таким грозным осложнением, как возгорание катетера и воздушной смеси при использовании хирургических лазеров, аргоноплазменных и обычных электрокоагуляторов (Страшнов В.И. и др. Обеспечение искусственной вентиляции легких при эндоларингеальных хирургических вмешательствах с использованием высокоэнергетического лазера // Анестезиология и реаниматология. - 1989. - №5. - С.32 - 34). Возгорание воздушной смеси, катетеров и инструментов в обогащенной кислородом среде часто приводит к ожогу значительной поверхности дыхательных путей. Во избежание этого во многих клиниках при эндотрахеобронхиальных операциях в процессе вентиляции легких используемая концентрация кислорода в воздушной смеси не превышает 40% (Macdonald A.G. A brief historical review of non-anaesthetic causes of fires and explosions in the operating room // British Journal of Anaesthesia, 1994, Vol.73, No. 6. 847-856; Eipe N. et al. Airway Fires: Gas-Bugs Providing the Fuel? // Anesth. Analg., November 1, 2005; 101(5):1563 -1564).
Контроль фракционной концентрации кислорода, как и минутной вентиляции легких при высокочастотной вентиляции, до сих пор связан со значительными сложностями даже в наиболее современных моделях высокочастотных респираторов, за исключением весьма дорогостоящих аппаратов, имеющих опции контроля концентрации вдуваемого кислорода. По мнению некоторых авторов, для этих операций вполне достаточно «простых» моделей высокочастотных респираторов, вентилирующих больного чистым кислородом (Зислин Б.Д. Высокочастотная ИВЛ: вчера, сегодня, завтра // http://www.icj.ru/2005-01-06.html). Считается, что фракционная концентрация кислорода при этом снижается в результате реализации эффекта Вентурри - инжекции атмосферного воздуха. Определять ее предлагается по специальным номограммам. Но конструкция трахеобронхоскопа эффект инжекции исключает. Кроме того, даже в случае его теоретического наличия, коэффициент инжекции может существенно меняться у больных с измененными биомеханическими свойствами легких в результате опухолевого или рубцового стенозирования. К тому же в условиях эндотрахеобронхиальных операций, когда условия проведения хирургического вмешательства и анестезиологического пособия могут быстро изменяться, терять время на определение и расчет фракционной концентрации кислорода по номограммам представляется нецелесообразным и опасным.
Таким образом, актуальность проблемы вентиляционного обеспечения эндотрахеобронхиальных вмешательств определяется как необходимостью дальнейшей разработки методов обеспечения адекватной оксигенации и элиминации углекислоты, то есть эффективной вентиляции в условиях негерметичного контура, так и потребностью в тщательном контролировании концентрации кислорода в процессе вмешательства для исключения риска воспламенения воздушной смеси и инструментов.
Наиболее близким к предлагаемому первому объекту группы изобретений - способу сочетанной струйной искусственной вентиляции легких - является предложенный ранее способ, заключающийся в проведении суперпозиционной высокочастотной искусственной вентиляции легких одним аппаратом в сочетании с нормочастотной вентиляцией, проводимой другим аппаратом (Rezaie-Majd A. et al. Superimposed high-frequency jet ventilation (SHFJV) for endoscopic laryngotracheal surgery in more than 1500 patients. // Br. J. Anaesth. 2006 May; 96(5):650-9). Анализ упомянутых аналогов способа, в том числе и ближайшего, показывает, что они не позволяют в достаточной степени контролировать эффективность вентиляции и концентрацию кислорода в условиях негерметичного контура, требуют использования дополнительных дорогостоящих аппаратов для искусственной вентиляции легких, что существенно усложняет методику и требует наличия дополнительных приспособлений.
Наиболее близким к патентуемому устройству является ближайший аналог второго объекта группы изобретений - предложенное ранее устройство - компрессор сжатого медицинского воздуха, подсоединенный к аппарату высокочастотной искусственной вентиляции легких. Устройство обеспечивало удовлетворительные показатели газообмена при проведении бронхоскопии, в том числе у больных с исходными дыхательными нарушениями (Кассиль В.Л. и др. Высокочастотная вспомогательная вентиляция легких воздухом во время бронхофиброскопии у онкологических больных // Анестезиология и реаниматология. - 2001. - №5. - С.30.-32). Недостатком устройства является невозможность проведения нормочастотной ручной струйной вентиляции воздуха с контролируемой частотой циклов и изменяемым рабочим давлением.
При использовании патентуемой группы изобретений к преимуществам проведения высокочастотной аппаратной струйной искусственной вентиляции легких атмосферным воздухом, обеспечивающим возможность выполнения эндотрахеобронхиальных операций в условиях невысокой концентрации кислорода в воздушной смеси (20,9%), добавляются эффекты, обусловленные последовательным или параллельным проведением через двойное сопло трахеобронхоскопа с диаметром обоих сопел в 3 мм высокочастотной аппаратной струйной вентиляции легких чистым кислородом и нормочастотной ручной струйной вентиляции легких сжатым медицинским воздухом, что позволяет улучшить оксигенацию крови, добиться адекватного удаления углекислоты, оптимизировать контроль газообмена и показателей гомеостаза в процессе анестезиологического пособия, снизить риск воспламенения воздушной дыхательной смеси и возникновения ожога дыхательных путей во время выполнения аргоноплазменных, лазерных и электрокоагуляционных манипуляций за счет контролируемого изменения концентрации кислорода в дыхательной смеси в процессе операции.
Задачей патентуемой группы изобретений и техническим результатом способа является 1) улучшение оксигенации крови, 2) адекватное удаление углекислоты, 3) оптимизация контроля газообмена и показателей гомеостаза в ходе проведения искусственной вентиляции легких, 4) снижение риска воспламенения дыхательной смеси и возникновения ожога дыхательных путей во время выполнения аргоноплазменных, лазерных и электрокоагуляционных манипуляций, 5) сокращение сроков операции. Это достигается за счет проведения через тубус ригидного трахеобронхоскопа с установленным в проксимальной его части двойным соплом с диаметром обоих сопел в 3 мм высокочастотной аппаратной струйной вентиляции чистым кислородом через первое сопло с последовательной попеременной или параллельной нормочастотной ручной струйной вентиляцией легких сжатым медицинским воздухом через второе сопло с помощью устройства, состоящего из компрессора, регулятора давления и рычажного прерывателя, что позволяет контролировать изменения концентрации кислорода в дыхательной смеси в процессе операции и не делать перерывов при проведении эндотрахеобронхиальных операций.
В клинике ФГУ НИИ онкологии имени Н.Н. Петрова Росмедтехнологий эндотрахеобронхиальные операции в условиях ригидной бронхоскопии (жесткие трахеобронхоскопы «Karl Storz GmbH & Со. KG», Германия; регистрационное удостоверение №2002/189 от 27.03.2002 г.; сертификат №РОСС РЕ.СН01.В40796 №4415765) проводятся с использованием аргоноплазменной и обычной электрокоагуляции (аппарат «ERBE» серии ICC «ERBE VIO»; регистрационный номер СС №2004/1512 от 25.11.2004 г.; сертификат №РОСС DE.АЕ.68.В11003 «ERBE Elektromedizin», Германия), а также лазерной деструкции (полупроводниковый лазер «Аткус-2», регистрационный №29/05010104/5958-04 от 26.01.04; сертификат соответствия РОС РУ.ИМ15.В.00404). Предпочтение отдается аргоноплазменной коагуляция - методу монополярной высокочастотной электрохирургии, в котором энергия тока высокой частоты передается на ткань бесконтактным способом посредством ионизированного аргона, одним из преимуществ которого является коагуляция в бескислородной среде. Однако даже в условиях аргоноплазменной коагуляции, и особенно при обычной электрокоагуляции и лазерной деструкции, существует достаточно высокий риск воспламенения воздушной смеси или манипулятора (электрода, световода), с чем мы неоднократно сталкивались на первых этапах при проведении эндоскопических хирургических вмешательств в условиях объемной или высокочастотной вентиляции легких с высокой концентрацией кислорода. Кроме того, при объемной вентиляции легких с разной периодичностью, в зависимости от исходного состояния больного и интраоперационных показателей гомеостаза, приходилось делать перерывы во время эндоскопического вмешательства для восстановления насыщения крови кислородом, что, несомненно, увеличивало продолжительность операции. Сочетанная струйная искусственная вентиляция легких позволяет оставлять открытым проксимальное окно тубуса трахеобронхоскопа на протяжении всей операции, что позволяет эндоскописту работать непрерывно, не увеличивая продолжительность хирургического вмешательства.
В настоящее время в клинике ФГУ НИИ онкологии имени Н.Н.Петрова Росмедтехнологий искусственная вентиляция легких при эндотрахеобронхиальных операциях в условиях ригидной бронхоскопии проводится только по предлагаемой методике под лабораторным контролем показателей газов крови и динамическим контролем фотопульсоксиметрической сатурации газов артериальной крови. Всем больным обязательно проводится тщательное предоперационное обследование, включающее исследование всего спектра клинических, биохимических и газовых показателей крови, оценку функций внешнего дыхания.
Существо группы изобретений поясняется на чертежах, где на фиг.1 представлена блок-схема патентуемого устройства, на фиг.2 - общий принцип вентиляции через двойное сопло трахеобронхоскопа, а на фиг.3 - фотография, демонстрирующая общий вид устройства.
У пациентов с угрозой возникновения декомпенсированной дыхательной недостаточности за счет значительного снижения дыхательной поверхности при массивном повреждении легочной паренхимы или критическом стенозе магистральных дыхательных путей (трахеи и обоих главных бронхов), в случае тяжелой обтурационной пневмонии и при признаках пневмогенного сепсиса проводится сочетанная струйная искусственная вентиляция легких через двойное сопло 5, установленное в проксимальной части тубуса трахеобронхоскопа 6 с диаметром обоих сопел в 3 мм. Производят высокочастотную аппаратную струйную вентиляцию легких чистым кислородом 1 (аппарат «Paravent», «Chirana», Чехословакия) с частотой 100-180 циклов в минуту, при рабочем давлении 100-200 кПа через первое сопло 5 и одновременно либо последовательно (попеременно или параллельно) нормочастотную ручную струйную вентиляцию легких сжатым медицинским воздухом устройством, состоящим из компрессора 2, регулятора давления 3 и рычажного прерывателя струи 4. Манипуляцию проводят через второе сопло 5 с частотой 20-40 циклов в минуту при рабочем давлении 100-150 кПа. После нормализации показателей гомеостаза и газообмена переходят к последовательному попеременному проведению нормочастотной ручной струйной вентиляции легких сжатым медицинским воздухом с частотой 20-40 циклов в минуту при рабочем давлении 100-150 кПа через одно сопло и высокочастотной аппаратной струйной вентиляции легких чистым кислородом с частотой 100-180 циклов в минуту, при рабочем давлении 100-200 кПа через другое сопло, как представлено на фиг.1, фиг.2 и фиг.3. При использовании этого варианта искусственной вентиляции легких аргоноплазменные, электрохирургические или лазерные воздействия производятся в момент вентиляции воздухом, а вентиляция кислородом применяется на этапах механических манипуляций (удаление струпа, опухолевых и некротических масс, бужирование просвета, рассечение стриктур и т.д.).
При отсутствии у больных декомпенсированной дыхательной недостаточности возможно проведение только нормочастотной струйной вентиляции медицинским воздухом в ручном режиме с частотой 20-40 циклов в минуту, при рабочем давлении 100-150 кПа с использованием предлагаемого устройства, состоящего из компрессора 2, регулятора давления 3 и рычажного прерывателя струи 4. Однако в случае нарастания у них в ходе эндотрахеобронхиальных операций явлений дыхательной недостаточности, возникновении гипоксии, развитии десатурации начинают одновременное либо последовательное (попеременное или параллельное) проведение нормочастотной ручной струйной вентиляции легких сжатым медицинским воздухом с частотой 20-40 циклов в минуту при рабочем давлении 100-150 кПа через одно сопло 5 и высокочастотной аппаратной 1 струйной вентиляции легких чистым кислородом с частотой 100-180 циклов в минуту, при рабочем давлении 100-200 кПа через другое сопло 5, как представлено на фиг.1, фиг.2 и фиг.3. На всех этапах предлагаемого способа сочетанной струйной искусственной вентиляции легких удается достичь приемлемой оксигенации крови и добиться адекватного удаления углекислоты в ходе проведения искусственной вентиляции легких; оптимизировать контроль газообмена и показателей гомеостаза в процессе анестезиологического пособия; снизить риск воспламенения дыхательной смеси и возникновения ожога дыхательных путей во время выполнения аргоноплазменных, лазерных и электрокоагуляционных манипуляций за счет контролируемого изменения концентрации кислорода в дыхательной смеси в процессе операции и сократить сроки эндотрахеобронхиальных операций за счет их непрерывности.
Способ был применен при эндотрахеобронхиальных вмешательствах, проводимых по поводу опухолевых и рубцовых стенозов центральных бронхов и/или трахеи у 12 больных (3 женщины - 25% и 9 мужчин - 75%), получавших лечение в торакальном отделении ФГУ НИИ онкологии имени Н.Н. Петрова Росмедтехнологий в период с февраля 2007 по май 2008 года. Всего им было произведено 17 эндотрахеобронхиальных операций как первый этап комбинированного и комплексного лечения. В последующем все больные получали химиолучевое лечение. У 2 больных проведенное комплексное лечение в последующем позволило произвести радикальное открытое хирургическое вмешательство. Средний возраст составил 56 лет (от 40 до 71 лет). У 4 больных (33,3%) было поражение опухолью одного из долевых бронхов с переходом на главный, у 5 (41,7%) - поражение главного бронхов с переходом на трахею и у 3 (25%) - изолированное опухолевое поражение трахеи. Морфологическая структура опухолей была такова: у 9 больных (75%) установлен плоскоклеточный рак, у 2 (16,7%) - аденокарциномы и у одного - цилиндрома. У одного пациента был рубцовый стеноз трахеи после полного регресса опухоли в результате комбинированного лечения. Полной реканализации удалось достичь у 8 (66,7%) больных и частичной - у 4 (33,3%) при значительном перибронхиальном, или перитрахеальном компонентах.
На всех этапах - в предоперационный период и в ходе операции - тщательно оценивался весь комплекс клинических, инструментальных и лабораторных данных. В ходе проведения вентиляционного обеспечения эндотрахеобронхиальных вмешательств изучались показатели газов артериальной крови. Среднее парциальное давление кислорода у больных в ходе эндоскопического хирургического вмешательства составило 122,9±8,5 мм рт.ст., а углекислого газа - 41,9±5,4 мм рт.ст. Средний показатель фотопульсоксиметрической сатурации был 96%. Средний диаметр вспышек при аргоноплазменных, электрохирургических и лазерных воздействиях в случаях использования последовательной попеременной нормочастотной ручной струйной вентиляцией легких составил 1,9±0,79 мм, а при высокочастотной аппаратной струйной вентиляции чистым кислородом и одновременной параллельной сочетанной вентиляции - 5,7±0,9 мм и 4,3±0,8 мм. Ни в одном случае не было зафиксировано интраоперационной декомпенсации дыхательной недостаточности, не отмечено критических цифр в показателях парциального давления кислорода и углекислого газа. Среднее время операции составило 37 минут. Ни разу не отмечено воспламенения воздушной смеси или инструментов, а аргоноплазменные, лазерные или электрохирургические манипуляции отличались гомогенностью зоны повреждения и контролируемостью глубины воздействия.
В то же время, как по литературным, так и по собственным данным при обычной объемной и/или высокочастотной вентиляции легких интраоперационные осложнения, связанные с глубокой гипоксией и декомпенсацией дыхательной недостаточности, развиваются в 17-30% случаев, а ожоги дыхательных путей, связанные с повышенным образованием пламени в насыщенной кислородом воздушной смеси - в 3-6% случаев. Среднее время эндотрахеобронхиальных операций при обычной объемной и/или высокочастотной вентиляции легких по данным литературы колеблется от 1 до 3 часов, а по нашим данным - от 1 до 1,5 часов.
Осложнений, связанных с анестезиологическим обеспечением эндотрахеобронхиальных операций, не было. У одного больного зарегистрировано нелетальное хирургическое интраоперационное осложнение (кровотечение из бронхиальной артериии), с которым удалось успешно справиться, в том числе благодаря возможности обеспечения адекватной вентиляции. В целом количество осложнений на этапе проведения эндотрахеобронхиальных операций было существенно ниже, чем в литературных данных (8% против 25%).
Изобретательский уровень предлагаемого способа подтверждается тем, что во всех случаях (100%; N=12) удалось обеспечить качественное и безопасное проведение анестезиологического пособия, поддерживать адекватные показатели парциального давления кислорода и углекислого газа крови в ходе проведения искусственной вентиляции легких; оптимизировать контроль газообмена и показателей гомеостаза; снизить риск воспламенения дыхательной смеси и возникновения ожога дыхательных путей во время выполнения аргоноплазменных, лазерных и электрокоагуляционных манипуляций за счет контролируемого изменения концентрации кислорода в дыхательной смеси в процессе операции и сократить сроки эндотрахеобронхиальных операций за счет их непрерывности.
В качестве клинических примеров и для подтверждения условия «промышленная применимость» приводим следующие клинические наблюдения.
Пример 1. Больной Д.С.К., 67 лет. Жалобы при поступлении на одышку при физической нагрузке, повышение температуры тела до 39-40°С. Клинический диагноз: Рак левого главного бронха с переходом на нижнюю треть трахеи. При диагностической бронхоскопии - обтурация левого главного бронха, опухолевые разрастания в нижней трети трахеи, на 1/2 от должного перекрывающие просвет. При морфологическом исследовании (бронхобиопсия) - плоскоклеточный рак. Эндотрахеобронхиальная операция 21.03.08 г. - аргоноплазменная коагуляция опухоли. После индукции в общую анестезию (диприван, фентанил, эсмерон) и интубации трахеи тубусом ригидного бронхоскопа начата высокочастотная аппаратная струйная вентиляция легких чистым кислородом аппаратом «Chirana» с частотой 180 циклов в минуту, при рабочем давлении аппарата 150 кПа и соотношении вдох-выдох 1:1 через первое сопло в проксимальной части трахеобронхоскопа. На этапе подготовительных манипуляций отмечен эпизод снижения показателей фотопульсоксиметрической сатурации и периферической гемодинамики, компенсированный одновременным параллельным проведением нормочастотной ручной струйной вентиляцией воздухом с частотой 25 циклов в минуту при рабочем давлении 150 кПа, при продолжительности вдувания струи 1-2 секунды через второе сопло. После компенсации состояния больного продолжена аппаратная струйная вентиляция легких чистым кислородом. Во время проведения аргоноплазменной коагуляции опухолевых масс отмечена высокая интенсивность аргоноплазменной дуги в виде вспышек диаметром 7-15 мм, периодически занимающих весь доступный обзору просвет дыхательных путей. В связи с этим высокочастотная струйная вентиляция легких чистым кислородом аппаратом «Chirana» была прекращена, а через второе сопло начата нормочастотная ручная струйная вентиляция воздухом с частотой 25 циклов в минуту при рабочем давлении 150 кПа, при продолжительности вдувания струи 1-2 секунды. Интенсивность образования пламени заметно уменьшилась, достигая обычного размера вспышки в атмосферном воздухе в 1-2 мм. В последующем этапы механических манипуляций выполнялись с использованием высокочастотной аппаратной струйной вентиляции легких чистым кислородом, а этапы аргоноплазменной коагуляции опухоли - нормочастотной ручной струйной вентиляции воздухом. На всем протяжении операции показатели фотопульсоксиметрической сатурации оставались в пределах 93-96%. Показатели артериального давления и частоты сердечных сокращений - в пределах удовлетворительных значений.
Пример 2. Больной И.Н.Т., 69 лет. Жалобы при поступлении на одышку при повседневной физической нагрузке, кровохарканье, слабость, повышение температуры тела до 38-39°С. Клинический диагноз: Рак правого главного бронха. При диагностической бронхоскопии - обтурация просвета правого главного бронха розовой крупнобугристой опухолью. Рентгенологически - в правом легком явления обтурационной пневмонии. Клинически и по лабораторным данным - выраженная интоксикация. При морфологическом исследовании (бронхобиопсия) - умереннодифференцированный плоскоклеточный рак. Эндотрахеобронхиальная операция 29.01.08 г., в ходе которой достигнута аргоноплазменная и механическая (щипцевая) полная реканализация просвета главного бронха и восстановление вентиляции легкого. В последующем на рентгеногаммах возобновлена пневматизация легких, отмечено разрешение обтурационной пневмонии. После индукции в общую анестезию и интубации трахеи начато проведение сочетанной высокочастотной аппаратной струйной вентиляции легких чистым кислородом аппаратом «Chirana» в режиме 180 циклов в минуту, при рабочем давлении аппарата 200 кПа, соотношении вдох выдох 1:1 и нормочастотная ручная струйная вентиляция воздухом в режиме 15-20 циклов в минуту при рабочем давлении 100-150 кПа через второе сопло. На фоне ее проведения показатели фотопульсоксиметрической сатурации - 98-100%, а после перехода на только высокочастотную аппаратную струйную вентиляцию легких чистым кислородом - 89-92%. После начала аргоноплазменной коагуляции отмечено выраженное увеличение интенсивности аргоноплазменной дуги в виде вспышек размером до 10-15 мм в диаметре с отклонением струи аргоновой плазмы от зоны интереса к неизмененным стенкам трахеи. Струйная высокочастотная вентиляция легких чистым кислородом аппаратом «Chirana» была остановлена, продолжена нормочастотная ручная струйная вентиляция воздухом в режиме 15-20 циклов в минуту при рабочем давлении 100-150 кПа через второе сопло. Однако при этом в течение 10 минут развилась десатурация до 78% и снижение парциального давления кислорода в крови до 90 мм рт.ст. Начато попеременное осуществление высокочастотной аппаратной струйной вентиляции легких чистым кислородом с частотой 180 циклов в минуту, при рабочем давлении аппарата 150 кПа и нормочастотной ручной струйной вентиляции воздухом в режиме 25 циклов в минуту при рабочем давлении 150 кПа и продолжительности вдуваний 1-2 секунды. Причем нормочастотная ручная струйная вентиляция воздухом производилась в момент аргоноплазменной коагуляции, а высокочастотная аппаратная струйная вентиляция кислородом - во время механических манипуляций. Отмечено снижение интенсивности вспышек при аргоноплазменной коагуляции до 1 мм в диаметре с восстановлением контролируемости и гомогенности воздействия на зону интереса. Показатели фотопульсоксиметрической сатурации оставались в пределах 93-95%, при нормальных показателях насыщения крови кислородом и выведения углекислого газа. Показатели периферической гемодинамики были в пределах нормы.
Пример 3. Больной В.Д.Д., 54 года. Жалобы при поступлении на одышку в покое, слабость, повышение температуры тела до 38-39°С. Резкое ограничение физической активности, нахождение большей части времени в постели в полусидячем положении (ортопноэ), ситуационная кислородотерапия путем инсуффляции кислорода через носовой катетер. Клинический диагноз: Рак левого главного бронха с переходом на нижнюю треть трахеи. При морфологическом исследовании (бронхобиопсия) - низкодифференцированная аденокарцинома. При диагностической бронхоскопии - обтурация левого главного бронха, с переходом опухолевых разрастаний на трахею, с развитием критического стеноза (остаточный просвет в нижней трети трахеи - не более 2 мм). На рентгенограммах - ателектаз левого легкого. В анализе артериальной крови при дыхании атмосферным воздухом: парциальное давление кислорода не превышало 54 мм рт.ст., а углекислого газа достигало 50 мм рт.ст. По жизненным показаниям проведена срочная эндотрахеобронхиальная операция 12.09.07 г., выполнена аргоноплазменная коагуляция опухоли с последующей механической реканализацией. При анестезиологическом пособии после тщательной преоксигенации и быстрой индукции (диприван, кетамин, дитилин) осуществлена интубация трахеи с бужированием зоны стеноза трахеи тубусом трахеобронхоскопа. Начата высокочастотная струйная вентиляция легких чистым кислородом аппаратом «Chirana» в режиме 180 циклов в минуту, при рабочем давлении аппарата 200 кПа и соотношении вдох-выдох 1:1 и нормочастотная ручная струйная вентиляция воздухом в режиме 25 циклов в минуту при рабочем давлении 100 кПа и продолжительности вдуваний 1-2 секунды. Все показатели гомеостаза и фотопульсоксиметрическая сатурация оставались в норме. При попытке перехода на изолированное проведение высокочастотной струйной вентиляции легких чистым кислородом уже в конце первой минуты отмечена десатурация до 67% и снижение парциального давления кислорода в артериальной крови до 39 мм рт.ст. Кратковременные попытки улучшить вентиляцию путем увеличения рабочего давления респиратора, уменьшения частоты вентиляции успеха не имели. При выполнении аргоноплазменной коагуляции отмечалась высокая интенсивность образования пламени диаметром 5-15 мм вокруг струи ионизированного аргона, периодически занимающего все поле зрения монитора. Операция была временно приостановлена. Через второе сопло вновь начата нормочастотная ручная струйная вентиляция воздухом в режиме 25 циклов в минуту при рабочем давлении 100 кПа и продолжительности вдуваний 1-2 секунды. Отмечено повышение фотопульсоксиметрической сатурации до 91-92% и нормализация показателей газов артериальной крови: парциальное давление кислорода достигло 100 мм рт.ст., а углекислого газа - 43 мм рт.ст. После возобновления аргоноплазменной коагуляции отмечено уменьшение диаметра вспышки излучения до 1,5 мм и прекращение образования пламени вокруг нее. В последующем этапы механических манипуляций выполнялись с использованием высокочастотной аппаратной струйной вентиляции легких чистым кислородом, а этапы аргоноплазменной коагуляции опухоли - нормочастотной ручной струйной вентиляции воздухом. В результате эндоскопического хирургического вмешательства удалось добиться полной реканализация просвета трахеи и частичной реканализации (3/4 от должного диаметра) левого главного бронха. Сразу после операции пациент отметил значительное улучшение самочувствия, уменьшение одышки, слабости и интоксикации, что подтверждалось клиническими, лабораторными и рентгенологическими данными, показателями функции внешнего дыхания. Парциальное давление кислорода при дыхании атмосферным воздухом в артериальной крови было не ниже 95 мм рт.ст., а углекислого газа достигло 47 мм рт.ст.
Пример 4. Больной С.Б.Н., 61 год. Жалобы при поступлении на одышку при незначительной физической нагрузке. В анамнезе излеченный плоскоклеточный рак левого главного бронха с переходом на трахею (полная ремиссия 5 лет). Состояние после пневмонэктомии и курса дистанционной лучевой терапии. Клинический диагноз: Рубцовый субкомпенсированный стеноз нижней трети трахеи. При диагностической бронхоскопии - деформация, сужение просвета нижней трети трахеи (дистальные 4 кольца), грануляции в культе левого главного бронха. Рентгенологически - данных за рецидив опухоли нет, деформация трахеи, смещение средостения. Соматически состояние пациента в покое удовлетворительное, лабораторные данные в пределах нормы. При нагрузке - десатурация до 75% и снижение парциального давления кислорода в крови до 85 мм рт.ст. Эндотрахеобронхиальная операция 14.10.07 г., в ходе которой нанесены насечки на хрящевую часть трахею, проведено бужирование просвета трахеи с аргоноплазменной коагуляцией кровоточащих участков стенки. Достигнуто восстановление просвета трахеи до 3/4 от должного диаметра. После индукции в общую анестезию и интубации трахеи начато проведение сочетанной высокочастотной аппаратной струйной вентиляции легких чистым кислородом аппаратом «Chirana» в режиме 180 циклов в минуту, при рабочем давлении аппарата 200 кПа, соотношении вдох выдох 1:1 и нормочастотная ручная струйная вентиляция воздухом в режиме 15-20 циклов в минуту при рабочем давлении 100-150 кПа через второе сопло. Проведение сочетанной вентиляции позволило добиться показателя фотопульсоксиметрической сатурации в 98-100%. После начала аргоноплазменной коагуляции отмечено выраженное увеличение интенсивности аргоноплазменной дуги в виде вспышек размером до 10 мм в диаметре с отклонением струи аргоновой плазмы от зоны интереса к неизмененным стенкам трахеи. Струйная высокочастотная вентиляция легких чистым кислородом аппаратом «Chirana» была приостановлена. Продолжена нормочастотная ручная струйная вентиляция воздухом в режиме 15-20 циклов в минуту при рабочем давлении 100-150 кПа через второе сопло. Однако при этом в течение 4 минут развилась десатурация до 85% и снижение парциального давления кислорода в крови до 94 мм рт.ст. Начато попеременное осуществление высокочастотной аппаратной струйной вентиляции легких чистым кислородом с частотой 180 циклов в минуту, при рабочем давлении аппарата 150кПа и нормочастотной ручной струйной вентиляции воздухом в режиме 25 циклов в минуту при рабочем давлении 150 кПа и продолжительности вдуваний 1-2 секунды. Причем нормочастотная ручная струйная вентиляция воздухом производилась в момент аргоноплазменной коагуляции, а высокочастотная аппаратная струйная вентиляция кислородом - во время механических манипуляций. Отмечено снижение интенсивности вспышек при аргоноплазменной коагуляции до 1 мм в диаметре с восстановлением контролируемости и гомогенности воздействия на зону интереса. Показатели фотопульсоксиметрической сатурации оставались в пределах 93-95%, при нормальных показателях насыщения крови кислородом и выведения углекислого газа. Показатели периферической гемодинамики были в пределах нормы.
Таким образом, эффективность предложенного способа сочетанной струйной искусственной вентиляции легких при эндотрахеобронхиальных операциях по поводу опухолевых и рубцовых стенозов центральных бронхов и/или трахеи определяется следующими факторами: оптимизация контроля газообмена и показателей гомеостаза в процессе анестезиологического пособия; снижение риска воспламенения дыхательной смеси и возникновения ожога дыхательных путей во время выполнения аргоноплазменных, лазерных и электрокоагуляционных манипуляций за счет контролируемого изменения концентрации кислорода в дыхательной смеси в процессе операции и сокращение сроков эндотрахеобронхиальных операций за счет их непрерывности.