Способ профилактики инфицирования нижних отделов дыхательных путей и постинтубационных стенозов трахеи при длительной искусственной вентиляции легких Российский патент 2018 года по МПК A61M16/04 

Изобретение относится к медицине и применяется для профилактики инфицирования нижних отделов дыхательных путей и изменений в стенке трахеи, связанных с давлением манжет интубационных трубок на стенку трахеи при проведении длительной искусственной вентиляции легких (ИВЛ), которые в совокупности приводят к стенозам просвета трахеи.

Известно, что основной причиной рубцового стеноза трахеи является длительная ИВЛ. По мнению ряда авторов, частота осложнений длительной ИВЛ через трахеостомическую или интубационную трубку достигает 80%. Из всех осложнений на долю рубцового стеноза трахеи приходится до 25% случаев. Доля постинтубационных стенозов трахеи в структуре заболеваемости составляет от 14 до 45%, посттрахеостомических - от 51 до 73%. Среди известных факторов, приводящих к возникновению рубцового стеноза трахеи, основным является воздействие манжеты интубационной трубки на стенку трахеи. Несмотря на использование в современной реанимационной практике манжеты пониженного давления, эта проблема остается актуальной. Главным травмирующим фактором считается превышение давления в манжете интубационной трубки по отношению к капиллярному давлению слизистой трахеи. Соблюдение режимов рекомендованного давления в манжете интубационной трубки в пределах 25-30 мм рт. ст. (3333,05-3999.66 Ра) не всегда позволяет избежать повреждений слизистой оболочки трахеи. При массивной кровопотере, снижении артериального давления центрального генеза наблюдается уменьшение капиллярного давления в слизистой оболочке. В результате возникшей разницы между давлением в манжете интубационной трубки и капиллярным давлением возникает ишемия слизистой оболочки с последующим некрозом, метаплазией эпителия и развитием продуктивного воспаления в месте прилегания манжеты к слизистой трахеи. Одной из причин развития рубцового стеноза трахеи является присоединение инфекции в месте ишемии слизистой оболочки. («Способы лечения и профилактики Рубцовых стенозов трахеи». Обзор. И.С. Курганский, В.Н. Махутов, С.А. Лепехова. Ж. «Вестник оториноларингологии», 2016, №1 стр. 66-71)

Другими факторами, утяжеляющими повреждение слизистой оболочки трахеи и приводящими кхронизации воспаления, являются рефлюкс желудочного и дуоденального содержимого с последующей аспирацией, аутоиммунный

процесс по типу реакции замедленного типа к коллагену хряща (Осипов А.С., Гасанов A.M., Пинчук Т.П. Постинтубационные трофические повреждения гортани и трахеи. Эндоскопическая диагностика, профилактика и лечение. Ж. Хирургия.

2011; 4:68-72.)

Одной из причин развития рубцового стеноза трахеи является присоединение инфекции. Чаще всего при бактериологическом исследовании высевается госпитальная микрофлора. (Тришкин Д.В., Новиков В.Н., Ложкина Н.В. Постинтубационная болезнь трахеи: клинико-морфологические варианты.

Российская оториноларингология. 2008; 6:137-142, Лафуткина Н.В. Алгоритм ведения больных, перенесших трахеостомию в отделении интенсивной терапии: Дис. канд. мед. наук. М. 2007, Абдулаева Н.Н., Ходжаева К.А. Некоторые патогенетические механизмы раневого процесса при стойких деформациях гортани и трахеи. Вестник оториноларингологии. 2002; 4:8-10.)

Т.о. при длительной интубации трахеи нарушается мукоцилиарный клиренс, быстро нарастает обсеменение глотки патогенными микроорганизмами. Желудочный рефлюкс вызывает химическое раздражение дыхательных путей, способствует развитию инфекции. Содержимое глотки может проникать в гортань и трахею. При этом замыкательная функция манжеты эндотрахеальной трубки при рекомендуемом давлении не обеспечивает герметичного разделения дыхательных путей из-за образования складок манжеты.

(Maryanne Z. Mariyaselvam¹*, Lucy L. Marsh¹, Sarah Bamford¹, Ann Smith², Matt P. Wise³ and David W. Williams

Endotracheal tubes and fluid aspiration: in vitro evaluation of new cuff technologies. BMC Anesthesiology (2017) 17:36 DOI 10.1186/s12871-017-0328-0)

Известен способ профилактики стенозов трахеи с помощью контроля давления в манжете большого объема и низкого давления эндотрахеальной трубки. Однако при соблюдении рекомендованного безопасного давления до 30 см водного столба не удается достигнуть герметичного разграничения верхних и нижних дыхательных путей, а большее давление приводит к ишемическим изменениям в слизистой оболочке трахеи (Grit. Care Med 2006; 34:632-639 A low-volume, low-pressure tracheal tube cuff reduces pulmonary aspiration, http://www.critical.ru/actual/anest/tracheal_tube.htm).

Известен способ профилактики стенозов трахеи с помощью контроля давления в манжете маленького объема и низкого давления эндотрахеальной трубки. Однако при этом в манжете используется давление 55-58 мм рт. ст., которое из-за особенностей стенки манжеты создает давление на стенки трахеи 18-22 мм рт. ст. (25-30 см водн. ст.).

Не смотря на эти преимущества, эндотрахеальные трубки с манжетой маленького объема и низкого давления не получили распространения, по видимому в результате отсутствия уверенности о соблюдении рекомендованных параметров давления на стенку трахеи, сложностей с индивидуальным подбором диаметра трубки и необходимостью использования специального прибора для контроля давления в манжете из-за проницаемости стенок ее для газов (Crit. Care Med 2006; 34:632-639 A low-volume, low-pressure tracheal tube cuff reduces pulmonary aspiration, http://www.critical.ru/actual/anest/tracheal_tube.htm)

Известен способ профилактики стенозов трахеи, вызываемых длительно находящейся в ее просвете трахеотомической трубкой, с использованием трахеотомических трубок с двумя манжетами низкого давления, в которых давление воздуха снижается и повышается попеременно. (http://maromax.ru/groups/g-743-Traheostomicheskava-trubka-PORTEX-s-dvumya-manzhetami.php; http://www.mediteczt.ru/docs/Covidien_respiratoroe_obespechenie.pdf стр. 26)

Основным фактором развития осложнений при длительном нахождении эндотрахеальной трубки в трахее является давление, оказываемое на ее стенки изолирующей манжетой. Уровень давления, по мнению различных авторов, колеблется от 3333 до 4000 Ра, который рекомендуется для обычной эндотрахеальной трубки до 1961,33-2941,9 Ра при использовании устройства контроля давления «Pressure Easy» (http://n-world.ru/medexp/portex/endotrahealnye-trubki/292004.htm; В.В. Лазарев1, Е.М. Коптева2, Л.Е. Цыпин1, И.Г. Хамин2, Д.В. Дорохов в. ж. «ОБЩАЯ РЕАНИМАТОЛОГИЯ», 2012, VIII; №2 стр. 43-46, «МОНИТОРИНГ ДАВЛЕНИЯ В МАНЖЕТЕ ЭНДОТРАХЕАЛЬНОЙ ТРУБКИ У ДЕТЕЙ» http://www.portexland.ru/pdf/pea.pdf).

При использовании устройства аппарата ИВЛ MythoVent рекомендуется давление в манжете на вдохе 2451 Ра, а на выдохе =686 Ра. (http://trade-med.ru/catalog/medicina/mediczinskoe-oborudovanie/apparatyi-ivl/mythovent-(mitovent)-proizvoditel-ms-westfalia-gmbh.html; https://www.youtube.com/watch?v=2SRgRGi8apo; http://medprom.ru/medprom/1457763;

Ranaweera, J.P. (2013) ‘Measurement of endotracheal tube cuff pressure in ICU patients’, Sri Lanka Journals Online, Vol. 21 No. 1; Chadha, N.K., Gordin, A., Luginbuehl, I., Patterson, G., Campisi, P., Taylor, G., Forte, V. (2011) ‘Automated Cuff Pressure Modulation’, Arch Otolaryngol Head Neck Surg, Vol. 137, No. 1, pp. 30-34.)

Конкретное рабочее давление в манжетах устанавливаться врачом индивидуально с учетом соответствия диаметра эндотрахеальной трубки размеру трахеи, состояния гемодинамики пациента, предполагаемого срока интубации, состояния верхних дыхательных путей, присоединения инфекционного процесса и др.

Следует иметь ввиду, что давление в манжете не должно надолго превышать капиллярное давление, которое на артериальных отрезках капилляров большого круга кровообращения оно составляет 30-50 мм рт. ст. (4000-6666 Ра), а на венозных отрезках в связи с расходом энергии на преодоление сопротивления по длине капилляра и фильтрацию оно снижается до 25-15 мм рт. ст. (3333-2000 Ра). Существенное влияние на капиллярное кровообращение оказывает величина венозного давления которое возрастает при раздувании манжеты эндотрахеальной трубки и в норме редко превышает 120 мм вод. ст. (1177 Ра). (Медицинская энциклопедия. https://znaiu.ru/art/40013720Q.php).,

Из изложенного можно сделать вывод, что безопасное в плане профилактики аспирационных осложнений давление в манжете эндотрахеальной трубки вызывает ишемические расстройства в слизистой оболочке трахеи, а безопасное в плане микроциркуляторных нарушений давление не гарантирует от аспирационных осложнений.

Известны эндотрахельные трубки с отдельными аспирационными каналами для санации пространства над манжетой. С целью профилактики развития вентилятор-ассоциированной пневмонии (VAP) успешно используется аспирация из надманжеточного пространства. Высокая эффективность данного метода подтверждена включением его в международные протоколы лечения и профилактики VAP (http://www.portexland.ru/?pid=176&section_id=22). Прототип.

Недостатком известного способа и устройства является:

- ухудшение кровообращения в сегментах слизистой оболочки трахеи при раздувании манжеты цилиндрической (грушевидной) формы;

- пассивная профилактика ишемических расстройств в слизистой оболочке трахеи только за счет изменения давления в манжете в время вдоха и выдоха при подключении специальной аппаратуры, регулирующей давление в манжете во время вдоха и выдоха.

- Периодическая санация пространства над манжетой;

- Возможность проникновения инфекции ниже манжеты в перерывах между санациями;

- Возможность заброса жидкости в нижние отделы дыхательных путей при промывании пространства над манжеткой.

Задачей заявляемого способа лечения является уменьшение давления в манжете эндотрахеальной трубки и зоны выключения (ухудшения) кровообращения в слизистой оболочки трахеи при раздувании манжеты за счет активной постоянной профилактики проникновения содержимого глотки и гортани между складками манжеты эндотрахеальной трубки с помощью создания восходящих воздушных потоков вдоль стенок трахеи выше манжеты и промывания пространства над манжетой под небольшим давлением в восходящем воздушном потоке.

Это достигается с помощью расположения над манжетой эндотрахеальной трубки вентиляционного диффузора с собственным наружным воздушным приводом и негерметичной эластичной мембраны (дефлектора), которая отклоняет воздушные потоки вдоль стенок вышележащих дыхательных путей. Общие признаки заявляемого способа с прототипом:

- возможность санации верхних дыхательных путей над манжетой.

Новые признаки заявляемого способа с прототипом:

- активно препятствует проникновению содержимого вышележащих дыхательных путей под манжету за счет образования восходящих воздушных потоков над манжетой.

- уменьшение давления в манжете т.к. за счет образования восходящих воздушных потоков вдоль стенок вышележащих дыхательных путей и снижается проникающая способность их содержимого в нижние дыхательные пути.

- подача и аспирация антисептических растворов при санации производится через разные пути.

Общие признаки заявляемого устройства с прототипом:

- раздуваемая манжета на эндотрахеальной трубке, с возможностью подключения к аппарату, позволяющим регулировать и контролировать в ней давление во время вдоха и выдоха;

- наличие канала для санации пространства над манжетой.

Новые признаки заявляемого устройства с прототипом:

- вентиляционный диффузор с собственным наружным воздушным приводом;

- негерметичная эластичная мембрана (дефлектор), расположенная над диффузором, которая отклоняет воздушные потоки вдоль стенок вышележащих дыхательных путей не доходит в рабочем положении до стенок трахей на 1-2 мм.

- трубка аварийного сброса воздуха из пространства над манжетой.

На фиг. 1 показаны расположенные в трахее 1 рабочая часть эндотрахеальной трубки 2, трубка 3 для подачи воздуха в манжету 7, которая проходит внутри эндотрахеальной трубки 2, негерметичная эластическая мембрана (дефлектор) 4, вентиляционный диффузор 5 с отверстиями 6, трубка 8 для подачи воздуха в вентиляционный диффузор 5, трубка 9 для аварийного сброса воздуха из дыхательных путей над манжетой.

При этом вентиляционный диффузор 5 располагается непосредственно над манжетой 7 эндотрахеальной трубки 2, а негерметичная эластичная мембрана (дефлектор) 4 над диффузором, края дефлектора 4 на 1-2 мм отстоят от стенок трахеи 1, трубка для аварийного сброса воздуха из дыхательных путей над манжетой открывается в верхнем отделе трахеи.

Устройство работает следующим образом: после создания заданного давления в манжете 7 эндотрахеальной трубки 2 в вентиляционный диффузор 5 через трубку 8 поступает воздух по давлением, которое составляет до 80% от давления созданного в манжете 7. Воздух через отверстия 6 вентиляционного диффузора 5 поступает в трахею 1 и благодаря негерметичной эластичной мембране (дефлектору) 4 направляется вверх вдоль стенок дыхательных путей, препятствуя обратному движению любых частиц из вышерасположенных дыхательных путей. При изменении давления в манжете эндотрахеальной трубки 7 давление в вентиляционном диффузоре 5 также изменяется за счет внешнего источника регуляции давления, составляя до 80% давления в манжете 7 эндотрахеальной трубки 2. В свою очередь давление воздуха в манжете 7 эндотрахеальной трубки 2 может быть снижено на 30-50% по сравнению с рекомендуемым. В случае герметизации по каким-либо причинам дыхательных путей над манжетой до выхода и полости рта (носа) сброс воздуха из трахеи выше манжеты осуществляется через трубку 9 для аварийного сброса воздуха из дыхательных путей над манжетой. Трубка 9 для аварийного сброса воздуха из дыхательных путей над манжетой может также использоваться для усиления дренажного эффекта восходящих потоков воздуха путем создания через нее отрицательного давления сравнимого с давлением воздуха в вентиляционном диффузоре с противоположным знаком.

При необходимости санации дыхательных путей над манжетой раствор антисептика может подаваться в пространство над манжетой периодически по каплям через трубку 8 для подачи воздуха в диффузор и вентиляционный диффузор 5, а эвакуироваться через трубку 9 для аварийного сброса воздуха из дыхательных путей над манжетой, в которой создается разряжение с помощью внешнего источника сравнимое по величине с давлением, создаваемым в вентиляционном диффузоре 5, но с противоположным знаком. При этом наилучшей эвакуации, при отсутствии противопоказаний, способствует положение Тренделенбурга.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к реаниматологии, и может быть использована при длительной искусственной вентиляции легких. Для этого предложен способ, включающий введение в качестве эндотрахеальной трубки с манжетой - устройства, которое содержит эндотрахеальную трубку с манжетой, вентиляционный диффузор, трубки для подачи воздуха в вентиляционный диффузор и в манжету, дефлектор в виде негерметичной эластичной мембраны, трубку для аварийного сброса воздуха. Причем трубка для подачи воздуха в манжету проведена по внутренней поверхности эндотрахеальной трубки. Вентиляционный диффузор расположен над манжетой, а дефлектор не доходит на 1-2 мм до стенок трахеи. Трубка для аварийного сброса воздуха и аспирации из дыхательных путей над манжетой в рабочем положении эндотрахеальной трубки выполнена с возможностью расположения в начальном отделе трахеи. После введения устройства, в его манжете снижают давление на 30-50%. В вентиляционный диффузор вводят воздух под давлением, которое составляет 80% от давления в манжете, так, что воздух через отверстия диффузора поступает в трахею выше манжеты. Дефлектор в виде негерметичной эластичной мембраны направляет воздух вверх вдоль стенок вышележащих дыхательных путей, образовывая восходящие воздушные потоки над манжетой с возможностью эвакуации воздуха через естественные дыхательные пути. Воздух также может быть эвакуирован через трубку для аварийного сброса воздуха, через которую также проводят его аспирацию. Эвакуацию растворов антисептиков во время санации пространства над манжетой также проводят через трубку для аварийного сброса воздуха. Изобретения обеспечивают профилактику инфицирования нижних отделов дыхательных путей и постинтубационных стенозов трахеи при длительной искусственной вентиляции легких за счет значительного нивелирования влияния давления манжеты эндотрахеальной трубки на состояние слизистой оболочки трахеи, а также обеспечивают активное противодействие нисходящей инфекции за счет эффективной санации пространства над манжетой. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ профилактики инфицирования нижних отделов дыхательных путей и постинтубационных стенозов трахеи при длительной искусственной вентиляции легких, включающий введение эндотрахеальных трубок с манжетами, отличающийся тем, что в качестве эндотрахеальной трубки с манжетой вводят устройство по п. 2, в манжете которого снижают давление на 30-50%, в вентиляционный диффузор вводят воздух под давлением, которое составляет 80% от давления в манжете, так, что воздух через отверстия диффузора поступает в трахею выше манжеты, дефлектор в виде негерметичной эластичной мембраны направляет воздух вверх вдоль стенок вышележащих дыхательных путей, образовывая восходящие воздушные потоки над манжетой с возможностью эвакуации воздуха через естественные дыхательные пути или трубку для аварийного сброса воздуха, через которую также проводят его аспирацию, при этом эвакуацию растворов антисептиков во время санации пространства над манжетой, также проводят через трубку для аварийного сброса воздуха.

2. Устройство для профилактики инфицирования нижних отделов дыхательных путей и постинтубационных стенозов трахеи при длительной искусственной вентиляции легких, содержащее эндотрахеальную трубку с манжетой, вентиляционный диффузор, трубки для подачи воздуха в вентиляционный диффузор и в манжету, дефлектор в виде негерметичной эластичной мембраны, трубку для аварийного сброса воздуха, отличающееся тем, что трубка для подачи воздуха в манжету проведена по внутренней поверхности эндотрахеальной трубки, вентиляционный диффузор расположен над манжетой, а дефлектор не доходит на 1-2 мм до стенок трахеи, трубка для аварийного сброса воздуха и аспирации из дыхательных путей над манжетой в рабочем положении эндотрахеальной трубки выполнена с возможностью расположения в начальном отделе трахеи.