СПОСОБ ОТЛУЧЕНИЯ ОТ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ БОЛЬНЫХ С ТРАВМОЙ СПИННОГО МОЗГА НА УРОВНЕ ШЕЙНОГО ОТДЕЛА ПОЗВОНОЧНИКА С ТЯЖЕСТЬЮ ПОВРЕЖДЕНИЯ СПИННОГО МОЗГА ASIA A И ASIA B Российский патент 2021 года по МПК A61B5/08 A61M16/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к анестезиологии и реаниматологии, и может быть использовано в интенсивной терапии пациентов с травмой спинного мозга (СМ) на уровне шейного отдела позвоночника (тяжесть повреждения СМ - ASIA A, ASIA В) при решении вопроса об отлучении пациентов от ИВЛ.

Результатом травмы СМ на шейном уровне позвоночника является нарушение сенсорных и моторных функций ниже уровня повреждения. К самым тяжелым повреждениям СМ согласно классификации Американской ассоциации по спинальным повреждениям ASIA (1992) относится тип ASIA А (полное отсутствие моторных и сенсорных функций до сегментов S4-S5) и тип ASIA В (чувствительность сохранена ниже уровня повреждения вплоть до сегментов S4-S5, моторной функции нет).

Травма СМ приводит к параличу дыхательной мускулатуры, следствием чего является развитие острой дыхательной недостаточности (ОДН). Диафрагма является основной дыхательной мышцей и играет ведущую роль при вентиляции легких. Известно, что ее вклад в обеспечение вдоха у здорового человека составляет примерно 70%. При сокращении диафрагма движется в каудальном направлении, в результате чего увеличивается внутригрудной объем и снижается внутригрудное давление. Это приводит к возникновению дыхательного потока из атмосферы в легочные альвеолы, происходит вдох. Межреберные и грудные мышцы также участвуют в дыхании, но при спокойном дыхании они вносят существенно меньший вклад по сравнению с диафрагмой. При расслаблении диафрагмы происходит выдох. Оценка функционального состояния диафрагмы основана на определении ее экскурсии и утолщения при дыхании - спокойном вдохе и выдохе, а также форсированном дыхании.

Диафрагма иннервируется диафрагмальным нервом, который берет свое начало на уровне С3-С5 шейного отдела СМ. Повреждение СМ на высоком уровне (С1-С2) ведет к параличу диафрагмы, тогда как при поражении на среднем уровне шейного отдела позвоночника (С3-С5) функция диафрагмы частично сохраняется. В подавляющем большинстве случаев снижение способности пациента эффективно дышать на фоне паралича дыхательной мускулатуры и возникающей дисфункции диафрагмы определяет потребность в применении методов, предназначенных для полного или частичного протезирования системы внешнего дыхания - искусственной вентиляции легких (ИВЛ). По данным различных авторов проведение длительной ИВЛ (более 48 ч) в связи с неврологической дыхательной недостаточностью требовалось при тяжести повреждения CM ASIA А у 66,7 - 92,0% пациентов, при тяжести повреждения ASIA В у 57,7% пациентов.

Однако сама ИВЛ у пациентов с нарушениями функции дыхания может стать причиной не только повреждения легких, но и привести к развитию атрофии диафрагмы (атрофия от бездействия). Комбинация слабости диафрагмы и любой процесс, увеличивающий работу дыхания (например, пневмония, отек легких, ателектаз легкого), могут превышать способность к сокращению диафрагмы даже при умеренной степени ее слабости и способствовать пролонгации искусственной вентиляции легких ИВЛ. В эксперименте на животных было показано, что процесс атрофии в диафрагме протекает с большей скоростью, чем в скелетных мышцах.

Прекращение ИВЛ у пациентов, длительно нуждающихся в протезировании внешнего дыхания, является одной из наиболее сложных задач интенсивной терапии. Общепринятыми показаниями для прекращения ИВЛ являются следующие клинические критерии: завершение острой фазы заболевания; достижение стабильного клинического, неврологического и гемодинамического статуса; отсутствие или значительный регресс воспалительных изменений в легких; отсутствие бронхоспазма; надежный нейро-респираторный драйв; наличие кашлевого рефлекса и кашлевого толчка; устранение осложнений со стороны других органов и систем. Задача прекращения ИВЛ у пациентов с травмой СМ на шейном уровне позвоночника (тип ASIA A, ASIA В) является вдвойне сложной, из-за сохраняющейся мышечной слабости.

С клинической точки зрения очень важно точно определить момент готовности пациента к переводу на самостоятельное дыхание. Неоправданно длительная вентиляция приводит к развитию осложнений, связанных с ИВЛ, частота которых достигает 35% (развитие нозокомиальной инфекции, травмы дыхательных путей, баротравмы, потребность в использовании седативных препаратов). Развитие указанных осложнений ведет к повышению смертности и избыточным экономическим затратам. Преждевременное прекращение ИВЛ является причиной повторной интубации трахеи, развития острой сердечно-сосудистой недостаточности, угнетения нейро-респираторного драйва, усугубления гипоксии СМ, замедления выздоровления и всех осложнений, свойственных последующей пролонгированной ИВЛ. По данным различных авторов частота повторной интубации варьирует в достаточно широких пределах - от 3 до 22,6%. Попытки решения проблемы прекращения ИВЛ до настоящего времени носят эмпирический характер, а предложенные методики недостаточно стандартизированы.

В настоящее время существует ряд способов (инструментов), оценивающих готовность пациента к самостоятельному дыханию и используемых при решении вопроса о возможности отлучения пациента от ИВЛ.

Известен способ отлучения от ИВЛ путем определения величины снижения давления в дыхательных путях в первые 100 мсек самостоятельной дыхательной попытки пациента при окклюзии дыхательного контура - показатель РОЛ (Полупан А.А., Горячев А.С., Савин И.А., Сатишур О.Е., Ошоров А.В., Сычев А.А., Табасаранский Т.Ф., Иодлепич В.В., Соколова Е.Ю., Крылов К.Ю., Непомнящий В.П., Мезенцева О.Ю.). Показатель РОЛ как предиктор успешной экстубации у пациентов после удаления опухолей задней черепной ямки. Анестезиология и Реаниматология №4 2012 стр 54-58).

Достоинство. Технически просто и надежно, путем измерения показателя окклюзионного давления в дыхательных путях, генерируемого в первые 100 мс самостоятельной дыхательной попытки пациента (показатель РОЛ), определяют величину работы дыхания пациента, как предиктора успешного прекращения ИВЛ. Чем более высокой является активность нервно-мышечного дыхательного драйва, тем менее вероятно успешное снижение положительного инспираторного давления, а, следовательно, и перевод пациента на самостоятельное дыхание.

Недостаток. Способ эффективно используется для оценки работы дыхания пациента и подбора оптимального уровня параметров ИВЛ при наличии паренхиматозной дыхательной недостаточности, тогда как для пациентов с травмой СМ на шейном уровне позвоночника превалирующим является развитие вентиляционной дыхательной недостаточности, когда дыхательная мускулатура не обеспечивает вдохов достаточной глубины и частоты. В виду особенностей данной методики она является не применимой для пациентов с травмой СМ на уровне шейного отдела позвоночника.

Известен способ определения оптимального режима и момента снижения параметров ИВЛ для осуществления перевода больного с поражением СМ на шейном уровне на самостоятельное дыхание под контролем показателей соматосенсорных вызванных потенциалов (Патент РФ №2268757, МПК А61М 16/00, опубл. 27.01.2006, Бюл. №3).

Достоинство. Способ позволяет определить оптимальный режим момента снижения респираторной поддержки и перевода больного с поражением СМ на шейном уровне позвоночника (после выполнения декомпрессивно-стабилизирующих операций) на самостоятельное дыхание под контролем показателей соматосенсорных вызванных потенциалов с целью профилактики вторичной ишемии СМ, неоправданно длительной ИВЛ и оптимизации процесса лечения.

Недостаток. Способ требует наличия специального нейрофизиологического оборудования, присутствия специалиста врача-нейрофизиолога, а также, сопряжен с фактором времени, что в условиях экстренности хирургической помощи может задержать начало работы хирургической бригады. Ко всему прочему данная методика не оценивает функциональное состояние диафрагмы, а, следовательно, и сохранность функции дыхания.

Наиболее близким к заявляемому является способ перевода на самостоятельное дыхание по методике многофункционального подхода к оценке функции внешнего дыхания у пациентов с осложненной травмой шейного отдела позвоночника (Yi LC, Nascimento OA, Jardim JR. Reliability of an analysis method for measuring diaphragm excursion by means of direct visualization with videofiuoroscopy. Arch Bronconeumol 2011; 47:310-4; Motor and Sensory Function as a Predictor of Respiratory Function Associated With Ventilator Weaning After High Cervical Cord Injury / Tae Wan Kim, Jung Hyun Yang // Ann Rehabil Med 2018;42(3):457-464), заключающийся в следующем: перед переводом на реабилитацию проводился комплекс обследований, направленных на оценку функции дыхания, оценку сенсорных и моторных функций, оценку функции диафрагмы. Весь комплекс обследования проводился в день попытки прекращения ИВЛ. В дальнейшем пациенты, отлученные от ИВЛ, переводились из отделения реанимации и интенсивной терапии на реабилитацию.

Пациенты с гемодинамической нестабильностью, когнитивными нарушениями, в состоянии медикаментозной седации, а также пациенты с клинической картиной нейрогенного и спинального шока не допускались к исследованию по причине невозможности их перевода на самостоятельное дыхание. То есть возможность отключения от ИВЛ оценивалась только при стабилизации состояния пациента.

Преждевременное прекращение ИВЛ зачастую может приводить к усугублению состояния пациента клинически проявляющееся развитием острой сердечно-сосудистой недостаточности, острой дыхательной недостаточностью, угнетением нейро-респираторного драйва, усугублением гипоксии СМ, что требует повторного перевода пациента на ИВЛ, как следствие это приводит к увеличению сроков госпитализации и повышает финансовые затраты на лечение пациента.

Физикальное обследование проводили у кровати пациента, в положении лежа. Врач реабилитолог оценивал сенсорные и моторные функции. Мышечную силу оценивали в баллах согласно международной классификации определения степени тяжести повреждения спинного мозга ASIA. Группа пациентов, которым не потребовалась дальнейшая ИВЛ набрала от 3 до 5 баллов, а группа пациентов, потребовавшая продолжения ИВЛ набрала - от 0 до 2 баллов в ключевых мышцах.

С целью оценки функции внешнего дыхания всем пациентам проводилась прикроватная спирометрия на самостоятельном дыхании. Оценивалась связь между экскурсией диафрагмы и дыхательными тестами. Прикроватную спирометрию проводил врач физиотерапевт аппаратом COSMED. Регистрировали показатели дыхательного объема (ДО), жизненную емкость легких (ЖЕЛ) и максимальное отрицательное давление на вдохе (MIP). Спирометрия проводилась в положении лежа на спине, показатели регистрировали трижды. При регистрации ЖЕЛ 2.68±6.99 и MIP 50,02±43.13 пациенты отлучались от ИВЛ. При регистрации ЖЕЛ-1.13±0.83, MIP-30.90±33,72 потребовалось продолжение ИВЛ.

Рентгенологическое исследование движения диафрагмы выполнялось с использованием аппарат Toshiba Ultimax-i DREX-UI80. Через 10 минут после прекращения ИВЛ пациенты транспортировались в рентген кабинет, где проходили обследование. По команде пациенты выполняли три глубоких вдоха в положении лежа на спине и максимальное движение диафрагмы было зафиксировано рентгеноскопическим методом. Далее экскурсию диафрагмы регистрировали при спокойном дыхании. Продемонстрировано, что степень движения диафрагмы во время глубокого дыхания, оцененная с помощью рентгеноскопии, эффективно оценивает легочную функцию пациентов с высоким уровнем повреждения спинного мозга, что в свою очередь может являться критерием прекращения ИВЛ. Кроме того, рентгеноскопическое исследование диафрагмы при глубоком дыхании показало корреляционную связь не только с отлучением от ИВЛ, но и параметрами прикроватной спирометрии. Установлены референсные значения экскурсии диафрагмы, позволяющие прекратить ИВЛ, которые составили при спокойном дыхании слева - 4.79±1.99, справа - 3.00±1.84, при форсированном дыхании - 5.13±2.34.

Безусловным плюсом предлагаемой авторами методики оценки готовности пациентов с осложненной травмой шейного отдела позвоночника к самостоятельному дыханию является многофункциональный подход, позволяющий проводить оценку по ряду показателей: моторно-сенсорная функция, функция внешнего дыхания (ЖЕЛ, MIP), экскурсия диафрагмы.

Несмотря на положительные стороны, данная методика имеет и ряд отрицательных моментов:

- применение сложной многофункциональной оценки дыхательной системы на этапе решения вопроса о переводе пациента на реабилитацию;

. отсутствие контроля в динамике может приводить к неоправданно длительной ИВЛ;

- необходимость транспортировать пациентов в рентген кабинет;

- наличие лучевой нагрузки;

- необходимость участия дополнительного медицинского персонала (рентген лаборант, врач-рентгенолог).

Задача (технический результат) предлагаемого изобретения заключается в создании способа отлучения от ИВЛ, обеспечивающего определение оптимального момента времени перевода на самостоятельное дыхание.

Поставленная задача решается тем, что способ отлучения от ИВЛ пациентов с травмой шейного отдела позвоночника ASIA А и В включает в себя проведение клинических исследований, назначение ИВЛ по данным клинических исследований, выполнение операции, продолжение ИВЛ и перевод на самостоятельное дыхание.

Согласно предлагаемому изобретению клинические исследования проводят в виде определения толщины и подвижности диафрагмы по данным УЗИ визуализации в режиме самостоятельного дыхания. Подвижность диафрагмы определяют в покое и при форсированном дыхании. Первое обследование проводят на дооперационном этапе, когда пациент находится на самостоятельном дыхании. После проведения операции осуществляют мониторинг толщины диафрагмы в покое, а подвижности диафрагмы в покое и при форсированном дыхании, и показатели газового состава артериальной крови. При этом мониторинг функционального состояния диафрагмы осуществляют в послеоперационный период при выходе пациента из анестезии, восстановлении сознания и наличии попыток самостоятельного дыхания. Далее - 1 раз в сутки.

При достижении или превышении всех текущих показателей функционального состояния диафрагмы их дооперационных показателей, а данных газового состава артериальной крови референсных значений, прекращают ИВЛ.

В послеоперационном периоде при проведении УЗИ визуализации диафрагмы пациенты переводятся в режим самостоятельного дыхания, без поддержки аппаратом ИВЛ, что позволяет нивелировать влияние респиратора на оцениваемые показатели диафрагмы методом УЗИ визуализации.

Предлагаемая последовательность операций позволяет осуществлять мониторинг состояния пациента в динамике и отключать его от ИВЛ именно в тот момент времени, когда объективно появляется такая возможность.

При этом исключается вероятность неоправданно раннего или неоправданно позднего отключения от ИВЛ.

Промышленная применимость заявляемого способа подтверждается клиническими примерами.

Клинический пример №1

Пациент X. 37 лет. Диагноз при поступлении: ПСМТ. Закрытый осложненный взрывной перелом тела С6 позвонка с сагиттальным раскалыванием. Двусторонний перелом ламинарной части дужки С6 позвонка со смещением. Ретролистез С6 позвонка до 5 мм, ширина позвоночного канала 7.5 мм. Закрытый неосложненный перелом каудо-дорзального отдела тела С5 позвонка без смещения. Закрытый неосложненный двусторонний перелом дужки С5 позвонка с переходом на суставную массу справа. Верхний спастический парапарез. Нижняя параплегия. Нарушение ФТО. ASIA А. Спинальный шок. Ушибы, ссадины мягких тканей туловища.

Пациент осмотрен травматологом, нейрохирургом, анестезиологом-реаниматологом.

Проведен комплекс диагностических мероприятий: МСКТ шейного отдела позвоночника, МРТ шейного отдела позвоночника, ЭКГ, OAK, б\х анализ крови, ОАМ. Наряду с традиционными диагностическими мероприятиями в рамках предоперационной подготовки к экстренному оперативному вмешательству была выполнена УЗИ визуализация диафрагмы. Показатели толщины диафрагмы и экскурсии диафрагмы в покое и во время форсированного дыхания составили 0,5 см, 1,9 см и 6,5 см соответственно.

Выполнено хирургическое лечение в объеме: скелетное вытяжение скобой базилевского, передняя декомпрессия вентральный бисегментарный спондилодез С5-С7 позвонков сетчатым кейджом Synmesh и костными аутотрансплантатами.

Длительность анестезиологического обеспечения составила 245 мин. Доставлен в отделение реанимации на продленную ИВЛ, после окончания действия медикаментозной седации оценен уровень неврологического дефицита, сохраняется на дооперационном уровне.

В послеоперационном периоде в первые сутки толщина диафрагмы составила 0,48 см, а экскурсия диафрагмы в покое и при форсированном дыхании соответственно 1,6 см и 4,1 см, что ниже дооперационных показателей. Поэтому продолжили ИВЛ. Далее пациенту проводили контрольные измерения функциональных показателей диафрагмы методом УЗИ визуализации в режиме самостоятельного дыхания, без поддержки аппаратом ИВЛ 1 раз в сутки.

К 25 суткам наблюдения, толщина диафрагмы составила 0,55 см, а экскурсия диафрагмы в покое и при форсированном дыхании соответственно 1,9 см и 7,5 см, что превышает дооперационные показатели. При этом показатели газообмена компенсированы: парциальное давление кислорода (рО2) -136 mmHg, парциальное давление углекислого газа (pCO2)- 39 mmHg, кислотно-щелочное состояние (рН) - 7,43, индекс оксигенации (ИО)=388. Пациент переведен на самостоятельное дыхание. На этом фоне у пациента дыхательный комфорт, гемодинамика стабильная. В дальнейшем проведение ИВЛ пациенту не потребовалось. Длительность ИВЛ составила 25 суток, длительность нахождения в отделении реанимации составила 39 суток.

Клинический пример №2

Пациентка Г. Возраст 73 г. Диагноз при поступлении: ПСМТ, острый период. Закрытый осложненный двусторонний сцепившийся вывих С5 позвонка. Закрытый перелом остистого отростка С5 позвонка. Травматический разрыв, грыжа диска С5-С6 позвонка. Ушиб, компрессия спинного мозга на уровне шейного утолщения. Верхняя параплегия, нижний парапарез. Нарушение ФТО. AIS А. Ссадины грудной клетки слева, правой голени, правой стопы.

Пациентка осмотрена травматологом, нейрохирургом, анестезиологом-реаниматологом.

Проведен комплекс диагностических мероприятий: МСКТ шейного отдела позвоночника, МРТ шейного отдела позвоночника, ЭКГ, OAK, б\х анализ крови, ОАМ. Наряду с традиционными диагностическими мероприятиями в рамках предоперационной подготовки к экстренному оперативному вмешательству было выполнено УЗИ диафрагмы. Определены показатели толщины и экскурсии диафрагмы в покое и во время форсированного дыхания и составили 0,45 см, 1,6 см и 3,6 см соответственно.

После обследования и подготовки к оперативному вмешательству пациентке было выполнено хирургическое лечение в следующем объеме: закрытое ручное вправление двухстороннего сцепившегося вывиха С5 позвонка, передняя декомпрессия, вентральный межтеловой спондилодез С5-С6 имплантом из пористого никелид титана, фиксация пластиной Atlantis. Длительность анестезиологического обеспечения составила 160 мин. Доставлена в отделение реанимации на продленную ИВЛ. Через 6 часов после операции, с целью оценки динамики неврологического дефицита, прекращена медикаментозная седация. Отмечается положительная динамика в виде появления силы от двух до трех баллов в основных мышцах сгибателях и разгибателях в руках и увеличение силы в ногах от трех до четырех балов в основных мышцах. Контроль УЗИ диафрагмы осуществлялся через 6 часов после завершения операции в режиме самостоятельного дыхания, без поддержки аппаратом ИВЛ: толщина диафрагмы составила 0,45 см, экскурсия -1,9 см в покое и 5,4 см при форсированном дыхании, что выше или равно дооперационным показателям. Показатели газообмена компенсированы: pO2-146 mmHg, pCO2-36 mmHg, ИО-365, рН-7,43. Учитывая данные УЗИ диафрагмы, компенсированный газообмен пациентка экстубирована. Через 24 часа после экстубации проведено контрольное УЗИ диафрагмы: толщина 0,5 см, экскурсия в покое 2,1 см, при форсированном дыхании 5,1 см. Показатели газообмена компенсированы.

Таким образом, УЗИ диафрагмы, оценивающее ее функциональный статус и показатели газового состава артериальной крови, через 6 часов после выполненного хирургического лечения показали возможность перевода пациентки на самостоятельное дыхание. Контрольное исследование УЗИ диафрагмы и газового состава артериальной крови через 24 часа подтвердили правильность принятого решения.

Особенностью и преимуществами предлагаемого способа являются оценка функционального состояния диафрагмы в динамике у кровати больного врачами анестезиологами-реаниматологами, при этом на дооперационном этапе обследование диафрагмы занимает минимальный промежуток времени, что существенно не влияет на начало хирургического лечения.

Оценка функции диафрагмы и показателей газового состава артериальной крови в динамике позволяет определить оптимальный момент перевода пациента на самостоятельное дыхание, при этом отсутствует необходимость транспортировки пациента за пределы отделения реанимации и проведение обследования не требует привлечения сторонних специалистов. Немаловажным плюсом предлагаемого способа является отсутствие лучевой нагрузки на пациента, что и определяет возможность проведения обследования в динамике, без количественного ограничения исследований.

Изобретение относится к медицине, и может быть использовано для отлучения от искусственной вентиляции легких (ИВЛ) в послеоперационном периоде больных с травмой спинного мозга на уровне шейного отдела позвоночника с тяжестью повреждения спинного мозга ASIA А и ASIA B. Для этого методом УЗИ визуализации в режиме самостоятельного дыхания определяют толщину и подвижность диафрагмы. Определяют показатели газообмена: парциальное давление кислорода (рО₂), парциальное давление углекислого газа (pCO₂), кислотно-щелочное состояние (рН) и индекс оксигенации (ИО). Толщину диафрагмы определяют в покое. Подвижность диафрагмы определяют в покое и при форсированном дыхании. Прекращают ИВЛ при достижении или превышении предоперационных значений толщины и подвижности диафрагмы, а также если рО₂ больше или равно 136 mmHg, pCO₂ больше или равно 36 mmHg, рН составляет 7,43, ИО больше или равен 365. Изобретение позволяет определить момент времени для перевода указанных пациентов на самостоятельное дыхание. 2 пр.

Способ отлучения от искусственной вентиляции легких (ИВЛ) в послеоперационном периоде больных с травмой спинного мозга на уровне шейного отдела позвоночника с тяжестью повреждения спинного мозга ASIA А и ASIA B, включающий определение толщины и подвижности диафрагмы методом УЗИ визуализации в режиме самостоятельного дыхания, а также таких показателей газообмена, как парциальное давление кислорода (рО₂), парциальное давление углекислого газа (pCO₂), кислотно-щелочное состояние (рН) и индекс оксигенации (ИО), причем толщину диафрагмы определяют в покое, а подвижность диафрагмы определяют в покое и при форсированном дыхании; после проведения операции осуществляют мониторинг толщины диафрагмы в покое, а подвижности диафрагмы в покое и при форсированном дыхании, причем мониторинг толщины и подвижности диафрагмы осуществляют в послеоперационный период при выходе пациента из анестезии, восстановлении сознания и наличии попыток самостоятельного дыхания, далее 1 раз в сутки; и при достижении или превышении предоперационных значений толщины и подвижности диафрагмы, а также при значениях показателей газообмена, где рО₂ больше или равно 136 mmHg, pCO₂ больше или равно 36 mmHg, рН составляет 7,43, ИО больше или равен 365, прекращают ИВЛ.