способ прогнозирования длительности искусственной вентиляции легких у пациентов с синдромом острого легочного повреждения

Формула изобретения

Способ прогнозирования длительности искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и интенсивной терапии (ИТ) у пациентов с установленным диагнозом синдром острого легочного повреждения (СОЛП), заключающийся в регистрации параметров биомеханики дыхания и газообмена, отличающийся тем, что при появлении у пациента, соответствующего критериям: возраст более 53 лет, исходная тяжесть по APACHE II менее 13 баллов, TISS за первые сутки менее 34 баллов, в качестве предиктора длительности ИВЛ используют наличие ответа на тест с высокочастотной (ВЧС) ИВЛ, для чего в течение 60 мин проводят вентиляцию в режиме ВЧС ИВЛ с исходными расчетными параметрами для нормовентиляции с постоянным мониторингом оксиметрии, капнометрии, электрокардиографии, а также параметров периферической гемодинамики и среднего давления в дыхательных путях, через 60 мин проведения ВЧС ИВЛ регистрируют следующие показатели: парциальное давление кислорода в артериальной крови p_aO₂, парциальное давление кислорода в венозной крови p_vO₂, FiO₂/p _aO₂ - коэффициент оксигенации, статический комплайнс - Cst=VT/(Pplateau -PEEP), VT - дыхательный объем, Pplateau - давление плато, PEEP - ПДКВ, положительное давление конца выдоха (ПДКВ), аутоПДКВ - внутреннее ПДКВ, парциальное давление углекислого газа в артериальной крови Р_аСО₂, сатурацию (насыщение) гемоглобина кислородом в артериальной крови SaO ₂, сатурацию (насыщение) гемоглобина кислородом в венозной крови SvO₂, водородный показатель pHart - меру активности ионов водорода в растворе, индекс оксигенации и дефицит оснований, повышение артериальной оксигенации на 10 и более мм рт.ст. по сравнению с исходным принимают за предиктор сокращения сроков ИВЛ и ИТ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, конкретно к интенсивной терапии - в частности, к респираторной поддержке и искусственной вентиляции легких при синдроме острого легочного повреждения.

Общеизвестно, что синдром острого повреждения легких (СОПЛ) и острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС) являются частыми спутниками любой острой хирургической и соматической патологии и во многом определяют течение и исходы при жизнеугрожающих состояниях. Летальность при тяжелых формах ОРДС, как крайнего проявления СОЛП, варьирует в пределах 50% [Колесниченко А.П. Синдром острого повреждения легких и острый респираторный дистресс-синдром (частота развития, этиопатогенез, диагностика и интенсивная терапия): методические рекомендации / А.П. Колесниченко, А.И. Грицан. - Красноярск, 2002. - 34 с.].

Ведущая роль в лечении пациентов с СОЛП отводится респираторной терапии, базирующейся на концепции «протективной искусственной вентиляции легких (ИВЛ)», представляющей собой сочетание малых дыхательных объемов, альвеолярного рекруитмента и оптимального положительного давления конца выдоха (ПДКВ). Другим, весьма перспективным направлением, позволяющим реализовать методику «протективной ИВЛ», является применение струйной высокочастотной вентиляции легких (ВЧС ИВЛ). Данный режим, благодаря своим физиологическим эффектам, способствует как раскрытию коллабированных альвеол и поддержанию их в расправленном состоянии, так и минимизации риска возникновения баро- и волюмотравмы [Зислин Б.Д. Высокочастотная струйная вентиляция легких / Б.Д. Зислин, М.Б. Конторович, А.В. Чистяков. - Екатеринбург: Изд-во АМБ, 2010. - 312 с.: ил.].

За последние 20 лет проведено несколько десятков контролируемых рандомизированных исследований с высоким уровнем доказательности, авторы которых сравнивали различные способы вентиляции, принимались разнообразные протоколы проведения респираторной поддержки при СОЛП [ARDS Network. Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and acute respiratory distress syndrome // N. Engl. J. Med. - 2000. - V.342. - P.1301-1308., Expiratory Pressure (Express) Study Group. Positive endexpiratory pressure setting in adults with acute lunginjury and acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial / A. Mercat, J.C. Richard, B. Vielle [et al.] // JAMA. - 2008. - V. 299(6). - P.646-655.]. Тем не менее, универсального, патогенетически и физиологически обоснованного метода респираторной терапии этого синдрома пока еще не найдено.

В этой связи нерешенными остаются вопросы исходов для пациентов, перенесших СОЛП в рамках синдрома полиорганной недостаточности (ПОН), до конца не ясен вклад атрибутивной летальности при СОЛП в структуре ПОН. По мнению авторитетных источников [69], все это может быть связано с полиморфизмом нозологических форм, являющихся факторами риска развития данной патологии, с неоднотипной реакцией на тот или иной способ респираторной поддержки пациентов разных возрастных групп, а также различиями в исходной тяжести их состояния, с преморбидным фоном и генетической предрасположенностью. Причем, эта проблема касается пациентов, получающих респираторную терапию в любом варианте искусственной вентиляции легких, так как однозначного решения данного вопроса в доступной литературе до настоящего времени не получено.

Что касается разработанности методов прогноза СОЛП, то в современной литературе эта тема освящена более чем скромно. В доступных литературных источниках отсутствуют протоколы прогнозирования течения СОЛП, имеются немногочисленные публикации, указывающие на достоверное влияние возраста, преморбидного фона на продолжительность ИВЛ, пребывание в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) [Incidence and outcomes of acute lung injury / D.R. Gordon, E. Caldwell, E.Peabody [et al.] // N. Engl. J.Med. - 2005. - V.353. - P.1685-1693., Recovery rate and prognosis in older persons who develop acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome / E.W. Ely, A.P. Wheeler, B.T. Thompson [et al] // Ann Intern Med. - 2002. - V.136. - P.25-36., Six-month survival of patients with acute lung injury: prospective cohort study / M. Yilmaz, R. Iscimen, M.T. Keegan [et al] // Crit Care Med. - 2007. - V.35. - Issue 10. - P.2303.]. Небольшое число работ посвящено выявлению независимых предикторов летального исхода при СОЛП [Predictors of mortality in acute lung injury during the era of lung protective ventilation / Seeley E, McAuley DF, Eisner M [et al] // Thorax. - 2008. - V.63. - Issue 11. - P.994.].

Несовершенство существующих в настоящее время методов прогнозирования течения СОЛП обусловливает неугасающий интерес к данной проблеме и потенцирует продолжающиеся многочисленные исследования в этой области.

Существуют работы, доказывающие, что значение коэффициента оксигенации p_a O₂/FiO₂, где p_aO₂ - парциальное давление кислорода в артериальной крови, FiO ₂ - фракция вдыхаемого кислорода не является независимым предиктором смерти, в то время как индекс оксигенации - Pmean×100×FiO ₂/p_aO₂, где Pmean - среднее давление в дыхательных путях, имеет статистически значимую предсказательную способность [Predictors of mortality in acute lung injury during the era of lung protective ventilation. Seeley E, McAuley DF, Eisner M, Miletin M, Matthay MA, Kallet RH Thorax. 2008, 63(11): 994.]. В этом же исследовании выявлена корреляционная зависимость между 17 факторами, включающими возраст, оценку по Шкале оценки острых и хронических функциональных изменений APACHE II (Acute Physiology and Chronic Health Evaluation) и наличие цирроза печени, и повышением риска смерти.

В другом исследовании, выбранном нами в качестве ближайшего аналога, представлена модель, позволяющая на третьи сутки механической вентиляции легких у пациентов с синдромом острого легочного повреждения (СОЛП) по трем параметрам, включающих возраст, повышение индекса оксигенации, наличие шока, предсказать повышения уровня летальности и длительности продленной искусственной вентиляции легких (ИВЛ) [Prediction of death and prolonged mechanical ventilation in acute lung injury Ognjen Gajic 1, Bekele Afessa 1, В Taylor Thompson2, Femando Frutos-Vivar3, Michael alinchoci, Gordon D Rubenfeld4, Andre Esteban3, Antonio Anzueto5, Rolf D Hubmayr 1 for the Second International Study of MechanicalVentilationand ARDS-net Investigators Crit Care. 2007; 11(3)]. Исследование происходило следующим образом. Пациенты, соответствующие клинико - диагностическим критериям СОЛП были включены в исследование. В течение первых трех дней механической вентиляции легких у них оценивались следующие параметры: интегральная оценка тяжести по шкалам SOFA, SAPS II - Simplfled Acute Physiological Score (упрощенная шкала физиологических изменений), возраст, индекс массы тела, пол, наличие легочных и внелегочных факторов риска СОЛП, а также ряд параметров биомеханики дыхания - давление плато, пиковое давление в дыхательных путях, ПДКВ, и газообмена - индекс оксигенации Pmean×100×FiO ₂/р_аО₂, p_aO₂ /FiO₂ - коэффициент оксигенации, парциальное давление углекислого газа в артериальной крови Р_аСО₂ , минутный объем дыхания, необходимый для достижения PaCO2 равным 40 mmHg (VE40) - (минутный объем×PaCO2)/40. Внелегочное органное поражение оценивалось следующим образом: уровень креатинина (функция почек), уровень билирубина (функция печени), уровень тромбоцитов (система гемостаза), шкала комы Глазго (неврологические нарушения), и артериальная гипотензия или использование адреномиметиков (поражение сердечно-сосудистой системы). Пациентов разделили на группы, согласно следующим принципам: первое деление осуществлялось на группу выживших и закончивших ИВЛ до 15 суток, и группу погибших и получающих продленную ИВЛ более 15 суток; эта вторая группа далее была разделена на подгруппу погибших в стационаре и выписавшихся из стационара. В результате сравнительного анализа статистически достоверными оказались различия по возрасту, изменениям на третьи сутки по уровню Р_аСО₂, коэффициенту и индексу оксигенации, VE40, давлению плато, среднему давлению в дыхательных путях, уровню ПДКВ, изменению уровня ПДКВ и наличию шока. С помощью одинарной логистической регрессии было выведено уравнение модели:

0,03×возраст+0,07×индекс оксигенации на третьи сутки ИВЛ+наличие шока на третий день ИВЛ [1 - если есть, 0 - если отсутствует].

С помощью этого уравнения можно спрогнозировать удлинение сроков ИВЛ более 15 суток.

Недостаток ближайшего аналога в неудовлетворительном качестве прогноза, невозможности прогнозировать длительность искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и интенсивной терапии (ИТ) у пациентов с СОЛП.

Технический результат заключается в том, что заявляемый способ дает возможность прогнозировать длительность искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и пребывания пациента в отделении интенсивной терапии (ИТ) у пациентов с СОЛП за счет того, что в качестве предиктора длительности ИВЛ предлагается наличие ответа на тест на тест с ВЧС ИВЛ. Положительный ответ на тест с ВЧС ИВЛ, т.е. повышение уровня p_aO₂ на 10 и более мм рт.ст., по сравнению с исходным является предиктором сокращения сроков ИВЛ, нахождения в ИТ, в связи с чем у конкретного пациента пересматривается протокол медикаментозной седации в пользу препаратов короткого действия и корректно оценивается необходимость ранней трахеостомии. Отсутствие ответа на тест с ВЧС ИВЛ является прогностическим фактором для пациентов с СОЛП, предполагающим удлинение сроков ИВЛ, длительности ИТ и пребывания в стационаре.

Сущность изобретения заключается в том, что предлагается способ прогнозирования длительности искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и интенсивной терапии (ИТ) у пациентов с установленным диагнозом синдром острого легочного повреждения (СОЛП), заключающийся в регистрации параметров биомеханики дыхания и газообмена, отличающийся тем, что при появлении у пациента, соответствующего критериям: возраст более 53 лет, исходная тяжесть по APACHE II менее 13 баллов, TISS за первые сутки менее 34 баллов качестве предиктора длительности ИВЛ используют наличие ответа на тест с высокочастотной (ВЧС) ИВЛ, для чего в течение 60 минут проводят вентиляцию в режиме ВЧС ИВЛ с исходными расчетными параметрами для нормовентиляции с постоянным мониторингом оксиметрии, капнометрии, электрокардиографии, а также параметров периферической гемодинамики и среднего давления в дыхательных путях, через 60 минут проведения ВЧС ИВЛ регистрируют следующие показатели: парциальное давление кислорода в артериальной крови p_aO₂, парциальное давление кислорода в венозной крови p_vO₂ , FiO₂/p_aO₂ - коэффициент оксигенации, статический комплайнс - Cst=VT/(Pplateau -PEEP), VT - дыхательный объем, Pplateau - давление плато, PEEP - ПДКВ, положительное давление конца выдоха (ПДКВ), аутоПДКВ - внутреннее ПДКВ, парциальное давление углекислого газа в артериальной крови Р₂СО ₂, сатурацию (насыщение) гемоглобина кислородом в артериальной крови SaO₂, сатурацию (насыщение) гемоглобина кислородом в венозной крови SvO₂, водородный показатель pHart - меру активности ионов водорода в растворе, индекс оксигенации и дефицит оснований, повышение артериальной оксигенации на 10 и более мм рт.ст. по сравнению с исходным принимают за предиктор сокращения сроков ИВЛ и ИТ.

Разработанный нами протокол исследования включал в себя обследование пациентов в момент поступления в ОРИТ с позиции интегральных шкал оценки тяжести состояния и органной дисфункции: APACHE-II (Acute Physiology and Chronic Health Evaluation) - шкале оценки острых и хронических функциональных изменений и SOFA (Sepsis-related Organ Failure Assessments Score) - шкале оценки органной недостаточности, связанной с сепсисом, а также суммарной терапевтической нагрузки за первые сутки пребывания в ОРИТ в соответствии с TISS (Therapeutic Intervention Scoring System) - системе оценки агрессивности терапевтических вмешательств.

Диагноз СОЛП - синдром острого легочного повреждения (СОЛП) выставлялся согласно критериям Специальной Американо-Европейской Согласительной Конференции по ОРДС (острый респираторный дистресс синдром) - The American-European consensus conference on ARDS: definitions, mechanisms, relevant outcomes and clinical trial coordination / G.R. Bernard, A. Artigas, K.L. Brigham [et al.] // Amer. J.Resp.Crit. Care Med. - 1994. - V.149. - № 3. - Pt.1. - P.818-824., а тяжесть легочного повреждения определялась по унифицированной шкале US (Lung Injury Score) - шкале тяжести легочного повреждения - An expanded definition of the adult respiratory distress syndrome / S.F. Murray, M.A. Matthay, J.M. Luce [et al.] // Am. Resp. Dis. - 1988. - V.138. - P.720-723. После установления диагноза СОЛП, проводился тест с ВЧС ИВЛ, протокол которого выглядит следующим образом. До начала тестирования, у пациента, вентилируемого в режиме, контролируемом по давлению, регистрировались параметры биомеханики дыхания и газообмена: - p_aO₂, p_vO ₂, статический комплайнс, ПДКВ, аутоПДКВ, индекс оксигенации, P_aCO₂, SaO₂, SvO₂ , pHart, BE_art.

После регистрации этих параметров в течение 60 минут пациент вентилировался в режиме ВЧС ИВЛ с исходными расчетными параметрами для нормовентиляции (частота дыхательных циклов 100 в минуту, минутная вентиляция=2*(вес тела/10+1), соотношение вдох: выдох 1:2) с постоянным мониторингом оксиметрии, капнометрии, электрокардиографии, а также параметров периферической гемодинамики и среднего давления в дыхательных путях.

Через 60 минут проведения ВЧС ИВЛ регистрировались следующие показатели: p_aO₂, p_v O₂, статический комплайнс, ПДКВ, аутоПДКВ, индекс оксигенации, P_aCO₂, SaO₂, SvO ₂, pHart, BE_art.

Дальнейшая респираторная поддержка вновь проводилась в режиме вентиляции, контролируемой по давлению.

Исследуемая группа дважды была поделена на 2 подгруппы: первое разделение осуществлялось по степени тяжести легочного повреждения:

СОЛП и ОРДС, повторно пациенты были поделены на группы в зависимости от наличия или отсутствия ответа на проведенную ВЧС ИВЛ. За наличие ответа было принято повышение артериальной оксигенации на 10 и более мм рт.ст. Подгруппы сравнивались по нозологическим формам, возрасту, антропометрическим показателям, причинам продленной ИВЛ, тяжести состояния, органной дисфункции, степени выраженности церебральной недостаточности, тяжести СОЛП/ОРДС, суммарной терапевтической нагрузке, параметрам механики дыхания, газообмена, длительности ИВЛ, длительности пребывания в ОРИТ, стационаре.

Высокочастотная струйная искусственная вентиляция легких у пациентов с СОЛП приводит к повышению артериальной оксигенации за счет улучшения перфузии (низкий уровень пикового, среднего и транспульмонального давлений) и вентиляции. Улучшение альвеолярной вентиляции происходит за счет увеличения ауто ПДКВ, приводящего к перераспределению газовой смеси между коллабированными и вентилируемыми альвеолами, и, как следствие, снижения статического комплайнса, отражающее уменьшение количества невентилируемых альвеол. Возраст пациентов старше 53 лет, исходная тяжесть по шкале APACHE II <13 баллов, по шкале SOFA <6 баллов, суммарная терапевтическая нагрузка в первые сутки (TISS) <34 баллов предполагают при СОПЛ положительный ответ на ВЧС ИВЛ. Большую вероятность дает сочетание возраста, исходной тяжести по APACHE II и суммарной терапевтической нагрузки за первые сутки. Положительный ответ на ВЧС ИВЛ является предиктором сокращения сроков ИВЛ, нахождения в ОРИТ и стационаре, в связи с чем у конкретного пациента должен быть пересмотрен протокол медикаментозной седации в пользу препаратов короткого действия и корректно оценена необходимость ранней трахеостомии. Отсутствие ответа является прогностическим фактором для пациентов с СОЛП, предполагающим удлинение сроков ИВЛ, длительности пребывания в ОРИТ и стационаре.

Таким образом, при появлении у пациента, получающего терапию в условиях ОРИТ, клиники дыхательной недостаточности, соответствующей критериям СОЛП, необходимо проведение ВЧС ИВЛ в режиме часового теста с исходными параметрами вентиляции:

- Частота дыхательных циклов - 100 в минуту

- Соотношение вдох:выдох - 1:2

- МОД - минутный объем дыхания=(масса тела (кг)/10+1)×2

При проведении ВЧС ИВЛ необходим постоянный контроль пульсовой оксиметрии, капнометрии, электрокардиографии и периферической гемодинамики, а также среднего давления в дыхательных путях. До и после проведения теста необходима оценка газового состава артериальной крови и кислотно - основного состояния.

Способ может быть применен к пациенту, соответствующему следующим критериям: возраст более 53 лет, исходная тяжесть по APACHE II менее 13 баллов, TISS за первые сутки менее 34 баллов.

В качестве дополнительного способа оценки возможности применения данной методики предлагается математический расчет вероятности положительного ответа. Согласно предложенной формуле:

,

где Р - вероятность ответа на ВЧС ИВЛ,

е - основание натурального логарифма,

2,776 - константа, рассчитанная для возраста, APACHE II, TISS,

0,085, -0,229, -0,015 - коэффициенты, рассчитанные для этих показателей, рассчитывается вероятность положительного ответа на ВЧС ИВЛ для конкретного пациента. Чем больше показатель Р будет приближен к единице, тем выше вероятность положительного ответа на ВЧС ИВЛ.

Клинические примеры.

Пример 1. Пациент Б., 55 лет, был доставлен в отделение реанимации с диагнозом: отравление алкоголем тяжелой степени, алкогольный делирий. Оценка по шкале APACHE II в момент поступления составила 9 баллов, оценка степени агрессивности применимых терапевтических вмешательств за первые сутки (TISS) составила 24 балла. При поступлении в отделение реанимации в связи с некупируемыми медикаментозно, проявлениями алкогольного делирия и угрозой развития медикаментозной депрессии дыхания был переведен на искусственную вентиляцию легких. К концу вторых суток терапии в условиях отделения реанимации и интенсивной терапии, у пациента диагностируется дыхательная недостаточность, соответствующая критериям ОРДС - острого респираторного дистресс синдрома, как крайнего проявления СОЛП, коэффициент оксигенации 181. Поскольку исходные данные пациента соответствовали критериям включения в тест с ВЧС ИВЛ (возраст более 53 лет, исходная оценка по APACHE II <13 баллов, оценка TISS за первые сутки <34 баллов), его данные были включены в формулу для расчета вероятности положительного ответа на тест с ВЧС ИВЛ:

,

где Р - вероятность ответа на ВЧС ИВЛ,

е - основание натурального логарифма,

2,776 - константа, рассчитанная для возраста, APACHE II, TISS,

0,085, -0,229, -0,015 - коэффициенты, рассчитанные для этих показателей.

Результат - вероятность равна 0,93, т.е. высокая, т.к. приближена к 1.

Пациенту был проведен часовой тест с ВЧС ИВЛ согласно протоколу и получен положительный ответ - pa0i увеличилось на 22,2 мм рт.ст., что является предиктором укорочения сроков ИВЛ, пребывания в ОРИТ и стационаре. В связи с этим пациенту был изменен протокол медикаментозной седации в сторону препаратов короткого действия (диазепам был заменен на мидазолам) и отмены препаратов для миоплегии. Также был пересмотрен вопрос о наложении ранней трахеостомии в пользу отказа от последней. В результате пациент с пятых суток был переведен на вспомогательный режим вентиляции и нами было начато отлучение его от респиратора. На 10 сутки пациент был экстубирован, на 12 сутки переведен из отделения реанимации, а на 17 сутки был выписан домой в удовлетворительном состоянии.

Пример 2. Пациентка С., 58 лет, поступила в отделение реанимации для наблюдения в ближайшем послеоперационном периоде после произведенной резекции желудка по Бильрот II по поводу язвенной болезни, хронической язвы тела желудка, осложненной декомпенсированным стенозом. Послеоперационный период осложнился клиникой тяжелого абдоминального сепсиса, синдрома полиорганной недостаточности на фоне периоперационного тотального геморрагического панкреонекроза. Учитывая резко развившуюся клинику полиорганной недостаточности, пациентке проводилась в комплексе интенсивной терапии продленная искусственная вентиляция легких. К началу третьих суток зафиксирована клиника дыхательной недостаточности, соответствующей критериям СОЛП, коэффициент оксигенации 256. Оценка по APACHE II на момент поступления в ОРИТ составила 12 баллов, суммарная терапевтическая нагрузка за первые сутки составила 37 баллов. Рассчитанная вероятность положительного теста с ВЧС ИВЛ составила 0,34 (низкая). Результат проведенного часового теста с ВЧС ИВЛ отрицательный - p_aO₂ снизилась на 30 мм рт.ст., что является предиктором удлинения сроков ИВЛ, пребывания в ОРИТ и стационаре. В связи с полученными результатами пациентка к концу третьих суток была трахеотомирована, медикаментозная седация проводилась согласно внутрибольничному протоколу. Длительность ИВЛ составила 16 суток, пациентка перенесла тяжелую реанимационную полинейропатию, длительность пребывания в ОРИТ 22 дня, в стационаре пациентка провела 122 дня и была выписана из стационара.