6. Какие бывают дыхательные контуры.
Компоненты контура Мэйплсона
А. Дыхательные шланги. Гофрированные дыхательные шланги, изготовленные из резины (многоразового использования) или пластика (одноразовые), соединяют компоненты системы Мэйплсона между собой и обеспечивают подсоединение к больному (рис. 3-4). Шланги большого диаметра (22 мм) обеспечивают низкое сопротивление потоку газа и служат потенциальными резервуарами ингаляционных анестетиков. Чтобы максимально снизить потребность в свежей дыхательной смеси, объем дыхательных шлангов в большинстве контуров Мэйплсона должен быть не ниже дыхательного объема.
Растяжимость дыхательных шлангов частично определяет растяжимость всего контура. (Растяжимость определяют как изменение объема на единицу изменения давления.) Длинные шланги с высокой растяжимостью увеличивают разницу между объемом смеси, подаваемым в контур дыхательным мешком или аппаратом, и объемом, поступающим в дыхательные пути больного. Например, если в дыхательном контуре с растяжимостью 8 мл/см вод. ст. при прохождении дыхательной смеси будет развиваться давление 20 см вод. ст., то 160 мл дыхательного объема будут "потеряны" в контуре. Эти 160 мл потери объема складываются из сжатия газа и расширения дыхательных шлангов. Рассмотренный феномен особенно важен, если проводят ИВЛ под положительным давлением (например, в реверсивном дыхательном контуре).
Б. Патрубок для подачи свежей дыхательной смеси. Свежая дыхательная смесь из наркозного аппарата подается в дыхательный контур через специальный патрубок. Как будет рассмотрено чуть позже, местоположение патрубка для подачи свежей дыхательной смеси является главным отличительным признаком для классификации контуров Мэйплсона.
В. Предохранительный клапан (сбрасывающий клапан, регулируемый клапан ограничения давления). Если поступление дыхательной смеси превышает расход (на потребление больным и заполнение контура), то давление внутри дыхательного контура возрастает. Этот рост давления нивелируется удалением избытка дыхательной смеси из контура через предохранительный клапан. Удаляемый газ поступает в атмосферу операционной или, что предпочтительнее, в специальную систему отвода отработанных медицинских газов. Во всех предохранительных клапанах давление сброса можно регулировать.
При самостоятельном дыхании предохранительный клапан должен быть полностью открыт, с тем чтобы давление в контуре лишь незначительно изменялось во все фазы дыхательного цикла. Вспомогательная и принудительная ИВЛ требуют положительного давления на вдохе. Частичное закрытие предохранительного клапана ограничивает сброс дыхательной смеси, позволяя создать положительное давление в контуре при сжатии дыхательного мешка.
Г. Дыхательный мешок (мешок-резервуар). Дыхательный мешок функционирует как резервуар дыхательной смеси; он также необходим для обеспечения положительного давления при ИВЛ. По мере заполнения растяжимость мешка увеличивается. В этом процессе можно отчетливо выделить три фазы (рис. 3-5). После заполнения дыхательного мешка для взрослых объемом в 3 л (I фаза) давление быстро возрастает до пиковых значений (II фаза). При дальнейшем повышении объема давление достигает плато или даже немного снижается (III фаза). Этот эффект позволяет предохранить легкие от баротравмы в том случае, если предохранительный клапан непреднамеренно закрыт, а свежая дыхательная смесь продолжает поступать в контур.
Рис. 3-4. Компоненты контура Мэйплсона
Функциональные характеристики контуров Мэйплсона
Контуры Мэйплсона легкие, недорогие, простые и не требуют применения направляющих клапанов. Эффективность дыхательного контура измеряется скоростью потока свежей дыхательной смеси, необходимой для предотвращения рециркуляции углекислого газа (т. е. повторного поступления его в дыхательные пути). Поскольку в контурах Мэйплсона не предусмотрены направляющие клапаны и адсорберы CO2, рециркуляцию предотвращают путем сброса выдыхаемой смеси через предохранительный клапан до вдоха. Обычно это возможно при большом потоке свежей дыхательной смеси.
Вновь рассмотрим схему контура Мэйплсона А на рис. 3-4. При самостоятельном дыхании альвеолярный газ, содержащий CO2, будет поступать в дыхательный шланг или сбрасываться в атмосферу через открытый предохранительный клапан. Если поток свежей дыхательной смеси превышает альвеолярный минутный объем дыхания (МОД), то перед вдохом оставшийся в дыхательном шланге альвеолярный газ будет вытесняться в атмосферу через предохранительный клапан. Если объем дыхательного шланга равен дыхательному объему или превышает его, то последующий вдох будет содержать только свежую дыхательную смесь. Поскольку поток свежей дыхательной смеси, равный МОД, позволяет избежать рециркуляции, то эффективность контура Мэйплсона А — самая высокая среди контуров Мэйплсона при самостоятельном дыхании.
Рис. 3-5. Увеличение растяжимости дыхательного мешка при заполнении дыхательной смесью: трехфазная динамика. (Из: Johnstone R. E., Smith T. С. Rebreathing bags as pressure limiting devices. Anesthesiology, 1973; 38: 192. Воспроизведено с разрешения.)
Во время принудительной ИВЛ для создания положительного давления требуется частичное закрытие предохранительного клапана. Хотя часть выдыхаемого (альвеолярного) газа и свежей дыхательной смеси выходит через клапан во время вдоха, во время выдоха смесь не сбрасывается. В результате во время принудительной ИВЛ для предотвращения рециркуляции в контуре Мэйплсона А требуется непредсказуемо большой поток свежей дыхательной смеси (превышающий МОД более чем в 3 раза).
Изменение положения предохранительного клапана и патрубка для подачи свежей дыхательной смеси трансформирует контур Мэйплсона А в кон-тур Мэйплсона D (см. табл. 3-1). Контур Мэйплсона D эффективен при принудительной ИВЛ, так как поток свежей дыхательной смеси оттесняет выдыхаемую смесь от больного к предохранительному клапану. Таким образом, простое изменение местоположения компонентов системы Мэйплсона изменяет потребности в свежей дыхательной смеси.
Контур Бэйна является распространенной модификацией контура Мэйплсона D и характеризуется размещением патрубка подачи свежей дыхательной смеси внутри дыхательного шланга (рис. 3-6). Данная модификация уменьшает размеры контура и позволяет лучше, чем в контуре Мэйплсона D, сохранить тепло и влагу путем частичного согревания вдыхаемой смеси за счет противоточного обмена с теплыми выдыхаемыми газами. Недостаток этого коаксиального контура — риск перекручивания или отсоединения патрубка подачи свежей дыхательной смеси. Если любая из этих неисправностей останется необнаруженной, то результатом будет значительная рециркуляция выдыхаемой смеси.
Принципы проведения анестезии с низким газотоком
1. Индукцию в общую анестезию проводят либо ингаляционным способом, либо внутривенным путем с последующей ингаляцией газонаркотической смеси через лицевую маску. Ингаляцию газовой смеси на этапах индукции во всех случаях осуществляют по полуоткрытому контуру с высоким газотоком (>4 л/мин), т. к. это позволяет быстро достигнуть желаемой глубины анестезии. На начальных этапах индукции в обязательном порядке выполняется денитрогенизация по схеме (100% О2 + галогенсодержащий анестетик), которая направлена на удаление свободного азота (N2) из организма. Недостаточная предварительная денитрогенизация приводит к избыточному накоплению в контуре азота, который высвобождается из тканей организма, что затрудняет проведение анестезии со сниженным газотоком. Длительность денитрогенизации должна составлять 10-20 мин. К подаче закиси азота (N2O) в дыхательный контур приступают только по завершении денитрогенизации, т. е. не ранее чем через 10-20 мин от начала индукции.
2. После завершения индукции проводят интубацию трахеи или вводят ларингеальную маску. После верификации месторасположения интубационной трубки или ларингеальной маски раздувают герметизирующую манжетку. Затем переводят ребенка на аппаратную ИВЛ или продолжают анестезию с сохраненным спонтанным дыханием.
3. Далее снижают газоток в контуре до отметки 0.5-1.0 л/мин (низкопоточная анестезия), <0.5 л/мин (анестезия с минимальным газотоком) или переходят к анестезии по закрытому контуру. В момент снижения газотока необходимо провести коррекцию потоков кислорода (О2) и закиси азота (N2O) по ротаметрам с поправкой на величину потребления О2. В целом, в расчет принимают величину потребления кислорода, равную 4 мл/кг/мин. Например, у 30-кг ребенка (потребление кислорода 4 × 30 = 120 мл/мин) изначально выбран поток свежего газа 9 л/мин с соотношением 6 л/мин N2O и 3 л/мин O2 (N2O:O2=2:1). После 10-кратного уменьшения газотока до 0.9 л/мин (900 мл/мин, низкопоточная анестезия) из дыхательного контура каждую минуту будет экстрагироваться 120 мл O2. Таким образом, количество газовой смеси, циркулирующей в контуре, составит 900 -120 = 780 мл/мин. При соотношении N2O:O2=2:1 это составляет 520 мл/мин (2/3 от 780 мл/мин) для N2O и 260 мл/мин (1/3 от 780 мл/мин) для O2. В связи с этим при потоке 900 мл/мин, чтобы сохранить соотношение N2O:O2=2:1 постоянным, следует вводить в контур 520 мл/мин N2O и 260 + 120 = 380 мл/мин O2. Подобные расчеты представляются достаточно громоздкими, поэтому для удобства практикующих анестезиологов выведены математические константы, которые позволяют быстро рассчитать потоки N2O и O2 при уменьшении газотока в контуре.
4. Если концентрация кислорода на вдохе в процессе проведения анестезии с низким газотоком опускается ниже рекомендуемого безопасного уровня (30% на вдохе), проводят дополнительную коррекцию потоков газов: поток O2 по ротаметру увеличивают, одновременно уменьшая поток N2O.
5. Дыхательный контур с низким газотоком - система чрезвычайно инертная, поскольку при изменении концентрации анестетика на испарителе его концентрация в контуре изменяется крайне медленно по причине рециркуляции выдыхаемой газовой смеси. Из этого следует, что индукция и выход из анестезии должны осуществляться по полуоткрытому контуру с высоким газотоком, поскольку это обеспечивает быструю динамику концентрации анестетика на вдохе и выдохе. В тех случаях, когда возникает необходимость быстро изменить уровень общей анестезии, газоток в контуре повышают, а затем увеличивают или уменьшают концентрацию анестетика на испарителе. По достижении желаемой глубины анестезии поток свежего газа вновь снижают. Тем не менее быстрое углубление анестезии можно осуществить и без повышения газотока в контуре: для этого достаточно ввести внутривенно какой-либо гипнотик и/или опиоидный анальгетик.
6. За 5 мин до запланированного окончания анестезии газоток в контуре повышают, а затем прекращают подачу всех летучих анестетиков и приступают к ингаляции чистого кислорода. После восстановления адекватного самостоятельного дыхания, мышечного тонуса и рефлексов герметизирующую манжетку сдувают и выполняют экстубацию трахеи (удаляют ларингеальную маску).
Безопасность методов анестезии с низким газотоком
Методы анестезии с низким газотоком являются безопасными и с успехом используются у детей всех возрастных групп, включая новорожденных. Более того, по некоторым критериям они даже более безопасны, чем традиционная анестезия с высоким газотоком, поскольку:
- уменьшается вероятность передозировки галогенсодержащих анестетиков, поскольку в случае непреднамеренной установки на испарителе предельных концентраций анестетика его концентрация в контуре нарастает чрезвычайно медленно;
- снижается риск интраоперационного пробуждения пациента по причине внезапного прекращения подачи в контур N2O и/или паров анестетика (отсутствие N2O в баллоне или анестетика в испарителе, замерзание редуктора и т. п.). В подобных случаях концентрация ингаляционных анестетиков в контуре снижается крайне медленно, что дает дополнительное время для устранения возникших неполадок;
- проведение анестезии с низким газотоком подразумевает особый подход к вопросам интраоперационного мониторинга. Более пристальный контроль за основными витальными показателями во время анестезии позволяет обеспечить более безопасные условия для пациента, находящегося под наркозом.
Преимущества методов анестезии с низким газотоком
Преимущества методов анестезии с низким газотоком состоят в повышении температуры и влажности в дыхательном контуре, снижении расхода кислорода и средств ингаляционного наркоза, уменьшении стоимости анестезиологического пособия и снижении загрязненности воздуха в операционной.
Улучшение микроклимата в дыхательном контуре. Согласно последним данным, микроклимат в дыхательном контуре во время анестезии считается оптимальным, если абсолютная влажность вдыхаемой газовой смеси составляет не менее 17 мг Н2О/л, а температура варьирует в пределах 28-32 ° С. Недостаточное увлажнение и/или подогрев газовой смеси, поступающей к пациенту, значительно снижает эффективность работы мукоцилиарного эпителия дыхательных путей. Так, при проведении ИВЛ газовой смесью комнатной температуры с относительной влажностью 50% замедление двигательной активности ресничек бронхиального эпителия отмечается уже через 10 мин от начала вентиляции. Через 3 часа аппаратной ИВЛ с высоким газотоком без использования увлажнителя с подогревом в эпителии дыхательных путей возникают существенные морфофункциональные изменения, которые ведут к нарушению эвакуации бронхиального секрета, обструкции бронхиол и микроателектазированию. Многочисленные клинические исследования показали, что при проведении анестезии с низким и минимальным газотоком температура и влажность вдыхаемой газовой смеси значительно выше, чем при использовании высоких потоков свежего газа. Данное обстоятельство связано со следующими основными причинами: 1) при снижении потока свежего газа увеличивается доля рециркулирующей влажной и теплой выдыхаемой газовой смеси; 2) процесс адсорбции СО2 сопровождается выделением тепла и воды. В зависимости от типа респиратора нижние границы оптимальной температуры (28 ° С) и влажности (17 мг Н2О/л) вдыхаемой газовой смеси могут быть достигнуты уже через 30-60 мин от момента снижения газотока. Таким образом, проведение анестезии с низким и минимальным газотоком позволяет поддерживать оптимальный и физиологичный режим температуры и влажности в дыхательном контуре, избежав при этом дополнительных способов кондиционирования газовой смеси (использование увлажнителей с подогревом). Улучшение микроклимата в дыхательном контуре способствует нормальному функционированию бронхиального эпителия во время ИВЛ, а также снижает потери влаги и тепла из дыхательных путей ребенка во время анестезии.
Снижение расхода медицинских газов и стоимости анестезии. Поток свежего газа при проведении анестезии со сниженным газотоком в 10-15 раз ниже, чем при работе с традиционным высокопоточным контуром, что позволяет существенно уменьшить расход кислорода и ингаляционных анестетиков (N2O, фторотана, энфлюрана), а также снизить стоимость анестезиологического пособия. Примером экономичности низкопоточной анестезии могут служить следующие данные. В Великобритании и Германии каждый год проводится примерно 8.5 млн. анестезиологических пособий, причем около 60% из них приходится на долю ингаляционных методов анестезии. Согласно статистике, рутинное использование метода низкопоточной анестезии (0.5-1 л/мин) позволяет сэкономить за один год 350´ 106 л кислорода (0.5 млн. US$), 1´ 109 л закиси азота (12.2 млн. US$), 33´ 103 л жидкого изофлюрана (31.8 млн. US$) и 46´ 103 л жидкого энфлюрана (20.9 млн. US$) только в этих двух странах. Согласно другим данным, прямые и косвенные финансовые потери, связанные со сбросом в атмосферу излишков газа из дыхательных контуров наркозных аппаратов во время анестезии по с высоким газотоком, в 1977 г в США составили более 80 млн. US$. Приведенные данные обосновывают высокую экономическую эффективность методов анестезии со сниженным газотоком.
Снижение загрязненности воздуха в операционной. Согласно принятым стандартам, предельная допустимая концентрация (ПДК) закиси азота на рабочем месте не должна превышать 25 ppm, а ПДК галогенсодержащих анестетиков - 2 ppm (ppm – parts per million, частей на 1 млн. частей воздуха). Очевидно, что более чем 10-кратное снижение газотока в контуре приводит к существенному уменьшению концентрации ингаляционных анестетиков в операционной. Так, при потоке N2O 2.5 л/мин ее концентрация на рабочем месте составляет в среднем 122 ppm, при потоке 0.5 л/мин - 29 ppm, а при потоке 0.2 л/мин - всего 15 ppm, т. е. при проведении анестезии с использованием низких потоков свежего газа концентрация закиси азота в операционной не превышает предельно допустимых величин.
Улучшение общей экологической обстановки. Каждый год концентрация закиси азота в тропосфере увеличивается на 0.25%, что является одной из причин глобального потепления климата на планете. Молекулы закиси азота чрезвычайно стабильны: средняя продолжительность их жизни составляет примерно 150 лет. Поднимаясь в верхние слои стратосферы, молекулы N2O распадаются с образованием окиси азота (NO), что способствует образованию т. н. “озоновых дыр”. Галогенсодержащие анестетики, такие как галотан, энфлюран и изофлюран, относятся к группе хлорфторуглеродов (CFCs), которые представляют особую опасность для озонового слоя планеты. При использовании методов анестезии со сниженным газотоком уменьшается выброс ингаляционных анестетиков из дыхательных контуров наркозных аппаратов, что способствует улучшению общей экологической обстановки.
Таким образом, методы анестезии с низким газотоком позволяют существенно улучшить микроклимат в дыхательном контуре при одновременном снижении расхода средств ингаляционного наркоза, стоимости анестезиологического пособия и уменьшении загрязненности воздуха в операционной. Они в полной мере соответствует современным гигиеническим, экологическим и экономическим стандартам, в связи с чем находят все более широкое применение в повседневной рутинной детской анестезиологической практике.
Противопоказания к снижению газотока в контуре
Противопоказаниями к использованию методов анестезии с низким газотоком у детей являются: 1) недостаточный мониторинг и/или неполадки следящей аппаратуры, 2) истощение адсорбента, 3) острый бронхоспазм, 4) злокачественная гипертермия, 5) недостаточная герметичность дыхательного контура (аппаратно-масочный наркоз, бронхоскопия, несоответствие размеров интубационной трубки и дыхательных путей ребенка, превышение лимитов допустимых утечек), 6) состояния, которые могут сопровождаться накоплением в контуре примесей посторонних газов, что наблюдается в следующих случаях: при отравлении газообразными веществами (угарным газом, хлорпикрином и т. п.), при декомпенсированном сахарном диабете и длительном голодании (возможное нарушение элиминации ацетона), при острой или хронической алкогольной интоксикации (возможное нарушение элиминации этанола), тяжелых формах гемолитической анемии и порфирии (возможное нарушение элиминации окиси углерода).
Современная концепция ингаляционной анестезии предполагает три варианта технологии ее проведения в зависимости от скорости подачи газово–наркотической смеси:
1) Высокопоточная анестезия (high-flow, HFA), когда скорость свежего газа составляет 3–6 л/мин и более по полуоткрытому контуру, что неизбежно ведет к большой потере анестетика.
2) Низкототочная анестезия (low-flow, LFA) – скорость свежего газа варьирует от 1 до 2 л/мин по полузакрытому контуру, что существенно снижает расход анестетика и стоимость анестезии.
3) Анестезия с минимальным потоком (minimal-flow, MFA) – скорость свежей газово–наркотической смеси составляет около 0,5 л/мин по практически закрытому контуру. Однако данная методика требует в обязательном порядке мониторинга анестезиологических газов, что далеко не всегда доступно в повседневной клинической практике.
Низкопоточная анестезия, так и анестезия с минимальным газотоком имеет ряд преимуществ в сравнении с высокопоточной анестезией.
В первую очередь это связано с повышением температуры и влажности в дыхательном контуре. Так в одном из исследований было показано, что «микроклимат» в дыхательном контуре во время анестезии считается «оптимальным», если абсолютная влажность выдыхаемой газовой смеси составляет более 17 мг Н2О/л, а температура варьирует в пределах 28-32оС При этом рядом авторов установлено, что при проведении LFA температура и влажность выдыхаемой газовой смеси намного выше, чем при работе по полуоткрытому контуру с высоким газотоком.
Вторым моментом является стоимость анестезии. Сравнение экономическую эффективность ингаляционной анестезии с высоким и низким газотоком, показало, что проведение LFA на основе энфлюрана и изофлюрана дает возможность сэкономить соответственно 36,7 тыс. и 63,6 тыс. долларов США на каждые 10000 анестезий.
И, наконец, третьим положительным фактором является уменьшение снижения загрязнения операционной.
Требования к аппаратуре, используемой для низкопоточной анестезии. Известно, что в зависимости особенностей конструкции наркозно-дыхательные аппараты разделяются на две большие группы: 1) аппараты с непрерывной подачей свежего газа; 2) аппараты с прерываемой подачей свежего газа. Литературные данные свидетельствуют, что для проведения низкопоточной анестезии целесообразно использовать наркозно-дыхательные аппараты с прерываемой подачей свежего газа, так как дыхательный объем, минутная вентиляция легких и давление в дыхательных путях, реализуемые при данной аппаратной искусственной вентиляцией легких, не зависят от потока свежего газа.
При проведении низкопоточной анестезии большое клиническое значение имеет проблема герметичности дыхательного контура. Утечки газовой смеси из дыхательной системы наркозно-дыхательного аппарата, а также из-под манжеты интубационной трубки (ларингеальной маски), могут привести к возникновению дефицита газа в дыхательном контуре. Кроме того, любая разгерметизация контура неизбежно приводит к поступлению в него атмосферного воздуха, содержащего азот, вследствие чего FiO2, FiN2O снижаются, а соотношение N2O/O2 нарушается .
Практически все модели наркозно-дыхательных аппаратов могут быть использованы для проведения LFA и MFA при условии, что они проходят регулярные проверки на герметичность системы, а выявленные утечки не превышают предельного значения, заявленного фирмой-производителем. Поэтому, в части моделей наркозно-дыхательных аппаратов тест на герметичность системы выполняется автоматически при включении в сеть, при этом на электронном табло отображается абсолютная величина утечки.
В то же время, при использовании минимальных потоков газа (≤0,5 л/мин) требования к герметичности наркозно-дыхательной аппаратуры еще более ужесточаются. Так согласно европейскому стандарту CEN, допустимая утечка из дыхательного контура с минимальным газотоком не должна превышать 100 мл/мин при пиковом давлении на вдохе, равном 30 см вод.ст. Требуемой защиты от утечек можно достичь путем периодической проверки деталей из резины и пластика на предмет наличия различных повреждений; регулярной очитки уплотнительных резиновых колец; тщательного соединения всех коннекторов; минимизации использования дополнительных адаптеров и переходников.
Известно, что современная концепция ингаляционной анестезии «предъявляет» и особые требования к испарителям, в которых за счет механизма термобарокомпенсации, должно обеспечиваться корректное дозирование при, как разнообразных температурных и барометрических режимах эксплуатации, так и при различных потоках свежего газа (0,25-15,0 л/мин). Также следует учитывать, что большинство современных испарителей относятся к испарителям с ограниченной пропускной способностью, которая не превышает три минимальных альвеолярных концентрации (3хМАК).
Низкопоточная ингаляционная анестезия невозможна без адсорбера углекислого газа – натриевой извести. Известь в адсорбере может признана исчерпавшей свой ресурс и должна заменяться на новую в случаях, когда парциальное давление углексилого газа на вдохе (PinCO2) ≥6 мм.рт.ст.
Требования к мониторингу и безопасность низкопоточной анестезии. В настоящее время принято считать, что мониторинг в минимальном объемево время MFA и LFAдолжен включать в себя измерение следующих показателей: 1) концентрации O2 на вдохе (FiO2), 2) парциального давления CO2 на выдохе (PetCO2) и 3) концентрации галогенсодержащих анестетиков на выдохе (Cexan). Если по каким-либо причинам мониторирование одного из перечисленных параметров не представляется возможным, то от MFA и LFA следует отказаться по соображениям безопасности пациента. Измерение PinCO2 является желательным, но не обязательным условием для проведения низкопоточной анестезии. Для обеспечения безопасности пациента должны проводится: пульсовая оксиметрия (SpO2), измерение артериального давления, ЭКГ во II стандартном отведении.
Известно, что процессе низкопоточной анестезии в дыхательном контуре могут накапливаться примести посторонних газов: азот, ацентон, этанол, водород, метан, окись углерода; а также продукты взаимодействия галогенсодержащих анестетиков с адсорбером.
Считается, что недостаточная предварительная денитрогенизация перед низкопоточной ингаляционной анестезией приводит к избыточному накоплению в системе свободного азота (N2). Накопление свободного азота в контуре с минимальным и низким газотоком отчасти связано с работой газоанализатора, который использует атмосферный воздух в качестве калибровочного газа; не герметичностью респиратора, а также утечкой из-под манжетки интубационной трубки (ларингеальной маски). Рост концентрации N2 в контуре влечет за собой неизбежное снижение процентных концентраций О2 и N2O на вдохе и выдохе, что определяет необходимость в частых коррекциях потоков этих газов по ротаметрам. Поэтому, если в процессе MFA и LFA происходит избыточное накопление азота в контуре, то систему «промывают» в течение 5 мин, используя высокие потоки свежего газа.
Ацетон является продуктом метаболизма свободных жирных кислот. По данным литературы, увеличение концентрации ацетона в сыворотке до уровня >5,0 мг/л замедляет процесс выхода из анестезии и повышает вероятность возникновения рвоты в послеоперационном периоде. В связи с этим, по соображениям безопасности пациента не рекомендуется использовать методы MFA и LFA у пациентов с повышенной концентрацией ацетона в сыворотке (декомпенсированный сахарный диабет, длительное голодание, эссенциальная ацетонемия и т. п.).
При интоксикации этанолом значительное его количество выводится через легкие, поэтому низкопоточная анестезия у пациентов в состоянии алкогольного опьянения может затруднить процесс элиминации этого вещества через легкие. Рекомендуется воздерживаться от MFA и LFA у пациентов с острой или хронической алкогольной интоксикацией.
Окись углерода (угарный газ, СО) является естественным продуктом распада гемоглобина, который выводится через легкие. Соединяясь с гемоглобином, он образует карбоксигемоглобин (СОHb). В нормальных условиях эндогенная окись углерода образуется в организме в небольших количествах (0,42±0.07 мл/ч). Физиологическая норма концентрации COHb составляет 0,5–1,5%, у заядлых курильщиков она может достигать 10%. Повышенные концентрации СОHb отмечаются у злостных курильщиков, больных с тяжелыми формами гемолитической анемии и порфирии. В связи с этим многие авторы не рекомендуют использовать методы MFA и LFA у данной категории пациентов, поскольку проведение анестезии по полузакрытому контуру может затруднить элиминацию СО из организма. Микропризнаки интоксикации окисью углерода могут быть выявлены в случаях, когда концентрация этого газа в дыхательном контуре нарастает со скоростью 600–900 ррm/час. Увеличение концентрации CO более чем на 1500 ppm/час представляет угрозу для жизни пациента. Однако проведении анестезии по закрытому контуру у взрослых рост концентрация СО на вдохе не превышает 200–300 ppm/час, т. е. не представляет угрозы для пациента.
Галогенсодержащие анестетики, содержащие в своем составе радикал –CHF2 (десфлюран, энфлюран, изофлюран), могут вступать в химическую реакцию с бариевой и, в меньшей степени, с натриевой известью с образованием СО, причем по ходу анестезии, по мере увеличения влажности адсорбента, скорость продукции СО снижается. СО способен образовываться лишь в незначительных количествах и только в абсолютно сухом адсорбенте, а этот феномен получил название «синдром понедельника», поскольку гранулы адсорбента за выходные успевают высохнуть. Поэтому рекомендуется избегать таких условий хранения и использования адсорбента, которые могут способствовать его высушиванию (воздействие прямых солнечных лучей, перекаливание и т. п.).
В целом, для обеспечения безопасности низкопоточной ингаляционной анестезии, целесообразно выделить следующие противопоказания для ее проведения: 1) отсутствие необходимого мониторинга и/или неполадки следящей аппаратуры, истощение адсорбента; 2) обоснована нецелесообразность снижения газотока в контуре (продолжительность ингаляционной анестезии менее 20-25 минут); 3) отсутствие возможности поддержание должной герметичности контура и/или дыхательных путей (проведении оперативных вмешательствах на трахее, бронхах и легких с нарушением целостности воздухоносных путей; превышении лимитов допустимых утечек из наркозно-дыхательного аппарата); 4) снижение газотока может сопровождаться накоплением в контуре примесей посторонних газов, которые элиминируются из организма через легкие: а) отравление газообразными веществами (угарным газом и т. д.), б) декомпенсированный сахарный диабет, длительное голодание (накопление ацетона), в) острая/хроническая алкогольная интоксикация (накопление этанола), г) тяжелые формы гемолитической анемии, порфирии, злостное табакокурение (накопление СО).
Поэтому, с учетом современных технических возможностей оборудования, имеющегося в распоряжении анестезиологов-реаниматологов большинства учреждений здравоохранения РФ, наиболее целесообразным, безопасным и экономичным является проведение ингаляционной анестезии по технологии low-flow.
При этом неизбежно возникает вопрос, какой ингаляционный анестетик использовать для проведения ингаляционной анестезии по технологии low-flow? В настоящее время, в результате почти 20-летнего клинического применения в разных странах мира, получены убедительные данные, доказывающие, что севофлюран (описан далее) является препаратом, наиболее приближенным по своим свойствам к идеальному анестетику.
Технология низкопоточной газовой анестезии
|
Технология низкопоточной газовой анестезии Н.Е.Буров, Кафедра анестезиологии и реаниматологии РМАПО (Зав.каф.И.В.Молчанов) Введение Более 30 лет в современной анестезиологии обсуждаются различные аспекты низкопоточной анестезии. Возрождение интереса к закрытым реверсивным системам стало возможным в связи с развитием новой технологии. Физиологичность, экономичность и экологичность низкопоточной анестезии являются основными факторами, которые притягивают интерес исследователей к этой проблеме. В последние годы на медицинском рынке появились новые наиболее перспективные парообразные анестетики нового поколения (изофлюран, этран, десфлюран, севофлюран) и новый газообразный анестетик ксенон-медицинский. Применение в этих условиях традиционной высокопоточной анестезии становиться экономически нецелесообразным и представляется в наши дни идеологическим анахронизмом . Однако широкое внедрение низкопоточной анестезии в нашей стране сдерживается отсутствием современной наркозно дыхательной аппаратуры. Оказалось, что в России нет ни одного наркозного аппарата отечественного производства, который бы обеспечил проведение анестезии по минимальному газотоку. Вместе с тем, в мире нет ни одного наркозного аппарата зарубежного производства, который бы обеспечил проведение анестезии с использованием ксенона. Как показали отчеты главных специалистов (2003-2004 год), в России ежегодно проводится более 3,5 млн анестезий. Из них комбинированная эндотрахеальная анестезия составляет около 1.200.000 анестезий. В большинстве своем практические анестезиологии в нашей стране продолжают применять высокопоточные варианты общей ингаляционной анестезии, экономически разорительные, экологически нецелесообразные и антифизиологические по своей сути. Основная масса анестезиологов по существу незнакома с основами низко-поточной анестезии, что и определило цель нашего сообщения. История вопроса Попытки использовать полностью закрытый контур во время наркоза предпринимались на первых технически несовершеных аппаратах, сконструированных еще D.Jackson (1915-1930) по циркуляционной системе и R.Waters (1924-1926) -.по маятникоовой системе. Однако, полностью оценить преимущества низкопоточной анестезии удалось лишь в конце 70-х годов ХХ века, когда появилась более совершенная наркозная техника и средства интраоперационного мониторинга за концентрацией газовых и парообразных анестетиков. (10-18). В отечественной анестезиологии основоположником газовой анестезии закисью азота по закрытому контуру у детей при операциях на сердце является Т.М.Дарбинян (5-7). Однако, более активное применение, низкопоточная анестезия получила в России лишь в последнее 10-летие ХХв в основном в клиниках НИИ, которые имели импортную наркозную аппаратуру. Минимально-поточная анестезия ксеноном (в масочном и эндотрахеальном вариантах) в ГКБ им С.П.Боткина начала применяться с 1992 (Н.Е.Буров, Д.А.Джабаров). (1-4). Ксенон высветил всею несостоятельность отечественной наркозной аппаратуры, которая была рассчитана на высокопоточную анестезию. Импортная наркозная аппаратура по своим характеристикам могла бы быть адаптирована к ксенону, но до 2003 года не было ни одного сертифицированного наркозного аппарата. Лишь в конце 2003 появился наркозный аппарата «Портек» немецкой фирмы «Stephan», к которому присоединили 3 комплектующих изделия от ксеноновой наркозной приставки (КНП-01 ООО Акела-Н) и в этом комплексе он был зарегистрирован в России, как первая модель наркозного аппарата, адаптированная к проведению ксеноновой анестезии по закрытому или условно закрытому контуру (1-4). С появлением нового поколения галогеносодержащих анестетиков (изофлюран, этран, сневофлюран, десфлюран) в России наметилась слабая тенденция к применению низкопоточной анестезии на наркозных аппаратах в основном импортного производства. Однако среди них еще нет ни одного сертифицированного наркозного аппарата под ксенон. В последние годы в России созданы и успешно проходят клинические испытания две модели стационарного наркозного аппарата «Фаза-23» (КБ Воронеж) и «Ксен»-(Орехово-Зуево), рассчитанные на проведение анестезии по закрытому контуру 4-мя жидкими и 2-мя газовыми анестетиками. С появлением серийного выпуска этих наркозных аппаратов будет ликвидировано техническое отставание в наркозной аппаратуре от стран Запада. Вместе с созданием наркозной техники в России будет ликвидировано практическое отставание и в идеологии низкопоточной анестезии. Разновидности дыхательного контура и величины газового потока
В соответствии с решением Международной Комиссии по стандартизации (ISO) различают следующее разновидности дыхательного контура: реверсивный и нереверсивный. В зависимости от функциональных особенностей дыхательный контур может быть разделен на открытый, полуоткрытый, полузакрытый и закрытый. В соответствии с отечественной разработкой, к реверсивному контуру относят: полностью закрытый, маятниковый и полузакрытый (условно закрытый) контур. К нереверсивному контуру относится открытый и полуоткрытый контур .Циркуляционная система является самая приемлемая для проведения низкопоточной анестезии как у взрослых, так и у детей. В зависимости от величины потока свежего газа эта система функционирует в 3-х разновидностях. Если поток свежего газа (О2, N20, Хе, паров жидкого анестетика) равен поглощению их в организме, то циркуляционная система работает по закрытому контуру. Если поток свежего газа превышает метаболическую потребность в О2 и степень поглощения других газовых анестетиков, то система работает по полузакрытому контуру. Если поток свежего газа превышает величину МВЛ более, чем в 1,5 раза, то циркуляционная система работает по полуоткрытому контуру и полностью исключает накопление СО2 даже без применения адсорбера. Классификация газовых потоков ( по В.Эрдману,1994). В зависимости от величины газового потока различают следующие разновидности: Высокопоточная анестезия ------------газоток > 6 л/мин Среднепоточная анестезия ----------------------- >3 л/мин Низкопоточная анестезия -------------------------- > 1 л/мин Минимальнопоточная анестезия ------------------< 1 л/мин Анестезия по закрытому контуру ---------------поток свежего газа равен его поглощению Существует также и другой вариант классификации, принятый ISO: Высокопоточная анестезия (High flow anaesthesia)--------------- -газоток > 4 л/мин Низкопоточная анестезия (Lоw flow anaesthesia) ------------------------------0,5-1,0 л/мин Минимальнопоточная анестезия (Мinimal flow anaesthesia)-----------------< 0,5 л/мин Анестезия по закрытому контуру (Closed system anaesthesia)-----поток равен поглощению газа и паров. Однако в этой классификации выпадает величина от 1,5 до 4.0 л/мин и не известно к какому потоку его отнести. В этом отношения классификация, приведенная В.Эрдманом на 1Х Европейском конгрессе (Иерусалим, 1994г) методически более последовательна Концепция МАК и фармакокинетика газов и паров анестетика. Концепция МАК (минимальная альвеолярная концентрация анестетика, при которой 50 % пациентов не реагируют на хирургическую манипуляцию) введена в 1965 г (Edger et al.,1965, Aldrete,1979). Практически МАК – это условно принятая величина для определения сравнительной силы анестетика. При 1,3 МАК достигается хирургическая стадия у 100% больных. Величина МАК зависит от многих причин в том числе и от возраста.У пожилых лиц в связи с инволюцией она снижается, у детей-повышается на 30%.Величина МАК у галотана= 0,75%, изофлюрана =1,25, этрана =1,7%, Севофлюрана =1,7%, десфлюрана= 2,4%, у N2O =105%, у Хе =50-62%. Ксенон практически в 2 раза сильнее закиси азота. Фармакокинетика О2. Применение низкопоточной анестезии неизбежно связано с изучением физических процессов потребления, насыщения и выделения газов. В отношении кислорода известно, что его потребление (VO2) зависит от многих причин (масса тела, температуры, уровня метаболизма, глубине анестезии и др.). Однако согласно S.Brody величина потребления О2 может быть рассчитана по формуле: VO 2 , мл/мин = 10 · m ¾ Где: m – масса тела в кг. Таким образом, при весе 80 кг VO2 = 267 мл/мин. Эту формулу М Kleiber представили в более упрошенном виде: VO 2 , мл/мин = m · 4. Расчет величины потребления О2 по этой формуле будет несколько выше, чем по формуле Brody. Действительно, при весе 80 кг , VO2 = 320 мл/мин . При проведении анестезии потребление О2 несколько снижается возможно за счет наведенной гипотермии. Но при ксеноновой анестезии потребление О2 падает за счет его анаболического действия. Фармакокинетика N2 O. Закись азота в организме не метаболизируется, а поглощается тканями в течение 15-20 мин с момента подачи в контур. После насыщения тканей ее поглощение падает, и остается на уровне пологой кривой. Поглощение N2O можно рассчитать по Severinghaus,у: V N 2 O , мл/мин = 1000 · t –½, Где: t – время от начала подачи N2O в мин. Это означает, что через 6 мин с момента насыщения организма пациента 80% N2O объем поглощения составит VN2 O = 2449 мл, через 10 мин VN2 O = 3162 мл. Фармакокинетика ксенона Если интерполировать эти данные к инертному газу ксенону, то через 6 минут с момента подачи ксенона объем его поглощения (VХе) будет равен также 2449 мл. Однако, приведенная выше формула не может быть отнесена полностью к ксенону. У Хе более низкий коэффициент растворимости и равен 0.12, у закиси азота он равен 0.47, поэтому процесс поглощения Хе будет в 3 раза меньше и предположительно через 6 мин составит Vxe = 816 мл. Что касается общей емкости организма пациента массой 80 кг., то для создания 70% концентрации Хе в водных секторах его должно растворится около 6700 мл. Поскольку организм человека состоит из разнородных тканей, имеющих разный коэффициент растворимости точный объем растворимого Хе рассчитать трудно. Если предположить, что у данного пациента 10 кг жира, то в нем может растворится до 1700 мл Хе дополнительно, что составит всего 8400 мл .. Можно предполагать, что для достижения 70% концентрации Хе для пациента массой 80 кг. необходимо около 8.400 мл Хе. после чего наступит динамическая стабилизация анестезиологического уровня. По существу этого объема достаточно , чтобы удерживать хирургическую стадию анестезии по закрытому контуру на период более 2-3х часов при условии герметичности контура и отсутствия открытой раневой поверхности. Создается уникальная ситуация, когда проникнувший в организм газовый анестетик может удерживаться в нем в стабильной наркотической концентрации и участвовать в неоднократной рециркуляции в закрытом дыхательном контуре Элиминация Хе происходит быстро. В течение 4-5 минут через легкие выделяется около 95% всего растворенного в организме Хе. Пробуждение больного наступает на 2-3 минуте после отключения анестетика. Однако фармакокинетика ксенона в условиях низкопоточной анестезии нуждается в дальнейшем изучении и уточнении с учетом характера органов и тканей с выраженной, средней и низкой перфузией, разной степенью тканевой растворимости для газа, скорости элиминации анестетика и продолжительности посленаркозного действия газового анестетика. Коррекция потоков Хе и N2 O Кривая поглощения газового (N2O, Хе) и парообразного анестетика представляет собой экспоненту, сначала быстро повышается по мере поглощения анестетика, затем поглощение падает и линия приобретает пологий вид. Период интенсивного поглощения анестетика зависит от его физико-химических свойств и составляет для закиси азота около 15-20 мин. Для Хе она в 3 раза быстрее. В этой связи существует правило: не следует снижать газоток N2O или Хе пока не закончится фаза насыщения. Выполнение этого правила необходимо, чтобы не создавать дефицит газа в системе дыхательного контура и не «позволять» респиратору осуществлять автоматический подсос атмосферного воздуха в дыхательный контур. Уменьшение подачи N2O осуществляется после окончания фазы насыщения и достижения устойчивого наркотического уровня (через 15-20мин). Снижение подачи Хе производят значительно быстрее (5-7 мин) по достижении устойчивого соотношения О2:Хе (30:70). При переходе на минимальный поток при анестезии Хе, также как и при анестезии закисью азота, необходимо повысить поток О2 на 10-15% по отношению к суммарному газотоку и недопускать снижение FiO2 ниже 30%. Методика низкопоточной газовой анестезии После обычной премедикации, интубации, проводится денитрогенизация 100%О2 в общем объеме 50-60 л. По данным М.Навратила концентрация альвеолярного азота при этом снижается до 0,5%. ( 8). По окончании денитрогенизации устанавливается газоток О2 из расчета 4 мл/кг веса пациента, а газоток газового анестетика (N20 , Xe) из расчета четырехкратного повышения по отношению к О2. (1:4). Через 15 мин уровень N2O достигнет 66-70% и наступит устойчивая наркотическая концентрация закиси азота. В случае проведения ксеноновой анестезии устойчивая наркотическая концентрация Хе достигается значительно быстрее ( через 5-6 мин). По мере накопления опыта можно переходить и на другой вариант фазы насыщения, что особенно целесообразно при работе с Хе. После денитрогенизации альвеолярного пространства и наркозного контура подача О2 полностью прекращается, дыхательный мешок опустошается до величины дыхательного объема 400-500 мл и открывается поток Хе в объеме 0,8-1,0 л/ мин. При этом О2 потребляется из дыхательного контура (его там около 5 л) , а концентрация Хе будет быстро нарастать. Через 5 мин концентрация Хе будет в пределах 59-60%,( Хе будет введено 4-5л) а кислорода в контуре уменьшится на 1.600 мл. Разница в объемах (2.400-3.400) вместится в 5 литровом резиновом мешке. Поток О2 устанавливают в объеме метаболической потребности., переходя практически на закрытый контур. В последующем по стабилизации наркотической концентрации поток Хе или N2O прекращают или поддерживают небольшой подпиткой. Весь этот процесс идет под контролем газоанализатора бинарных газов (ЗАО ИНСОВТ) По достижении устойчивой наркотической концентрации анестетика производится коррекция газового потока (N2O или Хе) до минимальных потоков под контролем FiO2, уровень которого должен быть не ниже 30%. Минимальный газоток сохраняется весь период анестезии. За 15-30 мин до конца операции Хе выключается, но в этот период проводится ИВЛ по закрытому контуру. По окончанию операции Хе вымывается из организма 100% О2 при газотоке 3-4 л/мин и выдыхаемый Хе направляется в специального блока адсорбции, где он утилизируется. Сознание пациента восстанавливается через 3 мин после отключения ксенона. Минимальнопоточная анестезия Хе с учетом рециклинга газа обеспечивает снижение стоимости наркоза в 45-75 раз по отношению к среднепоточной анестезии . Технические требования к аппаратуре В зависимости от особенностей конструкции различают 2 типа респираторов в составе аппаратов ингаляционного наркоза: - респираторы с непрерывной подачей свежего газа - респираторы с прерываемой подачей свежего газа Оказалось, что целый ряд лучших образцов импортной наркозной техники не обеспечивают проведение минимальнопоточной анестезии при снижении общего потока менее 500 мл/мин, поскольку в фазу экспирации при дефиците газонаркотической смеси, они подсасывают окружающий воздух в дыхательный контур и создают угрозу неадекватности газовой анестезии. Наиболее часто этим недостатком «страдают» все отечественные респираторы «семейства» РО, а также наркозные аппараты фирмы Drager с дыхательными системами Pulmomat, Spiromat, Barolog, Ventilog, Ventilog-2, ( модели AV1, Sulla 19, Sulla 800V, 808V, Romulus 800V) ,наркозные аппараты Modulus CD and Ohmeda 7800, Narkomed 4, Simens AS 711, Fabius и др. У всех перечисленных выше респираторов свежий газ поступает непрерывно в контур в фазу вдоха и величина ДО и МВЛ при аппаратной МВЛ зависят от потока газа. При уменьшение суммарного газотока неизбежно снижается ДО и МВЛ и автоматически мех респиратора засасывает окружающий воздух в контур, снижая при этом наркотическую концентрацию газа (N2O или Xe). В соответствии с требованиями Международной Комиссии по стандартам (ISO 5358) при эксплуатации респираторов подобного типа необходимо проводить своевременную корректировку общего потока газов. При этом анестезия ксеноном становится экономически более затратной из-за большего расхода газа.. В этих условиях предпочтительней остановить выбор на тех наркозных аппаратах, в которых свежий газ поступает в дыхательный контур в экспираторную фазу дыхательного цикла. К респираторам с прерывистой подачей свежего газа относятся такие, как: SA2/RA2, Cato, Cicero, Julian, Sula, с респираторами Ventilog 3 (Drager), Megamed 700,707, Mivolan (Megamed),Siemens-Elema, EAS 9010, 9020 (Gambro-Engstrem), Dogma, PhysioFlex. Достоинство этих аппаратов состоит в том, что свежий поток газа поступает в дыхательный мешок (резервуар) и смешивается там с выдыхаемым газом. Мех забирает этот смешанную газонаркотическую смесь и в фазу вдоха наполняет легкие больного. В этих условиях ДО и МВЛ не зависят от потока свежего газа и корректировка их производится при постоянном визуальном контроле за степенью наполнения мешка (резервуара). При этом подсос окружающего воздуха практически исключается и проведение ксеноновой анестезии возможно при минимальном потоке, что экономически более предпочтительно. Герметичность дыхательного контура. При проведении ксеноновой анестезии возрастают требования к герметичности дыхательного контура. Все стандарты утечки, допускающие утечку в объеме 150-200 мл/мин для условий анестезии Хе не допустимы. В некоторых наркозных аппаратах зарубежного производства существует устройство для автоматического тестирования наличия герметичности (Julian –Dreger, EAS 9010, EAS 9020, Фабиус). Утечка в некоторых моделях не превышает 40-50 мл/мин при давлении 20-30 см Н2О. В обычных наркозных аппаратах защита от утечек достигается тщательной проверкой целостности деталей из резины, соединений узлов, работы клапанов разгерметизации, адсорбера, надувных манжет интубационных трубок. Для ксенона имеет значение качество резины в связи с его высокой проницаемостью, нецелесообразно применять латексные изделия. Более предпочтительны наркозные аппараты с компактными дыхательными контурами, спрятанными в металлическом корпусе или блоке (Cato, Cicero, Julian, SA2/ RA, EAS 9010, EAS 9020, Elsa, Megamed 700, 707, Modulus и др.), однако приспособить к ним ксеноновую наркозную приставку практически невозможно. Целесообразно также использовать такие модели газоанализаторов по О2, которые не допускают безвозвратных утечек газов из контура. Адсорберы СО2 и Хе Наличие эффективного адсорбера для СО2 является одним из обязательных условий проведения низкопоточной анестезии. Высокие требования должны предъявляться к качеству адсорбента. Предпочтительней использовать импортные адсорбенты с натриево-бариевой известью с цветовым индикатором. Основными признаками ее истощения являются охлаждение канистры (нет реакции с освобождением тепла) и повышение СО2 на выдохе. Необходимо помнить, что натриево-бариевая известь не должна использоваться в комбинации с трихлорэтиленом, хлороформом (выделяются ОВ) и с севофлюраном. При работе с ксеноном по экономическим и экологическим мотивам целесообразно иметь адсорбер для утилизации выдыхаемого газа за пределами клапана разгерметизации. Ксенон при этом не удаляется в атмосферу, а проходит через специальный блок адсорбции и задерживается в нем с помощью цеолитов. Адсорбер вместе с утилизированным ксеноном после наполнения адсорбционной емкости (300 л Хе) снимается и отправляется на заводскую базу производства ксенона (ООО Акела-Н), где обеспечивается десорбция и очистка ксенона для повторного использования. Утилизация использованного ксенона и применение минимального потока газа составляют основу технологии ксено-сберегающей анестезии, созданную у нас в стране и названный «русским методом рециклинга ксенона». Мониторинг В соответствии с международным стандартом безопасности (ISO) во время проведения низкопоточной анестезии должен быть обеспечен динамический мониторинг за концентрацией газов (FiO2), FexCO2, FiХе и концентрацией паров анестетика в дыхательном контуре. Кроме того, наркозный аппарат должен быть оснащен блоком тревожной сигнализации, который срабатывает при отклонении от заданных параметров. Вместе с тем во время низкопоточной анестезии можно установить величину потребления О2 (VO2) и судить об уровне основного обмена (ОО) по разнице показателей датчиков по кислороду, установленных на канале вдоха и выдоха. По этому же принципу может быть вычислен дыхательный коэффициент по соотношению VO2/FexCO2 .и рассчитана минутная продукция СО2. При низкопоточной газовой анестезии (N2O, Xe) концентрация газов контролируется с помощью специальных газоанализаторов бинарных смесей, производства ЗАО–ИНСОВТ (Санкт-Петербург). Газоанализатор (ГКМ-03-ИНСОВТ) обеспечивает непрерывное измерение объемной доли О2 и Хе (в %) во время анестезии, снабжен сигналом тревоги при отклонении от заданных параметров концентрации О2. Кроме того, он обеспечивает объективный контроль за «проскоковой» концентрацией Хе на выходе из блока адсорбции в случаях переполнения адсорбционной емкости и необходимости его замены. Накопление в контуре посторонних газов В процессе низкопоточной анестезии в дыхательном контуре могут накапливаться примеси посторонних газов таких как азот, СО2, СО, ацетон, этанол, метан, и др.(16). Азот. Азот чаще других является посторонним газом в закрытом контуре. В организме человека содержится примерно 2,7 л чистого азота. Около 0,7 л азот остается в плохо перфузируемых тканях (полости суставов, костей, костных пазух). При работе с высокими потоками газов (О2, N2O) азот вытесняется из дыхательного контура кислородом, вымывается из организма и не накапливается. При низкопоточных вариантах анестезии даже после проведения тщательной денитрогенизации , возникает возможность выхода азота из слабо перфузируемых тканей в дыхательный контур с потенциальной возможностью снижения заданной концентрацией газового анестетика. При этом суммарное содержание бинарных газов (О2:N2O) или (O2:Xe) в показателях газоанализатора будет показывать наличие посторонних газов, как разницу при вычитании от величины 100%. Имеется ряд причин для накопления азота в дыхательном контуре. Главная из них - недостаточно эффективно проведенная денитрогенизация. В литературе имеются рекомендации о проведении денитрогенизации высоким потоком О2 (8-10 л/мин) по полуоткрытому контуру в течение 15 мин. Однако, если она проводится с помощью лицевой маски, то дать гарантию на полное вымывание азота из альвеолярного пространства нельзя. Причина здесь одна – нет герметизации. Если денитрогенизация проводится через эндотрахеальную трубку при ИВЛ через клапан Рубена (полуоткрытый контур), то после 5-6 минутной вентиляции легких 100%О2 в объеме, равным 50-60 л О2, концентрация азота в альвеолярном пространстве снижается до 0,5%. (М.Навратил,1967). При этом нет необходимости в проведении столь длительной 15 минутной денитрогенизации, поскольку в классической работе чешских физиологов четко доказано, что снижение альвеолярного азота до 0,5% достигается «промыванием» легкого объемом 50-60 литров, Постепенное медленное вымывание азота из плохо перфузируемых тканей несомненно будет в процессе низкопоточной анестезии после проведения обоих вариантов денитрогенизации, но пациент будет избавлен от длительной 15 минутной и мало эффективной (в смысле вымывания азота из тканей) вентиляции. Главное при денитрогенизации качественно вымыть 2 л азота из альвеолярного пространства – основного резервуара азота. Вторая причина - негерметичность дыхательного контура в местах соединений трубки, шлангов , нарушение целостности резиновых изделий. Третья причина - подсасывание атмосферного воздуха в мех респиратора в фазу экспирации при снижении газового потока ниже 500 мл/мин. Четвертая причина - состоит в исходной чистоте медицинского кислорода. Если применяют кислород из концентраторов, то концентрация О2 в них не более 95%. Пятая причина - лежит в газоанализаторе, если его работа основана на подсасывании атмосферного воздуха в качестве калибровочного газа. СО2 Накопление СО2 связано с плохим качеством адсорбера и его следует заменить. О низком качестве адсорбера свидетельствует клиника гиперкапнии (цвет кожных покровов, инъекция склер, повышенная влажность кожи, напряженный пульс, повышенное АД, повышенная Fex CO2 ). Ацетон. Ацетон является продуктом метаболизма свободных жирных кислот. У больных диабетом он бывает исходно повышен. В процессе низкопоточной анестезии к концу 4 часа (S.Morita,) ацетон может повысится с 1,3 до 5,9 ррм. При увеличении концентрации ацетона в сыворотке крови до 50 мг/л отмечается замедленный выход из наркоза, тошнота, рвота. В этой связи низкопоточная анестезия не рекомендуется у лиц, страдающих декомпенсированным сахарным диабетом, кахексией, гиперметаболизмом. Окись углерода (СО) Является естественным продуктом распада гемоглобина, который выделяется через легкие. В норме образуется 0,42 мл/час, физиологическая норма концентрации карбоксигемоглобина составляет 0,5-1,5%, у курильшиков она составляет до 10%. Повышение концентрации карбоксигемоглобина у злостных курильщиков, у больных с тяжелыми формами гемолитической анемии, порфирии является относительным противопоказанием к низкопоточной анестезии. Этанол. Этанол при низкопоточной анестезии накапливается в контуре в значительном количестве у лиц, находящихся в алкогольном опьянении, при отравлениях сурогатами алкоголя, алкогольной интоксикации. В этой связи низкопоточная анестезия у этой категории больных не показана. Севофлюран При использовании севофлюрана в низкопоточной анестезии появляется угроза накопления продуктов деградации при взаимодействии его с щелочным натриевым-бариевым адсорбентом. Образуется метанол, диметоксиметан и соединение «А», включающие фтористые соединения с углеродом, которые обладают нефротоксичным действием. Практически лучше не использовать севофлюран по методике низкопоточной анестезии с щелочным натриевым-бариевым адсорбером. Преимущества низкопоточной анестезии Преимущества низкопоточной анестезии cостоят в триаде признаков: физиологичности, экономичности, экологичности. Физиологичность. Проявляется в сохранении температуры и влажности в дыхательном контуре, близкой к физиологическим условиям для нормального функционирования мукоцилиарного эпителия. Согласно исследованиям P.Kleemann к концу 2 часа температура в зависимости от газового потока может повысится до 29-32*С, а влажность 32-45 мг/Н2О/л, что обеспечивает более физиологичные условия и предупреждает развитие наведенной искусственной гипотермии у взрослых и особенно у детей в условиях прохладной атмосферы в операционной. В то же время применение анестезии с высоким потоком ведет к снижению температуры в ВДП, снижению относительной влажности, повышенной потери тепла и влаги, нарушению моторной функции мерцательного эпителия, нарушению реологии мокроты и аттелектазированию. При этом возрастает число послеоперационных пневмоний, особенно у детей. Экономичность. Примером экономичности низкопоточной анестезии может служить исследования, проведенные P. Feiss,ом (1984). Несмотря на увеличение количества анестезий годовой расход N2O в одной из бельгийских клиник снизился на 40%, а дорогого анестетика изофлюрана на 90%. По сравнению с высокопоточной анестезией проведение низкопоточной анестезии с использованием галотана, энфлюрана, изофлюрана дает возможность сэкономить соответственно 6,9 тыс долл., 36,7 тыс и 63,6 тыс долл. соответственно на каждые 10000 анестезий. При использовании Хе:О2 (0,7:0,3) при среднепоточной анестезии в объеме 3 л/мин за 2 часа анестезии будет израсходовано 200-240 л ( 1000-1200 дол). При минимальнопоточной анестезии Хе будет израсходовано 18-20 л Хе ( 90-100 долл). При использовании блока адсорбции с возвратной эффективностью анестезии 80% расход Хе уменьшится в 5-6 раз и стоимость 2- час анестезии снизится до 18-20 долл. Однако, методика минимально-поточной анестезии с рециклингом Хе с эффективностью в 80% может снижать стоимость анестезии Хе в 45-75 раз по сравнению с средне-поточной анестезией. В этой связи технология ксенон-сберегающей анестезии открывает наиболее перспективную альтернативу выбора газовой анестезии. При этом, существует аксиома чем дороже анестетик, тем больше показаний к применению его в варианте низкопоточной анестезии. Экологичность Вопрос о снижении загрязнения внешней среды является глобальной экологической проблемой. Этой проблеме посвящены заседания международных комитетов в Лондоне, Гааге, Монреале, Киото (1997). На долю производства азотистых соединений падает 15% всех мировых промышленных загрязнений . В странах Европы ежегодно используют более 20 млард. л. N2O и более 1,6 биллиона литров паров галогеносодержащих анестетиков .Молекулы N2O долго живущие. Под влиянием ультрафиолета образуется радикал NO, а из галогеносодержащих анестетиков- радикал углерода, фтора, которые связывают кислород из атмосферы земли, изменяют тепловой климат планеты По данным Института гигиены США (NIOSH) , ПДК закиси азота и галогеносодержащих анестетиков в операционной не должна превышать .13,7 мг/м3 (25 ррм) и 16 мг/м3 (2ррм) соответственно. В Германии приняты другие стандарты: (100 ррм и 5 ррм соответственно). При работе с закисью азота при потоке 2,5 л/мин ее концентрация на рабочем месте составляет в среднем 122 рмм, а при потоке =0,5 л/мин –всего 29 ррм. Из представленных примеров видно, что высокопоточная анестезия определенно доказывает наличие профессиональной вредности у анестезиологов. При работе с ксеноном необходимо помнить, что предельно допустимая концентрация (ПДК) вблизи рабочего места согласно ГОСТ 12.1.005-76 составляет 300 мг/м3 при 0*С или 0.005%. При повышении концентрации Хе в окружающем воздухе газ, который тяжелее воздуха в 4,5 раза, опускается вниз к поверхности пола. При вдыхании Хе могут возникнуть случаи сонливости, дискоординации, неадекватности поведения у медицинского персонала. В этой связи, предпочтение следует отдавать минимально поточной анестезии с утилизацией выдыхаемого (использованного) ксенона при помощи блока адсорбции. Противопоказания к низкопоточной анестезии Противопоказания можно суммировать следующим образом: - кратковременные операции длительностью не более 15-20 мин - варианты масочной анестезии с использованием лицевой маски - анестезия в условиях негерметичного контура: анестезия при бронхоскопии, в стоматологии, операции на легких, резекция бронхов, трахеи, - операции в условиях пневматоракса, когда необходимы высокие концентрации О2. - операции в условиях декомпенсированного сахарного диабета, кетоацидоза, алкогольной интоксикацией, сепсиса, злокачественной гипертермии Заключение Общая анестезия с низкими потоками газов и с применением закрытого контура является наиболее перспективным направлением в анестезиологии, новой идеологией и технологией, основанной на современных достижениях науки и техники. Технически она не сложнее высокопоточной анестезии, но обладает рядом существенных преимуществ: физиологичностью, экономичностью и экологичностью. Переход на технологию минимально-поточной анестезии в клинике уже дал ощутимый импульс к развитию отечественного производства более совершенных образцов наркозно-дыхательной аппаратуры, функционирующих на основе электроники, современного мониторинга, обеспечивающих проведение безопасной анестезии . Современное поколение молодых анестезиологов успешно осваивают основы низкопоточной анестезии и при наличии соответствующего технологического оснащения, она найдет широкое применение в России |