1 – Педиатрическое отделение, подразделение детской реанимации и интенсивной терапии, Детская больница штата Пенсильвания, Херши, Пенсильвания, США.
2 – Центр здравоохранения штата Пенсильвания, отделение респираторной поддержки и пульмональной диагностики, Детская больница штата Пенсильвания, Херши, Пенсильвания, США.
Начало экстракорпоральной поддержки жизнедеятельности часто сопровождается развитием картины «помутнения» легочной паренхимы и уменьшения ее объема на рентгенограмме грудной клетки. Оптимальные настройки аппарата искусственной вентиляции легких и стратегия рекрутирования легких у педиатрических пациентов, нуждающихся в экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО), на данный момент не известны. Мы представляем описание клинического случая младенца в возрасте 4 недель, у которого развилась тяжелая коклюшная инфекция, требующая ЭКМО. Тяжесть заболевания и ассоциированная с коклюшной инфекцией внутрипросветная обструкция бронхиол затрудняли медицинское лечение. В дополнение к защитным стратегиям ИВЛ и бронхоскопии для рекрутирования легких была начата интрапульмональная перкуссионная вентиляция. После предпринятых действий было замечено быстрое нарастающее улучшение комплаенса легких; в итоге стало возможным отлучение от веноартериальной ЭКМО.
Ключевые слова: острый респираторный дистресс-синдром, экстракорпоральная мембранная оксигенация, педиатрия, коклюшная палочка, судорожный кашель.
Актуальность исследования
После начала экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО) и стабилизации гемодинамики часто происходят изменения растяжимости легких, которые обычно сопровождаются затемнением на рентгенограмме грудной клетки, «матовостью» легочной паренхимы и уменьшением ее объема. Предположительно, эти изменения появляются вследствие резкого снижения давления в дыхательных путях и провоспалительного ответа из-за воздействия инородных компонентов искусственного контура кровообращения на кровь.
«Тень» в легких представляет собой дополнительную проблему для врача, лечащего пациента с тяжелым заболеванием легких, требующим ЭКМО. Тщательная настройка аппарата ИВЛ и рекрутирование легких в дополнение к обычной интенсивной терапии имеют решающее значение. Особое внимание необходимо уделять настройкам аппарата ИВЛ, чтобы избежать дополнительного повреждения легких, тогда со временем можно ожидать постепенного улучшения аэрации легких.
Однако, постепенность может сыграть против пациента, поскольку продолжительность времени, проведенного на ЭКМО, связана с выживаемостью. Врач и команда интенсивной терапии должны в конечном итоге решить, когда и как облегчить рекрутирование легких для улучшения естественной легочной функции после начала выздоровления. Что неясно, какой способ рекрутирования легких выбрать, чтобы не нанести им больший вред. В руководствах Организации экстракорпорального жизнеобеспечения рекомендуется проводить рекрутирование легких после разрешения начальной стадии воспаления с помощью «вздохов», ограниченных 25–30 см вод. ст. в течение 1–2 минут, но данных о безопасности и эффективности такого метода для пациентов на ЭКМО нет. Kamat и соавторы использовали гибкий бронхоскоп у педиатрических пациентов на ЭКМО для обеспечения санации легких, разрешения ателектазов и рекрутирования легких; они сообщают о наступлении рентгенологического улучшения через 4,5 дня (медианное значение). Однако проведение гибкой бронхоскопии у пациентов на ЭКМО требует присутствия клинического эксперта, тщательного планирования и координации, чтобы избежать осложнений, что потенциально сводит к минимуму возможность агрессивного использования этой техники. Недавно Michaels и соавторы разработали протокол с использованием высокочастотной перкуссионной вентиляции для эффективного рекрутирования альвеол и улучшения естественной функции легких у взрослых, находившихся на ЭКМО, демонстрируя меньшую продолжительность поддержки ЭКМО по сравнению с современными когортами. В педиатрической популяции Yehya и соавторы продемонстрировали увеличение количества дней без ЭКМО у детей, получавших комбинацию высокочастотной перкуссионной вентиляции и бронхоскопической терапии для очистки и рекрутирования дыхательных путей. Однако высокочастотная перкуссионная вентиляция доступна не во всех учреждениях и требует специальной подготовки и навыков работы.
В данной работе мы хотим описать уникальный случай использования интрапульмональной перкуссионной вентиляции у пациента с тяжелым коклюшем, требующим веноартериальной ЭКМО.
Введение.
Пациент – 4-недельный недоношенный младенец латиноамериканского происхождения, весом 3,9 кг, появившийся на свет на 35-й неделе гестационного возраста, поступивший в Детскую больницу штата Пенсильвания переводом из другого учреждения, анамнез заболевания: 2 дня назад начались кашель, ринит, эпизоды остановки дыхания.
Первоначально младенца поместили в педиатрическое отделение промежуточной медицинской помощи, где после исключения сепсиса ему поставили диагноз предположительно вирусного заболевания. Во время госпитализации пациенту назначили антибиотики широкого спектра действия, эпизоды апноэ повторялись. В конечном итоге про причине дыхательной недостаточности пациента перевели в детское отделение интенсивной терапии, и была начата искусственная вентиляция легких. Основные события, произошедшие во время курса лечения этого пациента, мы зафиксировали в Таблице 1. Пациент находился на аппарате ИВЛ Servo-i (Maquet, Германия) первоначально в режиме контроля по объему с регулированием давления со следующими настройками: дыхательный объем – 55 мл; ПДКВ – 5 см H2O; поддержка давлением – 10 см H2O; частота дыхания – 26 вдохов/мин; фракция вдыхаемого кислорода – 0,3. Пиковое давление вдоха (ПДВ) составляло 27–29 см H2O. Первоначальные диагностические исследования включали рентгенограмму грудной клетки, которая выявила помутнение по принципу матового стекла в верхней доле правого легкого и очаговые помутнения в верхней доле левого легкого и средней доле правого легкого (Рис. 1). Анализ крови выявил содержание лейкоцитов 64,0 × 109/л, из них лимфоцитов – 60%.
Анализ назофарингеального эпителия методом ПЦР показал положительный результат на коклюшную палочку (Bordetella pertussis).
После трех относительно стабильных дней на ВВ ЭКМО с защитной вентиляцией легких (ПДКВ – 12 см H2O, пиковое давление вдоха – 15 см H2O, частота дыхания – 12 вдохов/мин, время вдоха – 1,4 с) и стратегиями ограничения приема жидкости у пациента развилась гипотензия, плохая перфузия и наблюдалось повышение центрального венозного давления выше 20 мм рт. ст., что свидетельствует о пульмональном гипертоническом кризе. Затем пациента перевели на вено-артериальную (ВА) ЭКМО.
Сразу после помещения на ЭКМО у пациента возникла «тень» в легких, его дыхательный объем снизился всего до 1 мл (0,3 мл/кг). Чтобы восстановить проходимость дыхательных путей, на 10-й день ЭКМО была применена гибкая бронхоскопия, которую проводили несколько раз. Рекрутирование легких поддерживалось вентиляцией со сбросом давления. На 16-й день ЭКМО у пациента образовался правосторонний плевральный выпот, который был успешно дренирован при помощи торакостомической трубки; впоследствии рекрутирование легких улучшилось на 18-й день ЭКМО.
Затем на 19-й день ЭКМО у пациента развился синдром утечки воздуха, включавший в себя пневмомедиастинум, пневмоперитонеум и подкожную эмфизему, потребовавшую установки перитонеального дренажа.
Пациенту был предоставлен полный покой легких посредством установки постоянного положительного давления в дыхательных путях = 5 см H2O. После того, как утечка воздуха у пациента разрешилась, мы столкнулись с трудностями при повторном рекрутировании легких. Несмотря на повторные бронхоскопии (пять раз в разные дни) и различные настройки ПДКВ, при вентиляции с контролем по давлению 20 см создавалось только 2 мл/кг дыхательного объема; ПДКВ составлял 8 см H2O.
Пациенту были назначены высокие дозы (4 мг/кг) метилпреднизолона на случай вероятного позднего острого респираторного дистресс-синдрома.
На 31-й день ЭКМО был проведен бронхоальвеолярный лаваж, анализ субстрата показал отсутствие признаков какой-либо супербактериальной инфекции и разрешение ранее отмеченного (на 10-й и 13-й дни ЭКМО) роста дрожжевых грибков.
Мы предположили, что многократные бронхоскопии и попытки рекрутирования дыхательных путей оказались неэффективными вследствие закупорки малых дыхательных путей из-за длительного присутствия мокроты и продуктов клеточного распада. Поэтому на 31-й день ЭКМО мы начали интрапульмональную перкуссионную вентиляцию легких (ИПВ) с целью мобилизации содержимого дыхательных путей. В нашем отделении мы используем аппарат интрапульмональной перкуссионной вентиляции IPV-1C производства Percussionaire® Corporation. Перед началом терапии мы убедились в том, что пациент седирован и обездвижен, это позволяет избежать активного выдоха во время процедуры. Обычно процедура длилась от 15 до 20 минут, на усмотрение специалиста по респираторной терапии. Стартовая настройка рабочего давления составила 35 psi, во время терапии специалист следил за колебаниями грудной клетки. Поскольку во время процедуры пациент был отключен от аппарата ИВЛ, интервал перкуссии был ограничен 15–30 с, после чего выполнялась вентиляция легких через аппарат IPV в ручном режиме при тщательном мониторинге жизненно важных функций. Небольшие болюсы бикарбоната натрия и N-ацетилцистеина (чередующиеся каждые 4 часа) вводились в эндотрахеальную трубку с интервалом в несколько минут, при этом в небулайзер аппарата IPV был добавлен физраствор, а настройки частоты варьировались между «Easy» и «Hard» (положения ручки, которые соответствуют более высокой и низкой частоте перкуссий). Первые процедуры показали себя продуктивными, произошел выход умеренного количества густых кремообразных выделений, было отмечено увеличение легочных объемов. За каждой процедурой следовали длительные вдохи (по типу вздоха) в ручном режиме с увеличенной продолжительностью вдоха и пошаговым увеличением ПДКВ на аппарате ИВЛ до максимума 14 см вод. ст., с целью улучшить и поддерживать рекрутирование легких (см. Рисунки 1 и 2). В начале IPV-терапии легкие пациента на рентгенограмме грудной клетки были затемнены, а комплаенс легких был низким, объем выдыхаемого воздуха составлял 0,5 мл/кг (Рис. 2 и 3).
После начала терапии дыхательный объем и комплаенс легких постепенно улучшались, так что на 5-й день выдыхаемый объем составил 7 мл/кг, а рентгенограммы грудной клетки показали значительно меньше инфильтративных процессов (Рис. 4 и 5). В течение 10 дней пациент был переведен с ВА ЭКМО на конвенциональную ИВЛ. С момента начала интрапульмональной перкуссионной вентиляции бронхоскопия больше не требовалась.
К сожалению, хотя в течение 44-дневного курса ЭКМО состояние легких пациента улучшилось, и он дожил до выписки из больницы, нахождение на ЭКМО осложнилось синдромом полиорганной недостаточности, вследствие фунгемии и сепсиса, и у него развилось обширное гипоксически-ишемическое поражение базальных ганглиев и таламуса.
Обсуждение результатов.
У нашего пациента развилась тяжелая коклюшная инфекция, которая ассоциируется с внутрипросветной обструкцией бронхиол, вероятно, вследствие высокой вязкости мокроты. Рекрутирование легких могло бы быть ограничено из-за невозможности мобилизовать и удалить слизистые выделения, поэтому первоначально бронхоскопия позволила успешно рекрутировать легкие пациента. Однако бронхоскопия имеет свои ограничения: для ее проведения необходим опытный оператор, а также она имеет доступ только к дыхательным путям второго-третьего поколения. Для облегчения очистки дыхательных путей потребовался дополнительный метод рекрутирования, поскольку наши стандарты лечения были неэффективными. Мы решили использовать интрапульмональную перкуссионную вентиляцию — метод очистки дыхательных путей, такую процедуру могут периодически выполнять наши респираторные терапевты. Интрапульмональная перкуссионная вентиляция использует устройство Вентури пружинного типа (Фазитрон), работающее от источника сжатого газа. Скользящее устройство Вентури с высокой частотой генерирует малые по объему «всплески» положительного давления. Используя асимметричную структуру потока (когда поток выдоха больше, чем поток вдоха) и увеличивая диаметр дыхательных путей, это устройство продвигает эндобронхиальный секрет от периферии дыхательных путей к центру и рекрутирует закупоренные бронхи и альвеолы. В настоящее время это устройство используется при различных патологических процессах, включая хроническую обструктивную болезнь легких, муковисцидоз у детей; для разрешения ателектаз у пациентов с нейромышечными заболеваниями, ожирением, трахеостомированных пациентов и др. Кроме того, метод также используют в острых случаях для лечения тяжелой пневмонии, требующей очистки дыхательных путей от мокроты и рекрутирования легких, в сочетании с традиционной ИВЛ. Так как метод применяется при других патологиях, и способен хорошо мобилизовать мокроту, мы решили, что устройство ИПВ будет полезно при лечении нашего пациента.
После применения этого устройства в течение следующих 7 дней оксигенация пациента и комплаенс легких начали улучшаться. ИПВ-терапия позволила удалить мокроту, и с помощью плавной титрации ПДКВ удалось рекрутировать легкие. На сегодняшний день нет данных об использовании ИПВ-терапии таким образом у пациентов, нуждающихся в ЭКМО. Таким образом, это может стать инновационным способом очистки дыхательных путей от мокроты и рекрутирования восстанавливающихся альвеол.
Однако для пациента, находящегося на ЭКМО, использование этого устройства не лишено рисков. Во время процедур отмечались выделения с небольшими примесями крови, которые исчезали после отмены N-ацетилцистеина. Также отмечались кровотечения в области канюли, которые исчезали после прекращения процедур на 24 часа. Наконец, у пациента также развился небольшой пневмоторакс левого легкого, который разрешился спонтанно в течение 48 часов после прекращения процедур.
Заключение.
В заключение хотим сказать, что при заболеваниях легких, связанных с внутрипросветной закупоркой бронхиол мокротой, этот вид терапии следует рассмотреть в дополнение к известным стратегиям защиты легких и бронхоскопии. Использование интрапульмональной перкуссионной вентиляции характеризовалось выраженным рекрутированием легких за короткий промежуток времени и может стать альтернативной агрессивному очищению дыхательных путей методом бронхоскопии.
Заявление о соблюдении этических принципов
Данное описание клинического случая было рассмотрено нашим институциональным наблюдательным советом (Управление по соблюдению прав пациентов, штат Пенсильвания) и установил, что проведенное исследование (идентификатор исследования: STUDY0006593) не соответствует определению исследования с участием человека, как оно определено в 45 CFR 46.102(d) и /или (е). Устное информированное согласие было получено от матери пациента на публикацию этого описания клинического случая, но, несмотря на многочисленные попытки, письменное информированное согласие получить не удалось. Копия подтверждения устного согласия для ознакомления находится в распоряжении главного редактора.
Вклад авторов
Составление рукописи выполнили Conrad Krawiec и Ken Ballinger. Критическая доработка рукописи на предмет важного интеллектуального содержания была проведена E. Scott Halstead.