О вентиляции легких в условиях ВВ ЭКМО при ОРДС

 

  • Вентилятор-индуцированное повреждение легких (VILI) вносит большой вклад в летальность при ОРДС;
  • ЭКМО замещает газообменную функцию легких, что позволяет уменьшить механические факторы VILI;
  • До рассмотрения ЭКМО должны быть использованы и оптимизированы традиционные меры при ОРДС;
  • Настройки вентиляции из исследования EOLIA приемлемы в качестве стартовых во время ЭКМО, но дальнейшая редукция параметров кажется логичной;
  • Чрезмерная работа дыхания нежелательна независимо от того, на ЭКМО пациент или нет;
  • Необходимо больше данных для определения параметров вентиляции, которые взаимосвязаны с краткосрочными и долгосрочными исходами 

О вентиляторном повреждении

Цель искусственной вентиляции при ОРДС – адекватный газообмен при минимальной травматизации легких. Вентилятор-индуцированное повреждение (VILI), негативно влияющее на исходы, обусловлено баротравмой, волюмотравмой, ателектотравмой, миотравмой и биотравмой. Кроме этого, легким вредят усиленные попытки спонтанного дыхания и асинхронии, сопровождающиеся ростом транспульмонального давления. 

На развитие VILI влияют дыхательный объем, давление плато, driving pressure, ПДКВ, частота дыхания. Эти переменные используются при расчете механической мощности вентиляции, отображающей энергию, которую аппарат передает на легкие пациента. Механическая мощность (mechanical power, MP) выше 17 Дж/мин ассоциировалась с повышенным риском смерти при анализе двух крупных когорт пациентов.

Протективная вентиляция с ограничением объема и давления в дыхательных путях улучшает выживаемость при ОРДС, поэтому является стандартом ведения таких пациентов. Выигрышными в каждом отдельном случае могут оказаться дополнительные меры (прон-позиция, увеличение PEEP, рекрутмент-маневр, продленная нейромышечная блокада).

Проблема в том, что развитие VILI неизбежно даже при условии соблюдения принципов протективной ИВЛ. Моделирование ОРДС на крысах показало снижение повреждения легких при уменьшении дыхательного объема с 12мл/кг до 6 мл/кг; повреждение имело тенденцию к уменьшению при дальнейшем снижении этого параметра до 6 мл/кг. 

В исследовании ARMA отмечается корреляция между низким дыхательным объемом, низким давлением в дыхательных путях и лучшей выживаемостью. В дальнейшем продемонстрировано, что эта взаимосвязь линейно сохраняется при меньшем, чем традиционные 6 мл/кг, значении дыхательного объема.

Разумно предположить, что так называемая ультрапротективная вентиляция с использованием минимальных дыхательных объемов и давления плато ( к примеру, меньше 4 мл/кг и 25 см H2O соотвественно) должна уменьшить повреждение легких при тяжелом ОРДС. Главное ограничение для снижения агрессивности вентиляции – нетолерируемый респираторный ацидоз.

Веновенозное ЭКМО позволяет обойти это ограничение у пациентов с тяжелым ОРДС и выраженными нарушениями газообмена.

Об оптимальных параметрах вентиляции при ЭКМО

Несмотря на то, что концепция «lung rest» существует достаточно давно, нет сильных рекомендаций по по оптимальным настройкам ИВЛ в ходе вено-венозного ЭКМО.

Ретроспективные и проспективные исследования показывают, что начало ECLS обычно сопровождается уменьшением дыхательного объема, ЧДД, давления плато и driving pressure, вариабельными значениями ПДКВ.

Международное обсервационное исследование LIFEGARDS включило 350 пациентов с ОРДС на веновенозном ЭКМО в 23 центрах. Был проведен анализ взаимосвязи между параметрами вентиляции легких и полугодовыми исходами. Преимущественно использовалась ультрапротективная стратегия с поддержанием driving pressure не больше 15 cm H2O, что сопровождалось значимым снижением механической мощности. Не было найдено взаимосвязи между настройками вентиляции в первые два дня ЭКМО и выживаемостью, что косвенно указывает на то, что при поддержании низкого driving pressure и малой мощности вентиляции остальные параметры не повлияли на исход.

Самые контролируемые данные для по клиническим исходам при тяжелом ОРДС получены из рандомизированного исследования EOLIA, результаты которого после проведения post-hoc байесовского анализа предполагают снижение летальности на ЭКМО в сравнении с использованием традиционной протективной вентиляции. У пациентов в группе ЭКМО была значительно уменьшена агрессивность ИВЛ – дыхательный объем снижен на 43%, частота дыхательных движений на 23%, среднее давление плато не превышало 24 cm H20, а driving pressure – 14 cm H2O. Механическая мощность вентиляции снизилась на 66%. 

Кажется обоснованным предположение, что пациенты на ЭКМО должны вентилироваться с параметрами, не превышающими использованные в EOLIA. Учитывая, что VILI зависит от дыхательного объема, driving pressure, частоты дыхания, а также относительную простоту редуцирования этих параметров в условиях экстракорпоральной поддержки, возможно, что использование меньших значений, чем в EOLIA, будет выигрышным. 

Остается неясным оптимальный уровень ПДКВ для пациентов на ЭКМО. Снижение дыхательного объема до ультрапротективных значений способно привести к ателектазированию и усугублению вентиляционно-перфузионных нарушений.  Возможно, требуется индивидуализация в зависимости от рекрутабельности альвеол, плеврального давления и гемодинамики. Учитывая исходы в EOLIA, в условиях отсутствия противоположных данных, можно использовать стартовое значение ПДКВ на уровне 10 см водного столба, с возможным увеличением в случае морбидного ожирения.

О целевых показателях газообмена

Доказательных рекомендаций по управлению оксигенацией, уровнем pH и углекислоты у пациентов с ОРДС на ЭКМО не существует; безопасные границы гипоксемии и гиперкапнии четко не установлены. Опять же, в условиях отсутствия противоречащих данных, разумно использовать целевые показатели из EOLIA (PaO2 65-90 mm Hg; PaCO2 ниже 45 mm Hg). Значения, установленные в ходе предыдущих исследований по ОРДС с использованием традиционных мер (в т.ч. ARMA ), также выглядят приемлемыми. 

В рекомендациях ELSO говорится об осторожном отношении к соблазну увеличить FiO2 и настройки вентилятора выше ультрапротективных параметров при сатурации ниже 90% у больного на веновенозном ЭКМО. Это аргументируется тем, что даже при отсутствии легочной функции ЭКМО способно закрыть метаболическую потребность в кислороде, если сердечная функция и гематокрит позволяют поддерживать соотношение доставки и потребления кислорода в соотношении как минимум 3:1. Артериальная сатурация при этом может быть на уровне 70-80% (PaO2 45-55 mmHg), что непривычно для реанимационного персонала.

При этом необходимо помнить о важности пропорции экстракорпорального и системного кровотока: чем больше доля сердечного выброса, проходящая через контур, тем больше вклад ЭКМО в системную оксигенацию. Повышение потока в контуре ЭКМО по отношению к нативному сердечному выбросу в сочетании с минимизацией рециркуляции облегчит поддержание адекватного газообмена в условиях покоя легких.

О спонтанном дыхании

Эффект спонтанного дыхания (с аппаратной поддержкой или без нее), вероятно, зависит от респираторного паттерна пациента, наличия асинхронии, фазы и длительности ОРДС, биологической предрасположености к механическому повреждению. 

Допущение спонтанных попыток в ходе вентиляции снижает нарузку седативными препаратами и миорелаксантами, что способствует меньшей атрофии дыхательной и периферической мускулатуры. Однако, у некоторых пациентов усиленный паттерн спонтанного дыхания с чрезмерными дыхательными объемами и минутной вентиляцией может привести к к усугублению легочного повреждения за счет роста транспульмонального давления и трансмурального давления в сосудах легких (P-SILI). Оптимальные способы балансирования между минимизацией седации и избежания вентилятор-индуцированного повреждения баланса пока неясны.

ЭКМО позволяет относительно легко титровать уровень углекислоты потоком свежего газа и регулировать таким образом паттерн спонтанного дыхания. Осуществимость такой регуляции зависит от сохранности хеморефлекторного контроля респираторного драйва, что, в свою очередь, может зависеть от степени и продолжительности ОРДС. Если такая регуляция осуществима, то возникает возможность экстубации и устранения проблемы VILI. Является ли стратегия экстракорпоральной поддержки и ранней экстубации предпочтительной в сравнении со стратегией, сочетающей ЭКМО и ИВЛ, только предстоит определить. 

Об отлучении

Решение о том, что должно быть первым – снятие с ЭКМО или с ИВЛ – должно приниматься индивидуально с учетом особенностей пациента и клинического суждения, так как нет качественных данных для единого алгоритма принятия решений. При наличии или при высоком риске осложнений, связанных с ЭКМО (кровотечение, гемолиз, инфекция), скорее всего, предпочтительна деканюляция перед экстубацией, а при наличии высокого риска вентилятор-ассоциированных осложнений первоочередность снятия с ИВЛ будет выигрышной. 

Ультрапротективная вентиляция видится выигрышной у пациентов с ОРДС на ВВ ЭКМО. Оптимальное целевые параметры, целесообразность дополнительных мер (например, миорелаксации, прон-позиции), сроки отлучения от экстракорпоральной поддержки, влияние различных стратегий на долгосрочные исходы – все эти вопросы требуют дальнейших исследований.

Основной источник:

Abrams D, Schmidt M, Pham T, Beitler JR, Fan E, Goligher EC, McNamee JJ, Patroniti N, Wilcox ME, Combes A, Ferguson ND, McAuley DF, Pesenti A, Quintel M, Fraser J, Hodgson CL, Hough CL, Mercat A, Mueller T, Pellegrino V, Ranieri VM, Rowan K, Shekar K, Brochard L, Brodie D. Mechanical Ventilation for Acute Respiratory Distress Syndrome during Extracorporeal Life Support. Research and Practice. Am J Respir Crit Care Med. 2020 Mar 1;201(5):514-525. doi: 10.1164/rccm.201907-1283CI. PMID: 31726013.