Патофизиологическиепринципы стратегии«открытых легких»

Edgar Jimenez, MD, FCCM

Director – Medical ICU, Orlando Regional Medical Center

Associate Professor of Medicine

University of Florida and

Florida State University

ЗАДАЧИ:

• Используя in vivo видеомикроскопиюпродемонстрировать анатомические, физиологические и патофизиологическиеявления на примере:– Нормальных легких

– Острого повреждения легких

– Процесса рекрутмента легких

• Обсудить настоящие и будущие стратегиитерапии этих состояний

Реальный“Волшебный мореплаватель”

Гари НиманGary Nieman, BA

Директор лаборатории сердечно-легочных и реанимационныхисследованийCardiopulmonary and Critical Care Laboratory

Сани, Сиракуз, Нью-ЙоркSUNY, Syracuse, NY

Почему так вышло?

Видеомикроскопия in vivo

Концепция RACE:Repetitive Alveolar Closing and Expansion

Повторное (циклическое) спадение ираскрытие альвеол

Чтобы понять:механику альвеол в патологической

ситуации…

Мы должны понять сначала:

Механику здоровых альвеол

«Окончание»бронхиального

дерева

«Альвеолярный проток»

F. Possmayer, PhD. U. of Western Ontario

Поры Кона

«Альвеолярный проток»

КАК МЫ ДЫШИМ?

Weibel et al. Respir Physiol 1985

Альвеолярный протокВЫДОХ

ВДОХ

Альвеолярный проток

Анимация динамики альвеол в норме (G Nieman, SUNY)

ВИДЕО

Видеомикроскопия динамики альвеол в норме (G Nieman, SUNY)

ВИДЕО

Сравнительная видеомикроскопия динамики альвеол в норме и при патологии

(G Nieman, SUNY)

ВИДЕО

Jere M et al: JAP 1970

Ключевой структурный элементстабилизирующий альвеолы:

ВЗАИМОЗАВИСИМОСТЬ АЛЬВЕОЛ

Альвеолы:это не просто

«гроздьвинограда»

Prange H: Adv Physiol Educ 2003

Сот

опод

обна

яст

рук

тур

апо

ддер

жки

Альвеолярные взаимодействияСТРУКТУРНАЯ ПОДДЕРЖКА

Mead: JAP 1970

Hiroko & Nieman, SUNY 2005

ВИДЕО

Virtual alveolar mechanics animation 2 Hiroko & Nieman, SUNY 2005

ВИДЕО

Virtual alveolar mechanics animation 3 Hiroko & Nieman, SUNY 2005

ВИДЕО

Compensated alveolar mechanics animation Hiroko & Nieman, SUNY 2005

ВИДЕО

Stressed alveolar sac animation G Nieman, SUNY

ВИДЕО

Decompensated alveolar mechanics animation Hiroko & Nieman, SUNY 2005

ВИДЕО

Направление движения пузырька

Пузырек воздуха Окклюзия жидкости

Напряжение эпителия привытеснении жидкости

Bilek AM et al. J Appl Physiol 2003;94:770-783

Напряжения эпителия во времяраскрытия дыхательных путей

Bilek AM et al. J Appl Physiol 2003;94:770-783

Направление движения пузырька

Пузырек воздуха Спавшиеся дых. пути

Unstable duct and alveolar dynamics video microscopy (pillars)

ВИДЕО

Steinberg J.et al. Am J Resp Crit Care Med 2004Альвеолярная нестабильность вызывает раннее вентилятор-

индуцированное повреждение легких без участия нейтрофилов

Гетерогенное повреждениелегких

Steinberg et al. AJRCCM. 2004;169:57-63

Нормальноелегкое:Микроскопия in vivo + гистология+ IHC

Поврежденноелегкое:Микроскопия in vivo + гистология+ IHC

Steinberg et al. AJRCCM. 2004;169:57-63

Стабильныеальвеолы

Группа низкогоПДКВ (3)

Нестабильныеальвеолы

Steinberg et al. AJRCCM. 2004;169:57-63

Стабильныеальвеолы

ГруппавысокогоПДКВ (15)

Альвеолы, стабилизированные

ПДКВ

Нестабильность альвеол вызываетвентилятор-индуцированное

повреждение легких (VILI)Steinberg et al, Am J Resp Crit Care Med. 2004;169:57

Контроль Нестабильны↓ ПДКВ

Стабильны↑ ПДКВ

Видеомикроскопия in vivo

АНАЛИЗ компьютерногоизображения

ВЫДОХ (AE)

ВДОХ (AI)

ВЫ

ДО

ХВ

ДО

Х

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Альвеолы / поля

ВДОХ-ВЫДОХ2

До МР Во время МР ПДКВ 5 + МР ПДКВ 10 + M

*

*

*

*

†

†

†

†

*=p<0.05 vs Before MR

=p<0.05 vs PEEP 5†

Маневр рекрутментаHalter, AJRCCM, 2003

Чи

сло

альв

еол

/по

лей

Приемлемый O2 ≠ Стабильностьальвеол

Нестабильны Стабильны

Halter, AJRCCM, 2003;167:1620-26

PEEP Stabilization video microscopy

ВИДЕО

ПДКВ = УЛУЧШЕНИЕОКСИГЕНАЦИИ

И НЕ ТОЛЬКО ЭТО!

ПДКВ = УЛУЧШЕНИЕ ОКСИГЕНАЦИИ

ПДКВ = стабилизацияальвеол

ПДКВ = подавлениефеномена R.A.C.E.

ПДКВ = уменьшение ВИповреждения легких (VILI)

Текущие подходы к вентиляции

• Объемная вентиляция: низкий VT, вышеПДКВ

• Вентиляция по давлению– высокое ПДКВ

– инверсированное соотношение

• Нетрадиционные режимы ИВЛ:– APRV / Bi-Level

– Высокочастотная осцилляторнаявентиляция

ARDS Net (NHLBI)

• NEJM, Май 2000

• 10 университетских центров

• Критерии:– Двусторонние инфильтраты

– Интубация и ИВЛ

– PaO2/FiO2 < 300 мм рт. ст.

• Контроль – VT : 12 мл/кг ИМТ

• Лечение – VT: 6 мл/кг ИМТ

• Pplat < 50 (контроль)

• Pplat < 30 (лечебн. группа)– Выше, если pH < 7,15 и VT 4 мл/кг

• PaO2 55-80 мм рт. ст. или SpO2 88-95%

• Прекращено после включения 861 пациентовNEJM, May – 2000

ARDS Net (NHLBI)

• Летальность: 31,0 против 39,8%– снижение 22 %

– (p = 0.007)

• Средний VT: 6,8 против 11,8 мл/кг– (p < 0.001)

• Среднее Pplat: 25 против 33 см H2O

• Ниже IL-6– (p < 0.001)

NEJM, Май – 2000

ARDS Net (NHLBI)

Выживаемость к 28 днюARDS Net NEJM,2000

ЛетальностьNEJM, Mayo – 2000

Таблица начального подбораFiO2 и ПДКВ

ARDSNet NEJM,2000

Новая таблицаподбора FiO2 и ПДКВ

(ПДКВ выше)

FiO2 PEEP

0.3 5 - 140.4 5 - 140.4 8 - 160.5 8 - 160.5 10 - 200.6 10 - 200.7 10 - 200.7 12 - 200.7 14 - 200.8 14 - 220.9 14 - 220.9 16 - 220.9 18 - 221.0 18 - 221.0 20 - 221.0 221.0 24

ARDSNet показала:изменение исхода напрямую

связано с изменением стратегиивентиляции

(низкий объем, высокое ПДКВ - LVHP)

Оптимизация объема легких«Окно безопасности»

• Перерастяжение:– Накопление отечной

жидкости– Деградация сурфактанта– Экспозиция высокому FiO2

– Механический разрыв• Дерекрутмент:

– ателектазы– воспалительный ответ– Ингибирование

сурфактанта– локальная гипоксемия– компенсаторное

перерастяжение

Froese: Crit Care Med 1997

CT 1 CT 2CT 3

Как мы раскрываем легкое иподдерживаем его в этом

состоянии?

• Раскрытие:

Маневр рекрутмента

• Поддержание раскрытого состояния:

ПДКВ или ВЧОВ

PV Normal videomicroscopy

ВИДЕО

PV abnormal videomicroscopy

ВИДЕО

Lung edge – Abnormal alveolar duct dynamics confocal

ВИДЕО

Lung edge – 40 sec recruitment dynamics confocal G Nieman, SUNY

ВИДЕО

ОтсроченныйОтсроченный илиили временныйвременный рекрутментрекрутмент

Macro - 40 sec recruitment

ВИДЕО

Сейчас все более признается тотфакт, что только нисходящая часть

петли PV обеспечивает насинформацией о ПДКВ,

предупреждающем дерекрутмент

Hickling KG: Am J Respir Crit Care Med 2001Albaiceta GM, et al: Am J Respir Crit Care Med 2004

Вожделенная цель

Как мы можем узнать, что легкоераскрыто и остается таковым во

время выдоха?

Откуда мызнаем, чтомы здесь?

Кривая PVDownie JM et al :Am J Respir Crit Care Med 2004

• Трудно оценить у постели больного

• Трудна в интерпретации

• Зависит от исходных значенийлегочных объемов

• НЕ описывает стабильное (статичное) состояние легких

Проба со снижением ПДКВ (DPT)Suarez-Sipmann F, et al: Crit Care Med 2007

Проба со снижением ПДКВпосле выполнения маневра

рекрутмента

Полностью рекрутированноелегкое

Suarez-Sipmann F, et al: Crit Care Med 2007

• ↑ Cdyn > 30% по сравнению сисходным значением

• PaO2/FiO2 > 400 мм рт. ст.

• По данным РКТ объемнеаэрированных зон ≤ 5%

Коллабирование легкогоSuarez-Sipmann F, et al: Crit Care Med 2007

• ↓ максимального Cdyn во время DPT

• снижение PaO2/FiO2 ≥ 10% отмаксимального зафиксированногозначения

• По данным РКТ объемнеаэрированных зон более 5%

Маневр рекрутмента (RM)Suarez-Sipmann F, et al: Crit Care Med 2007

• Вентиляция, контролируемая подавлению

• ПДКВ 30 см H2O

• Инспираторное давление (PIP) 60 см H2O

• Соотношение I:E = 1:1

• Продолжительность 2 мин

• Объемная вентиляция с ДО 6 мл/кг

• ПДКВ 24 см H2O

• ↓ 2 см H2O каждые 10 мин

• Пока не достигнуто ПДКВ 6 см H2O, потом ПДКВ = 0

После рекрутментаSuarez-Sipmann F, et al: Crit Care Med 2007

Маневр рекрутмента и DPTSuarez-Sipmann F, et al: Crit Care Med 2007

Cdyn и ПДКВ после рекрутментаSuarez-Sipmann F, et al: Crit Care Med 2007

Важные для нас вопросы:

• Пациент нормально переносит низкийДО и высокий ПДКВ (LVHP - ARDS Net)?

• FiO2 > 0,60?

• Pплато > 30 см H2O?

• Pдп > 20 см H2O?

• ПДКВ > 15 см H2O?

• OI > 15?

ЧТО ДАЛЬШЕ?

ВЧ ИВЛ (HFOV):

Высокочастотнаяосцилляторная вентиляция