Влияние методов неинвазивной респираторной поддержки на газообмен у кардиохирургических больных с послеоперационной дыхательной недостаточностью

Дыхательная недостаточность (ДН) после экстубации трахеи возникает у 5–25% кардиохирургических больных. Для лечения ДН доступны различные методы неинвазивной респираторной поддержки.

Цель исследования — сравнительная оценка влияния на газообмен ингаляции кислорода через маску с предварительным объемом, неинвазивной масочной вентиляции с положительным давлением в дыхательных путях и высокопоточной вентиляции легких при постэкстубационной дыхательной недостаточности у кардиохирургических больных.

Материалы и методы. В исследование включили 52 кардиохирургических пациента с постэкстубационной дыхательной недостаточностью (средний возраст 61 (55–67) лет). Критериями дыхательной недостаточности являлись: соотношение PaO2/FiO2 _ 300 мм рт. ст. или SpO2 _ 88% при дыхании атмосферным воздухом. Критериями исключения было наличие у пациентов плеврального выпота, пневмоторакса, пареза диафрагмы. Каждому пациенту последовательно проводили анализ газового состава артериальной крови при дыхании атмосферным воздухом, низкопоточной терапии кислородом с помощью маски с предварительным объемом, высокопоточной вентиляции (ВПВ) и неинвазивной масочной вентиляции легких с положительным давлением (НИМВЛ). Продолжительность применения каждого метода до взятия анализа составляла 1 час. Частоту дыхательных движений (ЧДД) и сатурацию капиллярной крови (SpO2) мониторировали на протяжении всего исследования.

Результаты. Соотношение PaO2/FiO2 во время низкопоточной оксигенотерапии составило 171 (137– 243) мм рт. ст. На фоне ВПВ данный показатель увеличился до 235 (183–305) мм рт. ст. (p=0,00004), а при переходе на НИМВЛ — до 228 (180–288) мм рт. ст. (p=0,000028). При этом SpO2 на ВПВ и НИМВЛ увеличивалось с 95 (93–98)% до 98 (96–99)% (p=0,000006) и 97 (95–98)% соответственно (p=0,000006 и p=0,000069). PaCO2 было выше при дыхании кислородной маской, чем на воздухе — 41 (37–44) мм рт. ст. и 38 (34–42) мм рт. ст., соответственно, p=0,0017. При переходе на ВПВ PaCO2 снижалось, в среднем, на 10% (37 (33–39) мм рт. ст., p=0,0000001), на НИМВЛ — на 7% (38 (36–42) мм рт. ст., p=0,0015). Также различия были значимыми при сравнении ЧДД на кислородной маске (20 (16–24) ДД/мин) с ВПВ (16 (12–20) ДД/мин, p=0,0) и с НИМВЛ (18 (16–20) ДД/мин, p=0,018). При сравнении ВПВ с НИМВЛ выявлены достоверные различия в ЧДД (16 (12–20) ДД/мин против 18 (16–20) ДД/мин, p=0,016), PaCO2 (37 (33–39) мм рт. ст. против 38 (36–42) мм рт. ст., p=0,0034) и SpO2 (98 (96–99)% против 97 (95–98)%, p=0,022).

Заключение. ВПВ и НИМВЛ обладают сходным положительным эффектом на оксигенирующую функцию легких и газообмен у кардиохирургических больных с постэкстубационной дыхательной недостаточностью. Выскопоточная вентиляция, по сравнению с НИМВЛ, оказывает более выраженный положительный эффект на элиминацию CO2, ЧДД и SpO2 и лучше переносится пациентами.

1. Azoulay E., Thiery G., Chevret S., Moreau D., Darmon M., Bergeron A., Yang K., Meignin V., Ciroldi M., Le Gall J.R., Tazi A., Schlemmer B. The prognosis of acute respiratory failure in critically ill cancer patients. Medicine (Baltimore). 2004; 83 (6): 360–370. DOI: 10.1097/01.md.0000145370.63676.fb. PMID: 15525848

2. Linko R., Okkonen M., Pettila V., Perttila J., Parviainen I., Ruokonen E., Tenhunen J., Ala-Kokko T., Varpula T.; FINNALI-study group. Acute respiratory failure in intensive care units. FINNALI: a prospective cohort study. Intensive Care Med. 2009; 35 (8): 1352–1361. DOI: 10.1007/s00134-009-1519-z. PMID: 19526218

3. Duan J., Han X., Bai L., Zhou L., Huang S. Assessment of heart rate, acidosis, consciousness, oxygenation, and respiratory rate to predict noninvasive ventilation failure in hypoxemic patients. Intensive Care Med. 2017; 43: 192–199 DOI 10.1007/s00134-016-4601-3. PMID: 27812731

4. Yamagishi, T., Ishikawa S., Ohtaki A., Takahashi T., Koyano T., Ohki S., Sakata S., Murakami J., Hasegawa Y., Morishita Y. Postoperative oxygenation following coronary artery bypass grafting. A multivariate analysis of perioperative factors. J Cardiovasc. Surg. (Torino). 2000 Apr; 41 (2): 221–225. PMID: 10901525

5. Filsoufi F1., Rahmanian P.B., Castillo J.G., Chikwe J., Adams D.H. Logistic risk model predicting postoperative respiratory failure in patients undergoing valve surgery. Eur J Cardiothorac Surg. 2008; 34 (5): 953–959. DOI: 10.1016/j.ejcts.2008.07.061. PMID: 18835184

6. Dabbagh A., Esmailian F., Aranki S. (eds.). Postoperative Critical Care for Adult Cardiac Surgical Patients. Second Edition. Springer International Publishing AG, part of Springer Nature 2018: 334–337. ISBN: 978-3-319-75746-9. DOI: 10.1007/978-3-319-75747-6

7. Papazian L., Corley A., Hess D., Fraser J.F., Frat J.P., Guitton C., Jaber S., Maggiore S.M., Nava S., Rello J., Ricard J.D., Stephan F., Trisolini R., Azoulay E. Use of high-flow nasal cannula oxygenation in ICU adults: a narrative review. Intensive Care Med. 2016; 42 (9): 1336– 1349. DOI: 10.1007/s00134-016-4277-8. PMID: 26969671

8. Curley G.F., Laffy J.G., Zhang H., Slutsky A.S. Noninvasive respiratory support for acute respiratory failure-high flow nasal cannula oxygen or non-invasive ventilation? J Thorac Dis. 2015; 7 (7): 1092–1097. DOI: 10.3978/j.issn.2072-1439.2015.07.18. PMID: 26380720

9. Ozsancak Ugurlu A., Sidhom S.S., Khodabandeh A., Ieong M., Mohr C., Lin D.Y., Buchwald I., Bahhady I., Wengryn J., Maheshwari V., Hill N.S. Use and outcomes of noninvasive positive pressure ventilation in acute care hospitals in Massachusetts. Chest. 2014; 145 (5): 964–971. DOI: 10.1378/chest.13-1707. PMID: 24480997

10. Авдеев С.Н. Неинвазивная вентиляция легких у больных ХОБЛ, госпитализированных в стационар. Бюллетень сибирской медицины. 2017; 16 (2): 6–19. DOI 10.20538/1682-0363-2017-2-6–19

11. Zhu G.F., Wang D.J., Liu S., Jia M., Jia S.J. Efficacy and safety of noninvasive positive pressure ventilation in the treatment of acute respiratory failure after cardiac surgery. Chin Med J (Engl). 2013; 126 (23): 4463–4469. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0366-6999.20131704 PMID: 24286408.

12. Stephan F., Barrucand B., Petit P., Rezaiguia-Delclaux S., Medard A., Delannoy B., Cosserant B., Flicoteaux G., Imbert A., Pilorge C., Berard L.; BiPOP Study Group. High-flow nasal cannula oxygen vs noninvasive positive airway pressure in hypoxemic patients after cardiothoracic surgery: A randomized clinical trial. JAMA. 2015; 313: 2331–2339. DOI: 10.1001/jama.2015.5213. PMID: 25980660

13. Sreenan C., Lemke R.P., Hudson-Mason A., Osiovich H. High-flow nasal cannulae in the management of apnea of prematurity: a comparison with conventional nasal continuous positive airway pressure. Pediatrics. 2001 May; 107 (5):1081–1083. DOI: 10.1542/peds.107.5.1081. PMID: 11331690

14. Roca O., Hernandez G., Diaz-Lobato S., Carratala J.M., Gutierrez R.M., Masclans J.R., Spanish Multidisciplinary Group of High Flow Supportive Therapy in Adults (HiSpaFlow). Current evidence for the effectiveness of heated and humidified high flow nasal cannula supportive therapy in adult patients with respiratory failure. Crit Care. 2016; 20 (1): 109. DOI: 10.1186/s13054-016-1263-z. PMID: 27121707

15. Nishimura M. High-flow nasal cannula oxygen therapy in adults. J Intensive Care. 2015; 3 (1): 15. DOI: 10.1186/s40560-015-0084-5. PMID: 25866645

16. Riera J., Perez P., Cortes J., Roca O., Masclans J.R., Rello J. Effect of highflow nasal cannula and body position on end-expiratory lung volume: a cohort study using electrical impedance tomography. Respir Care. 2013; 58: 589–596. DOI: 10.4187/respcare.02086. PMID: 23050520

17. Chanques G., Contantin J.M., Sauter M., Jung B., Sebbane M., Verzilli D. Discomfort associated with underhumidified high-flow oxygen therapy in critically ill patients. Intensive Care Med. 2009; 35 (6): 996–1003. DOI: 10.1007/s00134-009-1456-x. PMID: 19294365

18. Maggiore S.M., Idone F.A., Vaschetto R., Festa R., Cataldo A., Antonicelli F., Montini L., De Gaetano A., Navalesi P., Antonelli M. Nasal high-flow oxygen versus Venturi mask oxygen therapy after extubation. Effects on oxygenation, comfort and clinical outcome. Am J Respir Crit Care Med. 2014; 190: 282–288. DOI: 10.1164/rccm.2014020364OC. PMID: 25003980

19. Lee J.H., Rehder K.J., Williford L., Cheifetz I.M., Turner D.A. Use of high flow nasal cannula in critically ill infants, children, and adults: a critical review of the literature. Intensive Care Med. 2013; 39 (2): 247-257. DOI: 10.1007/s00134-012-2743-5. PMID: 23143331

20. Hernandez G., Vaquero C., Gonzalez P., Subira C., Frutos-Vivar F., Rialp G., Laborda C., Colinas L.,Cuena R., Fernandez R. Effect of Postextubation high-flow nasal cannula vs conventional oxygen therapy on reintubation in low-risk patients a randomized clinical trial. JAMA. 2016; 315 (13): 1354–1361. DOI: 10.1001/jama.2016.2711. PMID: 26975498

21. Parke R., McGuinness S., Dixon R., Jull A. Open-label, phase II study of routine high-flow nasal oxygen therapy in cardiac surgical patients. Br J Anaesth. 2013; 111 (6): 925–931. DOI: 10.1093/bja/aet262. PMID: 23921199

22. Tiruvoipati R., Lewis D., Haji K., Botha J. High-flow nasal oxygen vs high-flow face mask: a randomized crossover trial in extubated patients. J. Crit. Care. 2010; 25: 463–468. DOI: 10.1016/j.jcrc.2009.06.050. PMID: 19781896

23. Schwabbauer N., Berg B., Blumenstock G., Haap M., Hetzel J., Riessen R. Nasal high-flow oxygen therapy in patients with hypoxic respiratory failure: effect on functional and subjective respiratory parameters compared to conventional oxygen therapy and non-invasive ventilation (NIV). BMC Anesthesiol. 2014; 14: 66. DOI: 10.1186/14712253-14-66. PMID: 25110463

24. Frat J.P., Thille A.W., Mercat A., Girault C., Ragot S., Perbet S., Prat G., Boulain T., Morawiec E., Cottereau A., Devaquet J., Nseir S., Razazi K., Mira J.P., Argaud L., Chakarian J.C., Ricard J.D., Wittebole X., Chevalier S., Herbland A., Fartoukh M., Constantin J.M., Tonnelier J.M., Pierrot M., Mathonnet A., Beduneau G., Deletage-Metreau C., Richard J.C., Brochard L., Robert R.; FLORALI Study Group; REVA Network. High-flow oxygen through nasal cannula in acute hypoxemic respiratory failure. N Engl J Med. 2015; 372 (23): 2185–2196. DOI: 10.1056/NEJMoa1503326. PMID: 25981908

25. McGinley BM, Patil SP, Kirkness JP, Smith PL, Schwartz AR, Schneider H. A nasal cannula can be used to treat obstructive sleep apnea. Am J Respir Crit Care Med. 2007; 15; 176 (2): 194–200. DOI: 10.1164/rccm.200609-1336OC. PMID: 17363769

26. Sztrymf B., Messika J., Bertrand F., Hurel D., Leon R., Dreyfuss D., Ricard J.D. Beneficial effects of humidified high flow nasal oxygen in critical care patients: a prospective pilot study. Intensive Care Med. 2011; 37: 1780–1786. DOI: 10.1007/s00134-011-2354-6. PMID: 21946925

27. Messika J., Ben Ahmed K., Gaudry S., Miguel-Montanes R., Rafat C., Sztrymf B., Dreyfuss D., Ricard J.D. Use of high-flow nasal cannula oxygen therapy in subjects with ARDS: A 1-year observational study. Respir Care 2015; 60: 162–169 DOI: 10.4187/respcare.03423 PMID: 25371400