© Borgis - Anestezjologia Intensywna Terapia 2/2006, s. 66-71
*Hanna Misiołek1, Piotr Knapik1, Wojciech Rokicki2, Hanna Kucia1, Grzegorz Bujok1, Mieczysław Dziedzic2
Porównanie dwóch metod wentylacji płuc podczas zabiegów wewnątrz klatki piersiowej
A comparison of two methods of ventilation for open-chest surgery
1Katedra Anestezjologii i Intensywnej Terapii Wydziału Lekarskiego w Zabrzu Śl.AM w Katowicach
kierownik: prof. dr hab. n. med. P. Knapik
2Katedra i Klinika Chirurgii Klatki Piersiowej Wydziału Lekarskiego w Zabrzu Śl.AM w Katowicach
kierownik: prof. dr hab. n. med. W. Rokicki
Summary
Background.Thoracic surgery requires both effective ventilation and immobilisation of the operating area. Usually, this is achieved with the insertion of a double lumen tube and one lung ventilation (OLV), however this may lead to several haemodynamic and respiratory disturbances. High frequency ventilation (HFV) may be considered as an alternative means of ventilation during lung resection.
Methods. The purpose of this study was to compare selected haemodynamic and ventilatory parameters during HFV (200 bpm, FIO2 1.0) or OLV (VT 8-10 ml kg-1, f 12/min, FIO2 1.0) during open-chest surgery. 56 adult ASA II and III patients, of both sexes, were randomised to receive either double-lung HFV (n=25) or OLV (n=25). Heart rate, systolic, diastolic and mean blood pressures, ventricular stroke volume, peak inspiratory pressures, oxygen saturation, PaO2 and PaCO2 were noted. Additionally, cardiac index (CI) and shunt fraction (Qs/Qt ) were calculated.
Results. Gas exchange: SaO2 was significantly higher in the HFV group. PaCO2 was significantly higher in the second part of the surgery in the HFV group; hypercapnia was noted in the both groups. Qs/Qt was significantly higher in the OLV patients. Peak inspiratory pressures were lower in the HFV group.
Haemodynamics: All measured data were similar in both groups, apart from SV, which decreased significantly at the end of surgery in the OLV group. There was a high positive correlation between hypercapnia and HR in the botu groups and a high negative correlation between peak inspiratory pressure and MPA in OLV group.
Discussion and conclusion. It appears that HFV may be superior to OLV in thoracic surgery in selected procedures when complete collapse of the lung is not required. Effective gas exchange, better haemodynamics, and safety should encourage the use of HFV in this kind of surgery.
Znieczulenie do większości zabiegów torakochirurgicznych wiąże się z odmiennym sposobem wentylacji śródoperacyjnej, mającej na celu ograniczenie ruchomości pola operacyjnego. Dokonać tego można stosując wentylację jednopłucną ( One Lung Ventilation – OLV). Ułożenie boczne, otwarcie klatki piersiowej i wyłączenie z wentylacji jednego płuca doprowadza do wystąpienia szeregu zaburzeń krążeniowo-oddechowych. Hipoksja będąca skutkiem śródpłucnego przecieku z prawa na lewo pośrednio zależy od ukrwienia górnego płuca. Z kolei hipoksyczny skurcz naczyń płucnych ( Hypoxic Pulmonary Vasoconstricon – HPV), rozmiar manipulacji chirurgicznych na górnym płucu, sposób wentylacji dolnego płuca, a także odpowiedni dobór środków użytych do znieczulenia, to podstawowe czynniki stanowiące o ukrwieniu górnego płuca [1, 2].
Najważniejszym problemem podczas OLV jest zabezpieczenie chorego przed hipoksemią. Dokonać tego można poprzez stosowanie wysokich wdechowych stężeń tlenu (często 100%), dodatnich ciśnień końcowo-wydechowych w płucu dolnym, a także dużych (8-10 ml kg-1) objętości oddechowych. Eliminuje się tym samym ryzyko niedodmy tego płuca, a co za tym idzie przecieku z prawa na lewo [3]. Objętość oddechowa większa od 12 ml kg-1 może zwiększać opory w łożysku płucnym, odwracając przepływ krwi z dolnego do górnego płuca i powodować wtórną hipoksję [4].
Podwyższone ciśnienie w drogach oddechowych, obserwowane często przy OLV, towarzyszy wyższemu ciśnieniu śródopłucnowemu, co jest przenoszone na lewą komorę i piersiowy odcinek aorty – powodując spadek napięcia lewej komory (obciążenie następcze) [5]. Przy konieczności zachowania restrykcji podaży płynów podczas wentylacji jednym płucem, niewielka nawet hipowolemia może skutkować dramatycznym zmniejszeniem pojemności minutowej serca [6].
Szukając sposobów udoskonalenia metody wentylacji podczas znieczulenia do operacji torakochirurgicznych, które ograniczyłyby liczbę wymienionych zaburzeń i zapewniły zespołowi chirurgicznemu minimalną ruchomość płuca operowanego, proponowana jest metoda wentylacji z wysokimi częstotliwościami ( High Frequency Ventilation –HFV).
Paradoks HFV wiąże się z faktem, że prawidłowe przewietrzanie pęcherzyków płucnych ma miejsce przy użyciu objętości oddechowych równych lub mniejszych od objętości przestrzeni martwej dróg oddechowych i nie może być w pełni zrozumiały w oparciu o klasyczne podstawy fizjologii płuc. Istnieje szereg teorii tłumaczących to zjawisko, będących wypadkową kilku różnych zjawisk, działających jednocześnie w rozmaitych obszarach płuc i prowadzących do efektu synergii [7, 8].
Niewiele jest doniesień o stosowaniu HFV do zabiegów resekcji płuca. Z ich lektury wynika jednak, że zastosowanie tej metody może stanowić alternatywę dla OLV. Praca Nevin i wsp. [9] porównuje pooperacyjny stan chorych, u których podczas zabiegów torakochirurgicznych zastosowano jedną z dwóch metod wentylacji: OLV lub HJV. W przypadku HFV autorzy uzyskali skrócenie czasu hospitalizacji, niższą częstość występowania pooperacyjnych infekcji płucnych oraz istotnie lepsze parametry utlenowania.
W innych doniesieniach HFV polecana jest jako optymalna metoda wentylacji w ciężkich uszkodzeniach dróg oddechowych towarzyszących przetokom oskrzelowo-opłucnowym. Niskie ciśnienia oddechowe i mała objętość oddechowa stanowią niewątpliwą zaletę tej wentylacji [10, 11]. Wszystkie te fakty mają doniosłe znaczenie w zmniejszaniu ryzyka powikłań podczas stosowania oddechu kontrolowanego (przede wszystkim barotraumy) oraz dla zrozumienia i praktycznego stosowania strategii wentylacji oszczędzającej płuca [12, 13].
Celem pracy była ocena dwóch metod wentylacji śródoperacyjnej (OLV i HFV) podczas operacji wymagających otwarcia klatki piersiowej, przez porównanie parametrów wymiany gazowej i warunków wentylacyjnych jak również ich wpływu na wybrane parametry hemodynamiczne.
Metodyka
Badanie o charakterze prospektywnym i randomizowanym, zostało pozytywnie zaopiniowane przez Komisję Bioetyczną Śl.AM.
Chorych z ryzykiem operacyjnym ASA II-III, zakwalifikowanych do planowych operacji otwarcia klatki piersiowej, podzielono na dwie grupy według sposobu wentylacji śródoperacyjnej. W grupie HFV wentylację obu płuc prowadzono metodą HFJV ( High Frequency Jet Ventilation), przy użyciu respiratora wysokich częstotliwości (Universal Jet Ventilator Monsoon DeLuxe, Acutronic, Szwajcaria). Stosowano ciśnienie napędowe – 1,2 atm, f – 200 min-1 oraz FIO2 – 1,0. Intubacji dokonywano tradycyjną rurką dotchawiczą. W grupie OLV wentylację jednego płuca prowadzono metodą IPPV, przy użyciu aparatu do znieczulania (Fabius, Dräger, Niemcy). Parametry wentylacyjne wynosiły: VT – 8-10 ml kg-1, f – 12 min-1 a FIO2 – 1,0. Intubacji dokonywano rurką dwuświatłową (Bronchocat, Mallincrot, Irlandia).
W obu grupach zastosowano ujednoliconą technikę postępowania anestezjologicznego. Po doustnej premedykacji midazolamem w dawce 7,5-15 mg zakładano cewnik zewnątrzoponowy na poziomie Th4-Th8, podając następnie mieszaninę 0,5% ropiwakainy z fentanylem w objętości 8-10 ml, w celu zablokowania 8 segmentów rdzeniowych okolicy operowanej. Znieczulenie ogólne wykonywano z użyciem propofolu w systemie TCI ( Target Controlled Infusion) z przewidywanym stężeniem środka 4:mg ml-1, rokuronium w dawce indukcyjnej 0,6 mg kg-1, a następnie we wlewie ciągłym 5-10:mg kg-1 min-1. W trakcie całego znieczulenia stosowano ujednolicony sposób nawadniania wszystkich chorych w objętości 4-6 ml kg-1 h-1 płynów infuzyjnych. Stosunek koloidów do krystaloidów wynosił 1:3.
Podczas zabiegu zastosowano standardowy zakres monitorowania śródoperacyjnego poszerzony o wybrane parametry hemodynamiczne. W celu ciągłego monitorowania ciśnień oraz pobierania próbek do badań gazometrycznych, przed indukcją, w znieczuleniu miejscowym, dokonywano kaniulacji tętnicy promieniowej i żyły podobojczykowej. W sposób ciągły, za pomocą aparatu HemoSonic 100 (Arrow International, USA), w odstępach 15 min określano wartości następujących parametrów: HR, SAP, DAP, MAP, objętość wyrzutową lewej komory (SV) oraz CI. Zakres oraz skuteczność stosowanych metod wentylacji określano badając szczytowe ciśnienia wdechowe w drogach oddechowych (PIP), SpO2, SaO2, PaO2, PaCO2 oraz przeciek prawdziwy nieutlenowanej krwi żylnej (QS/QT).
Badanie gazometryczne wykonywano w następujących punktach czasowych: przed znieczuleniem, 15 min po intubacji a przed wybranym sposobem wentylacji, co 30 min w trakcie trwania wentylacji oraz po 6 h od zakończenia wentylacji płuc.
Po przewiezieniu chorego na salę pooperacyjną oraz po 6 h od zakończenia wybranego sposobu wentylacji ocenie poddawano: HR, SAP, DAP, MAP, SpO2 oraz gazometrię krwi tętniczej.
Do gromadzenia danych liczbowych wykorzystano arkusz kalkulacyjny Excel 5,0. Obliczono wartości średnie i odchylenia standardowe lub liczebności dla badanych zmiennych. Normalność rozkładów sprawdzano testem Kołmogorowa-Smirnowa. W zależności od wyniku stosowano testy parametryczne lub nieparametryczne. Dla prób niepowiązanych stosowano analizę wariancji jednoczynnikową lub analizę wariancji rang Kruskala-Wallisa. Dla pomiarów powtórzonych stosowano analizę wariancji wieloczynnikową lub analizę wariancji rang Friedmana. Wartości parametrów jakościowych pomiędzy grupami porównywano testem c2. Korelacje pomiędzy wartościami badanych parametrów określano na podstawie współczynnika korelacji liniowej Pearsona. Wpływ wentylacji na kształtowanie się wybranych parametrów hemodynamicznych oceniano poprzez stwierdzenie bądź wykluczenie korelacji między następującymi parametrami: PaCO2 vs HR oraz PIP vs MAP. W obliczeniach statystycznych wykorzystano oprogramowanie Statistica PL w wersji 6.1. Dla celów wszystkich obliczeń znamienność statystyczna została uznana przy wartości p<0,05.
Wyniki
Do badania zakwalifikowano łącznie 56 chorych: 28 w grupie HFV i 28 w grupie OLV. Po randomizacji wykluczono 4 (po dwóch z każdej grupy), u których w trakcie operacji doszło do znacznej utraty krwi z koniecznością stosowania preparatów krwiopochodnych, leków kurczących naczynia i pooperacyjnej wentylacji zastępczej. W zakresie parametrów demograficznych nie stwierdzono istotnych różnic pomiędzy badanymi grupami.
W czasie trwania wybranego trybu wentylacji jak i po zabiegu grupa HFV cechowała się znamiennie wyższymi wartościami pulsoksymetrii i saturacji krwi tętniczej w stosunku do grupy OLV (tab. I). Średnie wartości PaO2 były porównywalne między grupami (tab. II). Grupa HFV cechowała się znaczącym wzrostem PaCO2 od połowy aż do końca trwania wentylacji, w odniesieniu do wartości wyjściowych. W grupie OLV znaczący wzrost wartości tego parametru odnotowano dopiero w końcowym etapie wentylacji. Po zabiegu nastąpił powrót do wartości przed indukcją w grupie HFV, natomiast w grupie OLV wartości PaCO2 utrzymywały się na wyższych poziomach (tab. III).
Tab. I. Saturacja krwi tętniczej i pulsoksymetria (%)
| Przedział czasowy | Saturacja | Pulsoksymetria |
| HFV | OVL | p | HFV | OVL | p |
| n | | n | | n | | n | |
| Przed indukcją | 25 | 96,0?2,1 | 25 | 94,7?2,9 | NS | 25 | 98,1?2,4 | 25 | 96,4?2,4 | <0,05 |
| 15 min po R | 25 | 99,5?0,3 | 25 | 98,6?1,5 | <0,01 | 25 | 99,6?0,9 | 25 | 98,4?1,3 | <0,01 |
| 45 min po R | 25 | 99,3?1,5 | 25 | 98,4?1,8 | NS | 25 | 99,6?1,2 | 25 | 98,0?1,2 | NS |
| 75 min po R | 25 | 99,4?0,6 | 25 | 98,2?1,9 | NS | 25 | 99,2?1,1 | 25 | 97,3?2,7 | <0,05 |
| 105 min po R | 22 | 99,3?0,6 | 21 | 98,2?2,3 | <0,05 | 22 | 98,9?2,1 | 22 | 97,5?3,9 | <0,01 |
| 135 min po R | 17 | 99,4?0,4 | 10 | 98,1?2,5 | <0,05 | 19 | 99,6?0,6 | 14 | 97,2?3,1 | <0,05 |
| Po zabiegu | 25 | 96,4?2,6 | 25 | 94,2?2,7 | <0,01 | 25 | 98,0?2,4 | 25 | 95,3?2,6 | <0,01 |
R – moment wdrożenia wybranego trybu wentylacji
Tab. II. Ciśnienie parcjalne tlenu oraz dwutlenku węgla we krwi tętniczej (mm Hg)
| Przedział czasowy | Ciśnienie parcjalne tlenu | Ciśnienie parcjalne dwutlenku węgla |
| HFV | OVL | p | HFV | OVL | p |
| n | | n | | n | | n | |
| Przed indukcją | 25 | 87,0?11,6 | 25 | 82,2?25,4 | NS | 25 | 41,9?4,4 | 25 | 44,6?4,8 | NS |
| 15 min po R | 25 | 262,2?70,2 | 25 | 242,1?68,5 | NS | 25 | 45,9?8,9 | 25 | 49,1?6,5 | NS |
| 45 min po R | 25 | 229,8?72,5 | 25 | 192,3?78,6 | NS | 25 | 52,6?13,2 | 25 | 54,9?8,6 | NS |
| 75 min po R | 25 | 217,6?67,7 | 25 | 202,0?73,3 | NS | 24 | **57,6?13,8 | 25 | 54,9?7,3 | NS |
| 105 min po R | 22 | 234,7?76,9 | 21 | 214,2?70,5 | NS | 21 | **56,4?10,4 | 21 | 53,3?7,4 | NS |
| 135 min po R | 16 | 240,2?82,9 | 10 | 231,7?78,5 | NS | 16 | **55,9?9,0 | 10 | *57,6?10,6 | NS |
| Po zabiegu | 25 | 82,4?16,1 | 25 | 80,1?20,3 | NS | 25 | 42,6?4,8 | 25 | 46,8?9,9 | <0,05 |
R – moment wdrożenia wybranego trybu wentylacji
* p<0,05 w porównaniu do wartości wyjściowych
** p<0,01 w porównaniu do wartości wyjściowych
Tab. III. Przeciek prawdziwy nieutlenowanej krwi żylnej w płucach (%)
| Przedział czasowy | HFV | OVL | p |
| n | | n | |
| 15 min po R | 25 | 30,2?8,4 | 25 | 37,6?8,3 | <0,05 |
| 45 min po R | 25 | 34,3?12,5 | 25 | 39,2?7,8 | NS |
| 75 min po R | 25 | 34,7?9,9 | 25 | 38,3?7,8 | NS |
| 105 min po R | 22 | 32,9?10,1 | 21 | 35,0?9,9 | NS |
| 135 min po R | 16 | 29,2?12,8 | 10 | 37,7?7,8 | <0,05 |
R – moment wdrożenia wybranego trybu wentylacji
Przeciek prawdziwy nieutlenowanej krwi żylnej (Qs/Qt) pod koniec obserwacji wykazywał wyższe wartości w grupie OLV (tab. III).
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Dikmen Y, Aykac B, Erolcay H: Unilateral high frequency jet ventilation during one-lung ventilation. Eur J Anaesthesiol 1997; 14: 239-243.
2. Kaplan JA: Physiology of the lateral decubitus position, the open chest, and one-lung ventilation; in: Thoracic Anesthesia Churchill Livingstone An Imprint of Elsevier Science Philadelphia, 2003: 71-90.
3. Senturk M, Layer M, Pembeci K, Toker A, Akpir K, Wiedemann K: A comparison of the effects of 50 % oxygen combined with CPAP to the non-ventilated lung vs. 100 % oxygen on oxygenation during one-lung ventilation. Anasthesiol Intensivmed Notfallmed Schmerzther 2004; 39: 360-364.
4. Brzeziński K, Nestorowicz A: Problemy znieczulenia do zabiegów wideotorakoskopii. Anest Inten Ter 1994; 26: 55-58.
5. Buda AJ, Pinsky MR, Ingels NB Jr, Daughters GT 2nd, Stinson EB, Alderman EL: Effect of intrathoracic pressure on left ventricular performance. N Engl J Med 1979; 30: 453-459.
6. Dobosz J, Czyżewski D, Filipowski M, Lazar-Czyżewska B: Ostra niewydolność oddechowa w chirurgii klatki piersiowej. w: Ostra niewydolność oddechowa. Patofizjologia i leczenie. Wybrane zagadnienia. (Red.: Antoszewski Z, Skalski JH, Skalska A) Wyd Śląsk 2003: 189-190.
7. Herridge M, Slutsky A: High-frequrency ventilation: a ventilatory technique that merits. Revisiting Respiratory Care 1996; 41: 385-394.
8. Maciejewski D: Wentylacja oscylacyjna w zespole ostrej niewydolności oddechowej. Med Inten Rat 2004; 7: 21-27.
9. Nevin M, Van Besouw JP, Williams CW, Pepper JR: A comparative study of conventional versus high-frequency jet ventilation with relation to the incidence of postoperative morbidity in thoracic surgery. Ann Thorac Surg 1987; 44: 625-627.
10. Pierson DJ: Management of bronchopleural fistula in the adult respiratory distress syndrome. New Horiz 1993; 1: 512-521.
11. Ritz R, Benson M, Bishop MJ: Measuring gas leakage from bronchopleural fistulas during high-frequency jet ventilation. Crit Care Med 1984; 12: 836-837.
12. Dhara SS, Liu EH, Tan KH: Monitored transtracheal jet ventilation using a triple lumen central venous catheter. Anaesthesia 2002; 57: 578-581.
13. Lanzenberger-Schragl E, Donner A, Kashanipour A, Zimpfer M: High frequency ventilation techniques in ARDS. Acta Anaesthesiol Scand 1996; 109 (Suppl.): 157-161.
14. Capan L, Ramanathan S, Sinha K, Turndorf H: Arterial to end-tidal CO2 gradients during spontaneous breathing, intermittent positive-pressure ventilation and jet ventilation. Crit Care Med 1985; 13: 810-813.
15. Evans KL, Keene MH, Bristow AS: High-frequency jet ventilation-a review of its role in laryngology. J Laryngol Otol 1994; 108: 23-25.
16. Sticher J, Muller M, Scholz S, Schindler E, Hempelmann G: Controlled hypercapnia during one-lung ventilation in patients undergoing pulmonary resection. Acta Anaesthesiol Scand 2001; 45: 842-847.
17. Poyhonen M, Syvaoja S, Hartikainen J, Ruokonen E, Takala J: The effect of carbon dioxide, respiratory rate and tidal volume on human heart rate variability. Acta Anaesthesiol Scand 2004; 48: 93-101.
18. Nestorowicz A: Wentylacja z wysoką częstotliwością w doświadczalnej niedodmie w warunkach odmy chirurgicznej. Praca habilitacyjna. Akademia Medyczna w Lublinie. Lublin 1989.
19. Rouby JJ, Simonneau G, Benhamou D, Sartene R, Sardnal F, Deriaz H, Duroux P, Viars P: Factors influencing pulmonary volumes and CO2 elimination during high-frequency jet ventilation. Anesthesiology 1985; 63: 473-482.
20. Spackman DR, Kellow N, White SA, Seed PT, Feneck RO: High frequency jet ventilation and gas trapping. Br J Anaesth 1999; 83: 708-714.
21. Ender J, Panzer M, Gummert J, Krakor R, Conradi S, Raumanns J, Petry A: High frequency jet ventilation for minimally invasive coronary artery bypass operation. Anasthesiol Intensivmedizin 2002; 43: 529.
22. Chakrabarti MK, Sykes MK: Cardiorespiratory effects of high frequency intermittent positive pressure ventilation in the dog. Br J Anaesth 1980; 52: 475-482.
23. Klain M, Keszler H: Circulation assist by high frequrency ventilation Crit Care Med 1980; 7: 232.
24. Lichtwarck-Aschoff M, Nielsen JB, Sjostrand UH, Edgren EL: An experimental randomized study of five different ventilatory modes in a piglet model of severe respiratory distress. Intensive Care Med 1992; 18: 339-347.
25. Nestorowicz A: Kliniczna przydatność wentylacji z wysoką częstotliwością. Wiad Lek 1988; 41: 1366-1369.
26. Sherry KM, Windsor JP, Feneck RO: Comparison of the haemodynamic effects of intermittent positive pressure ventilation with high frequency jet ventilation. Studies following valvular heart surgery. Anaesthesia 1987; 42: 1276-1283.
27. Normandale J, Patrick M, Sherry KM, Feneck RO: Comparison of conventional intermittent positive pressure ventilation with high frequency jet ventilation. Studies following aortocoronary bypass graft surgery. Anaesthesia 1987; 42: 824-834.
28. Fusciardi J, Rouby JJ, Barakat T, Mal H, Godet G, Viars P: Hemodynamic effects of high-frequency jet ventilation in patients with and without circulatory shock. Anesthesiology 1986; 65: 485-491.
