Борьба за дыхание, или почему при COVID-19 так важно иметь хороший аппарат ИВЛ

Вирус SARS-CoV-2 – причина, по которой мы снова вспомнили страшное словосочетание «атипичная пневмония». Именно она – а еще более конкретно ARDS (ОРДС, острый респираторный дистресс-синдром, иногда также РДСВ, респираторный дистресс-синдром взрослых) и полиорганная недостаточность, его сопровождающая – и есть состояние, приводящее к смерти пациентов с COVID-19, которая, например, в Италии сейчас колеблется на уровне 15–17% от числа госпитализированных.

В таких условиях крайне важным становится наличие в больнице ИВЛ – аппарата искусственной вентиляции легких.

Однако одним наличием ИВЛ не обойтись.

Какие бывают ИВЛ, что такое инвазивная и неинвазивная вентиляция и почему ОРДС до сих пор дает такую высокую смертность – тема сегодняшнего рассказа.

Страшное слово ОРДС

Острый респираторный дистресс-синдром – не самостоятельное заболевание. Это осложнение другого заболевания или состояния, которое сопровождается множественным и одновременным (диффузным, как говорят медики) поражением самой важной части легких – альвеол и тяжелой дыхательной недостаточностью, и лечится исключительно в реанимационных отделениях.

Описали ОРДС впервые в 1967 году – после того, как во время войны во Вьетнаме врачи заметили, что у пациентов через 2–3 дня после выхода из шока появлялась тяжелая дыхательная недостаточность. Причина нашлась быстро – легкое впадало в шок из-за больших объемов растворов, крови и плазмы, которые переливались раненым, из-за чего сначала, помимо первого названия «респираторный дистресс-синдром взрослых», ОРДС называли также «влажным легким», «шоковым легким» и т.п.

Позже нашлись и другие причины – например, пневмония при гриппе (знаменитая «испанка» приводила именно к ОРДС), сепсис, ожоги, травмы и так далее.

Слово «взрослых» в первоначальном названии указывало на отличность происхождения – ведь к тому времени было уже известно и другое тяжелое состояние, сопровождающееся дыхательной недостаточностью – респираторный дистресс-синдром новорожденных, возникающий при дефиците внутренней «смазки» легкого, сурфактанта, из-за чего альвеолы слипались на выдохе.

Летальность у нового синдрома была запредельной. Первые исследования показывали, что 80% пациентов, у которых развивался ОРДС, умирали. Позже, методами современной медицины, ее очень медленно удалось снизить до 40%. Так, например, одно из самых крупных исследований по ОРДС под названием «Lung Safe» в 2018 году делало вывод, что при легком течении ОРДС летальность составляет 35%, при среднем – 40%, и при тяжёлом – 46%.

Почему же ОРДС сопровождается такой высокой смертностью?

Что мешает кислороду

Вспомним для начала, что должно произойти с кислородом, чтобы он из легкого попал в ждущие его ткани и органы.

Воздух, который мы вдыхаем, проходит по трахее и бронхам до альвеол, после чего кислород путем диффузии через мембрану проникает из ткани легкого в капилляр. В крови он связывается с гемоглобином эритроцитов и уже в таком виде «развозится» по организму. Через здоровую альвеолу это сделать просто.

Но при ОРДС, помимо собственно прямого воздействия на ткань легкого типа баротравмы, токсического воздействия кислорода и т.п., возникает и такое явление, как «цитокиновый шторм» – когда иммунная система человека просто сходит с ума, пытаясь избавиться от чужеродного агента, и выбрасывает все возможные защитные (в нормальных условиях в адекватном количестве) вещества, которые бьют по своим и по чужим одновременно.

Эти вещества называются медиаторами воспаления, к ним относятся цитокины, эйкозаноиды, различные ферменты и так далее.

Все эти соединения повреждают альвеолокапиллярную мембрану, нарушают образование того самого сурфактанта, о котором мы уже говорили выше, способствуют тромбированию капилляров и тем самым «выключают» легкое из газообмена. Кислород перестает поступать в кровь, эритроциты не могут донести его к тканям, ткани и органы начинают умирать.

Эти же соединения запускают также и развитие таких процессов, как гиалиноз и фиброз, в мембранах альвеол, из-за чего легкое позже теряет свою дыхательную функцию. Развивается так называемый фиброз легкого – состояние нарушения эластичности и снижения емкости легких, которое, по предварительным данным, может служить причиной смерти выписанных после излечения от COVID-19 пациентов.

Новость ли все вышеперечисленное? Нет, не новость. Реаниматологи хорошо знают, что у ОРДС, в зависимости от его тяжести, есть три исхода:

• минимальные явления фиброза,

• фиброз легких,

• смерть.

Чем тяжелее течет ОРДС, тем хуже исход. При этом ряд авторов склонны отмечать, что тяжелое течение ОРДС чаще сопровождает вирусные пневмонии.

ОРДС и COVID-19

Согласно выводам ВОЗ (а их оценки сейчас все больше и больше пересматриваются, причем в сторону утяжеления, из-за ситуации в Италии и других странах), около 15% больных COVID-19 составляют пациенты средней тяжести или тяжелым течением заболевания, нуждающиеся в госпитализации и дополнительном кислороде, а не менее 5% больных требуют лечения в условиях реанимации и искусственной вентиляции легких.

SARS-CoV-2 – «новый» для человека вирус. Из-за своей новизны иммунная система реагирует на его проникновение и размножение цитокиновым штормом, запуская острый респираторный дистресс-синдром и последующие повреждения всех без исключения органов и тканей. Именно цитокиновым штормом (даже более конкретно – повышенными уровнями интерлейкина-6 и ферритина) и объясняют сейчас случаи смерти от COVID-19 молодых и совершенно здоровых до этого людей и именно на поиск лечения, могущего ограничить подобный ответ иммунной системы, направлены, помимо поисков собственно противовирусной терапии, усилия ученых всего мира.

Но сейчас нет специфических стопроцентно эффективных методик, позволяющих унять цитокиновый шторм. Наработки по лечению цитокинового шторма, сепсиса, острого респираторного дистресс-синдрома, которые существуют на данный момент, не применяются массово, они находятся только в стадии тестинга и для каждой стран свои – так, например, китайские протоколы использовали меропенем для лечения присоединяющейся вторичной бактериальной инфекции, а французы советуют азитромицин.

Основная терапия при COVID-19 пока что неспецифическая, то есть направлена ​​на поддержку пациента, а не на уничтожение вируса, поскольку до сих пор еще до конца непонятно, какое из потенциальных лекарств достоверно уничтожает SARS-CoV-2.

Лечение при условии развившегося ОРДС в первую очередь предполагает поддержку газообмена на необходимом для выживания организма уровне до того момента, пока не будет устранена основная причина – не стихнет истерика иммунной системы, не выработаются антитела против вируса. Поэтому на первое место выступают техники поддержания дыхательной функции, в том числе – и аппаратные.

Эти разные ИВЛ

Обмен воздухом с окружающей средой называется вентиляцией. Если мы дышим сами и нам хватает того, что мы вдохнули – это естественная вентиляция. Если же мы дышать сами не можем вообще или, как при ОРДС, даже зашедший в легкие воздух не способен обеспечить нормальный уровень кислорода в тканях, в дело вступает искусственная вентиляция легких.

В зависимости от показаний, степени тяжести, модели имеющегося аппарата ИВЛ и так далее, осуществлять ее можно двумя путями – неинвазивным (чаще всего при помощи маски, которая крепится к голове так, чтобы обеспечить максимальную герметичность прилегания) и инвазивным.

Также неинвазивная вентиляция может осуществляться при помощи специального шлема (которого в подавляющем количестве наших больниц нет).

Маски для неинвазивной вентиляции имеют ряд недостатков – например, в местах их прилегания могут образовываться пролежни. К тому же нужно иметь специальный аппарат, к которому они присоединяются.

Но при COVID-19 подавляющая часть пациентов, требующая искусственной вентиляции, почти сразу же требует ее в более серьезном режиме, чем это могут обеспечить маски и шлемы, поэтому все рекомендации советуют в случае тяжелого течения COVID-19 немедленно переходить к инвазивной ИВЛ.

Инвазивная ИВЛ предполагает, что трахею и аппарат ИВЛ будет что-то соединять. Чаще всего это обеспечивается введением в трахею специальной трубки с манжеткой на конце, которая потом раздувается и тем обеспечивает герметичность соединения.

Фото 1. Интубационная трубка с фильтром.

После того, как трахея и аппарат ИВЛ соединены, аппарат начинает доставлять в наши легкие определенный объем воздуха с определенной частотой, которые для каждого конкретного пациента разные. Это обеспечивается различными режимами вентиляции.

Для того чтобы понять, чем они отличаются и что происходит, нам необходимо разобраться в основных параметрах, характеризующих режимы ИВЛ – давление, объем и поток.

Давление, объем, поток

Объем – это то количество дыхательной смеси, которое необходимо пациенту.

Поток – это скорость, с которой газовая смесь доставляется к пациенту. Большинство аппаратов ИВЛ поддерживают поток в диапазоне от 60 до 120 л/мин.

Давление – самый, пожалуй, сложный параметр. Это сила, с которой газовая смесь будет действовать на стенки дыхательных путей. Она различна в разных фазах дыхания: есть давление на высоте вдоха (PIP), среднее давление в дыхательных путях (Paw), давление плато (в терминальных отделах дыхательных путей, альвеолах), положительное давление в конце выдоха (PEEP) и тому подобное.

Аппараты ИВЛ могут работать в условной группе трех режимов:

1. принудительно, когда аппарат вдувает в вас заданный объем с заданными характеристиками, хотите вы того или нет (осуществляется при отсутствующем или отключенном сознании),

2. самостоятельно, когда в основном вы дышите сами, но аппарат может помочь сделать вдох, если вы не в состоянии совершить его самостоятельно, и переведет вас на принудительный режим вентиляции, если вдруг по каким-то причинам вы перестали дышать,

3. и промежуточно между первым и вторым, как обычно работает большинство ИВЛ – когда аппарат обеспечивает некий заданный объем, но не мешает попыткам пациента дышать самостоятельно.

Определить, сколько газовой смеси доставит аппарат ИВЛ, можно двумя способами: или задав ему объем, или задав давление (тогда объем будет определяться как разница между давлением плато, то есть по сути давлением в альвеолах, и положительным давлением в конце выдоха).

У каждой методики есть свои достоинства и недостатки:

• режимы, в которых задается объем, требуют меньше внимания и настроек, но риск травмировать легкие при их использовании выше;

• режимы, в которых задается давление, требуют постоянного контроля объема, которое это давление обеспечивает.

В условиях ИВЛ обратную негативную сторону имеет все: высокие концентрации кислорода, высокие объемы, высокое давление легких. Анестезиологу необходимо подобрать параметры так, чтобы, с одной стороны, добиться адекватного газообмена, а с другой – не повредить легкие.

Также анестезиолог подбирает частоту дыхания, процентную долю кислорода в газовой смеси (FiO2, которая зависит от результатов анализа газов артериальной крови) и уже упомянутое PEEP – давление в конце выдоха, которое не позволит альвеолам схлопнуться, потому что схлопнувшаяся альвеола – это первый шаг к образованию ателектаза, области недышащей легочной ткани, которая в большинстве случаев не спешит восстановить свою функцию.

Все остальное – уже тонкости настроек специфических режимов, в частности определение тех показателей, по которым аппарат ИВЛ будет «понимать», что пациент хочет сделать вдох сам, и подстраиваться под силу его усилий.

Следует также учитывать, что набор настраиваемых параметров, кроме процентной доли кислорода в газовой смеси, различается для разных режимов. Так, например, есть режим, где врач задает только минутную вентиляцию (дыхательный объем, умноженный на частоту дыхания), а ИВЛ подстраивает все остальное.

ОРДС и вентиляция

Так как принудительные режимы вентиляции невозможно проводить, когда пациент в сознании, большинство пациентов с ОРДС в периоде его разгара погружают в медикаментозный сон, сопровождаемый обезболиванием. Большинство из них при этом вентилируются в так называемой «прон-позиции», то есть позиции лежа на животе.

За такими пациентами, как можно понять, требуется особый уход. Их нужно поворачивать, чтобы не образовались пролежни; очищать дыхательные пути, в которых образуется слизь; вводить антибиотики, препятствующие развитию вторичной, внутрибольничной пневмонии, которая часто присоединяется у интубированных пациентов на ИВЛ.

Так, только для того, чтобы повернуть такого пациента, необходимо участие 5 человек – из чего легко сделать вывод, какой объем нагрузки падает на бригаду интенсивной терапии в условиях эпидемии COVID-19.

Но самая большая отечественная проблема все же кроется в имеющихся аппаратах ИВЛ.

Именно из-за несоврешенных, старых аппаратов ИВЛ, качавших механически только объем, ОРДС давал такие высокие цифры смертности в 60-тых. В те годы вентиляцию начинали позже; применяли большие объемы, что повреждало ткань легкого; рано отлучали от подачи кислорода. Только после того, как была введена так называемая протективная искусственная вентиляция легких, которая характеризуется в основном подачей малых объемов и контролем давления в конце выдоха, летальность снизилась на 22%.

Однако 35-40% летальности при ОРДС – это западные цифры. Которые получаются при полной оснащенности отделений интенсивной терапии персоналом и современными аппаратами ИВЛ и при следовании современным международным протоколам вентиляции. Как только один из этих параметров «выпадает» – начинаются проблемы, масштабы которых нам сейчас наглядно демонстрирует Италия, где 96% смертности приходится на больных с ОРДС.

А что у нас?

У нас до сих пор можно встретить в глубинке допотопный, еще советский РО-6, который по сути является мешком Амбу с моторчиком и для лечения ОРДС не приспособлен. На аппаратах такого типа вели пациентов во время Вьетнамской войны, с соответствующим исходом.

Не отстает в негативном смысле от РО-6 и ФАЗА-5. Вести адекватно ОРДС на нем невозможно.

Можно встретить на отечественных просторах и древний Bird 8400 STI – который в каком-то смысле лучше РО-6 и ФАЗЫ-5, но все равно вести на нем тяжелый ОРДС будет проблематично.

Также далек от требований международных протоколов и самый распространенный отечественный аппарат ИВЛ «БРИЗ» – он вентилирует только по объему, что чревато повреждением альвеол, не имеет ряда необходимых датчиков и – как часто жалуются анестезиологи – периодически не следует заданным параметрам.

В ряде центральных больниц стоят адекватные западные модели типа Evita V500, можно даже встретить аппараты для экстракорпоральной мембранной оксигенации, но сколько их на страну и достаточно ли персонала, который умеет управлять ими для успешного лечения ОРДС в условиях эпидемии?

В большинстве наших больниц отсутствует возможность провести нормальный мониторинг газов крови и сделать компьютерную томографию, необходимую для контроля ОРДС, а уж 5 медсестер для поворачивания одного пациента в прон-позиции у нас точно нет нигде, стандартное обеспечение интенсивной терапии и реанимации – это +/-2 медсестры на пациента.

Вот почему еще более остро в этой ситуации звучит основная рекомендация минздрава – оставайтесь дома, дистанцируйтесь социально! От COVID-19, как уже показывает статистика, не застрахован ни старый, ни малый, а для адекватного лечения его тяжелых форм отечественная медицина просто не оснащена.

Соблюдайте карантин, старайтесь меньше появляться в местах скопления людей, мойте руки и не касайтесь лица – это гораздо проще, чем лечиться в условиях системы, которая едва справляется и с обычной нагрузкой.