Как место подключения источника кислорода к домашнему аппарату ИВЛ влияет на регистрируемое значение дыхательного объема
Erwan d’Aranda, Pierre-Julien Cungi, Quentin Mathais, Mickae¨l Cardinal, Pierre Esnault, Ce´dric Nguyen, Julien Bordes, Eric Meaudre, Philippe Goutorbe
Актуальность проблемы: Длительная домашняя искусственная вентиляция легких все чаще применяется у пациентов с хронической дыхательной недостаточностью. Все более популярными становятся базы медицинских данных с онлайн-доступом, во многих странах контроль домашнего аппарата ИВЛ можно осуществлять удаленно. Целью этого сравнительного исследования было определить, может ли показатель дыхательного объема (VT) зависеть от места подключения источника дополнительного кислорода. Методика: В данном сравнительном экспериментальном исследовании мы протестировали 4 домашних аппарата ИВЛ с использованием двухкамерного симулятора легких, проверив подключение источника дополнительного кислорода либо через разъем в дыхательном контуре (т. е. передний входной порт), либо через интегрированный разъем аппарата (задний входной порт), при разной скорости подачи кислорода: 2, 4, 6 и 8 л/мин. Мы сравнили эффективно доставленный VT, измеренный с помощью пневмотахографа (т.н., измеряемый VT), с VT, зарегистрированным каждым домашним аппаратом ИВЛ (т.н., регистрируемый VT). Результаты: Для всех домашних аппаратов ИВЛ регистрируемый и измеряемый VT были сопоставимы при использовании интегрированного заднего порта, независимо от скорости потока кислорода. Однако при использовании переднего порта регистрируемый аппаратами ИВЛ VT был значительно ниже измеряемого VT, при этом наибольшая разница достигала 29% при самой высокой тестируемой скорости потока кислорода (8 л/мин). Заключение: Показатели регистрируемого VT могут быть неточными в случае, если кислород подключается через разъем в дыхательном контуре, что может иметь последствия как на индивидуальном, так и на коллективном уровне (например, при аналитике «больших данных»). Врачи, анализирующие данные домашних аппаратов ИВЛ, должны иметь представление о значении места подключения источника кислорода и всегда рекомендовать подключение источника кислорода к заднему интегрированному порту.
Ключевые слова: домашний аппарат ИВЛ; подача кислорода; дыхательный объем; телемониторинг; облачное хранение; сравнительное исследование.
[Respir Care 2020;65(3):288 –292. © 2020 Daedalus Enterprises]
Введение.
Долгосрочная искусственная вентиляция легких на дому все чаще используется пациентами с хронической дыхательной недостаточностью. В своей недавней работе Masefield и соавторы обобщили данные нескольких опросов: аппараты ИВЛ на дому используют 12,9 человек на 100 000 населения по данным канадских исследователей и 9,9 и 12 человек на 100 000 населения в Австралии и Новой Зеландии соответственно. Последнее исследование, в котором были опрошены 2725 субъектов, показало, что режим с целевым давлением использовался в 95,5% случаев. Домашние ИВЛ являются нагнетательными устройствами и в большинстве случаев работают при помощи турбины. Турбина генерирует поток, который регулируется для поддержания необходимого давления посредством обратной связи от датчика давления. Создаваемый объем необходимо контролировать, поскольку он варьируется в зависимости от характера дыхания пациента (например, растяжимости и сопротивления дыхательных путей, мышечных усилий).
Пациентам нередко бывает рекомендовано использование дополнительного кислорода для улучшения газообмена. Кислород подается или через разъем в аппарате ИВЛ или через Т-образный переходник, подключенный к дыхательному контуру пациента. Односоставной контур может быть предпочтительнее двухсоставного, поскольку он менее громоздкий и удобнее для пациента, даже несмотря на то, что он не позволяет оценить объем выдыхаемого воздуха. Некоторые домашние аппараты ИВЛ, представленные на рынке, не имеют заднего интегрированного порта для кислорода. Насколько нам известно, ранее никто не изучал влияние места подключения источника кислорода на регистрируемый дыхательный объем (VT). Поэтому с помощью симулятора легких мы проанализировали объем, фактически доставляемый пациенту, и объем, фиксируемый домашним аппаратом ИВЛ, варьируя место подключения кислорода и поток кислорода.
Методика.
Данное экспериментальное исследование было проведено в виде сравнительного испытания, описанного Aslanian и соавторами, с использованием двухкамерного симулятора легких (симулятор легких взрослого/новорожденного, Michigan Instruments, Гранд-Рапидс, Мичиган) (Рис. 1). Каждый тестируемый аппарат ИВЛ подключался односоставным дыхательным контуром с активным клапаном выдоха (без утечек на вдохе) к первой камере симулятора легких. Две камеры были конструктивно соединены небольшой металлической планкой, что позволяло ведущей камере поднимать экспериментальную камеру. Во второй камере (т.е. ведущей камере) создавалось давление с помощью ведущего аппарата ИВЛ PB 840 (Puritan Bennett, Covidien), что распознавалось тестируемым домашним аппаратом ИВЛ как дыхательное усилие пациента. Ведущий аппарат ИВЛ был настроен на частоту дыхания 15 вдохов в минуту и соотношение вдоха-выдоха равное 1:2. Подача кислорода осуществлялась либо через интегрированный порт на задней панели аппарата ИВЛ, что рекомендовано производителем (т. е. через задний входной порт), либо через Т-переходник, расположенный между аппаратом ИВЛ и контуром пациента (т. е. передний входной порт). Поток кислорода регулировался прецизионным расходомером (FlowAnalyser PF-300; IMTmedical, Букс, Швейцария). Измеряемый VT определялся с помощью пневмотахографа (Fleisch 6V, Лозанна, Швейцария), расположенного между контуром пациента и симулятором легких. Пневмотахограф проходил повторную калибровку перед каждым новым тестируемым ИВЛ. Сопротивление легких составляло 20 см H2O/л/с, а комплаенс симулятора легких составлял 60 мл/см H2O.
Мы испытали по 4 различных аппарата ИВЛ каждой из 4 моделей:
Legendair (Covidien [AIROX], Дублин, Ирландия),
PB560 (Covidien, Мэнсфилд, Массачусетс),
Vivo50 (Breas Medical, Мёльнлюкке, Швеция),
Trilogy 100 (Philips, Эйндховен, Нидерланды).
Аппараты ИВЛ были настроены на инициирование и прекращение дыхания пациентом, ПДКВ = 5 см H2O, раздувающее давление на 10 см выше ПДКВ. Мы проверили 4 скорости подачи кислорода: 2, 4, 6 и 8 л/мин. Для каждой скорости потока кислорода мы отмечали VT, поставляемый домашним аппаратом ИВЛ (т. е. регистрируемый VT), и VT, фактически полученный пациентом по данным пневмотахографа (т. е. измеряемый VT). Источник кислорода подключался один раз к задней панели аппарата ИВЛ и один раз спереди, в контур. Каждое измерение повторялось 5 раз (одна последовательность соответствует одному измерению для каждой скорости потока кислорода).
|
ЭКСПРЕСС-ОБЗОР.
Имеющиеся данные. |
Статистический анализ.
Количественные данные приведены в виде средних значений (с указанием стандартного отклонения SD). VT и поток кислорода при каждой подаче кислорода сравнивались методом двухфакторного ковариационного анализа. Испытания повторялись для каждого аппарата ИВЛ. Был установлен статистический уровень значимости P=0,05. Для каждой модели домашнего аппарата ИВЛ мы сравнили измеряемое и регистрируемое значение VT.
Результаты.
Для каждого аппарата ИВЛ средняя разница между объемом, зарегистрированным тестируемым домашним ИВЛ, и объемом, реально полученным симулятором легких (PB560 – 5,7%; Vivo50 –2,7%; Legendair – 8%; Trilogy – 6,7%), была ниже, чем 10%-ный стандарт (стандарт F1246-91 ASTM International, Американского общества испытаний и материалов; https://www.astm.org/Standards/F1246.htm, по состоянию на 29 августа 2019 г.).
Для всех аппаратов ИВЛ регистрируемый и измеряемый VT были сопоставимы при использовании интегрированного порта кислорода, независимо от скорости потока кислорода. В то же время, регистрируемый VT был значительно ниже измеряемого VT при использовании подключения источника кислорода через передний входной порт. Эта разница регистрируется уже при 2 л/мин и достигает 29% при увеличении скорости потока кислорода. Данные с аппарата Vivo50 представлены в Таблице 1 в качестве примера. Чтобы объединить все измерения, мы отобразили результаты в виде диаграмм размаха вариации значения измеряемого и регистрируемого VT. За базовый уровень (100%) было принято значение VT при потоке кислорода 2 л/мин при подаче через задний интегрированный порт (Рис. 2).
Обсуждение результатов.
Данное исследование показывает, что место подключения дополнительного источника кислорода влияет на регистрируемый VT. Когда кислород подключается после датчика потока, находящегося в аппарате ИВЛ, (т. е. через переднее входной порт), регистрируемое значение VT занижается, хотя реальный VT остается неизменным. В случае более высокой скорости потока кислорода это отклонение может достигать 29% (например, у Trilogy 100 и Vivo50 при 8 л/мин). Однако мы не обнаружили значимой разницы между регистрируемыми и измеряемыми значениями VT при использовании заднего входного порта. Эти результаты можно объяснить тем, что при расположении разъема кислорода после датчика потока аппарата ИВЛ кислородный поток невозможно измерить несмотря на то, что этот поток является частью VT пациента.
При режиме контроля по объему добавление потока кислорода в дыхательный контур увеличивает VT, тогда как при контроле по давлению целевое давление на вдохе достигается раньше, и аппарат ИВЛ показывает более низкий VT, чем фактический VT, полученный пациентом. В этом исследовании использовался односоставной контур с клапаном выдоха, который в настоящее время применяется у трахеостомированных пациентов. По данным европейского исследования, трахеостомированные пациенты составляют около 10% от общего количества пациентов, находящихся на домашней ИВЛ. В этом случае разница между наблюдаемым и фактическим VT может навредить пациенту.
При использовании односоставного контура с патрубком утечки во время неинвазивной вентиляции разница вероятно будет небольшой (влияние потока кислорода будет снижено за счет утечки, которая может достигать 60 л/мин). Кроме того, поток кислорода будет снижен вследствие общей утечки. Аппараты ИВЛ без встроенного кислородного порта не следует использовать у трахеостомированных пациентов, хотя их можно использовать в качестве экстренного аппарата.
По данным другого исследования, домашние аппараты ИВЛ могут в разной степени недооценивать VT. Сохраненные в памяти аппарата данные могут быть просмотрены врачом для оценки эффективности и переносимости вентиляции. Кроме того, возможности телемониторинга пациентов, использующих ИВЛ на дому, растут. Если врач не может видеть место входа источника кислорода, неправильная интерпретация контролируемого VT может привести к неправильному повышению давления, что приведет к перераздуванию легких и созданию внутреннего ПДКВ или неоправданной разгрузке дыхательных мышц.
Последствия на индивидуальном уровне: к примеру, врач дистанционно считывает регистрируемое среднее значение VT=400 мл, пациент – взрослый мужчина, вентилируемый в режиме поддержки давлением, в таком случае врач может рассмотреть возможность повышения давления, хотя при фактическом среднем VT=520 мл (для примера возьмем наихудший вариант, погрешность 29%) это не будет показано. Если у пациента наблюдаются «воздушные ловушки», повышение уровня давления – не лучшее решение.
На коллективном уровне, результаты исследований «больших данных» могут оказаться некорректными. Производители, владеющие основной долей рынка домашних аппаратов ИВЛ и системами удаленного доступа к данным, могут быстро проанализировать данные большой когорты трахеостомированных пациентов, получающих вентиляцию с управлением по объему. Например, при частоте дыхания 10 вдохов/мин, соотношении вдоха-выдоха 1:2 и скорости потока кислорода 3 л/мин, на каждый VT к потоку кислорода прибавляется 100 мл. Допустима ли ошибка в 100 мл при мониторинге VT, особенно когда нам необходимо оценивать эффективность домашнего аппарата ИВЛ? Использование не соответствующих действительности показателей при аналитике «больших данных» может привести к риску неточных выводов о клинических конечных точках (показатели CO2, выживаемость).
Ограничения нашего исследования связаны c экстраполяцией результатов экспериментального исследования на пациентов.
Заключение.
Врачи, анализирующие данные аппаратов ИВЛ для домашнего использования, должны содействовать продвижению идеи о том, что дополнительный источник кислорода должен подключаться только к интегрированному порту аппарата ИВЛ. Показатели VT и минутного дыхательный объема могут быть занижены, если кислород подключается через разъем в контуре (т. е. передний входной порт), что может иметь негативные последствия как на индивидуальном, так и на коллективном уровне (например, при анализе «больших данных»).
