Способ профилактики инфицирования нижних отделов дыхательных путей и постинтубационных стенозов трахеи при длительной искусственной вентиляции легких

Изобретение относится к медицине и применяется для профилактики инфицирования нижних отделов дыхательных путей и изменений в стенке трахеи, связанных с давлением манжет интубационных трубок на стенку трахеи при проведении длительной искусственной вентиляции легких (ИВЛ), которые в совокупности приводят к стенозам просвета трахеи.

Известно, что основной причиной рубцового стеноза трахеи является длительная ИВЛ. По мнению ряда авторов, частота осложнений длительной ИВЛ через трахеостомическую или интубационную трубку достигает 80%. Из всех осложнений на долю рубцового стеноза трахеи приходится до 25% случаев. Доля постинтубационных стенозов трахеи в структуре заболеваемости составляет от 14 до 45%, посттрахеостомических - от 51 до 73%. Среди известных факторов, приводящих к возникновению рубцового стеноза трахеи, основным является воздействие манжеты интубационной трубки на стенку трахеи. Несмотря на использование в современной реанимационной практике манжеты пониженного давления, эта проблема остается актуальной. Главным травмирующим фактором считается превышение давления в манжете интубационной трубки по отношению к капиллярному давлению слизистой трахеи. Соблюдение режимов рекомендованного давления в манжете интубационной трубки в пределах 25-30 мм рт. ст. (3333,05-3999.66 Ра) не всегда позволяет избежать повреждений слизистой оболочки трахеи. При массивной кровопотере, снижении артериального давления центрального генеза наблюдается уменьшение капиллярного давления в слизистой оболочке. В результате возникшей разницы между давлением в манжете интубационной трубки и капиллярным давлением возникает ишемия слизистой оболочки с последующим некрозом, метаплазией эпителия и развитием продуктивного воспаления в месте прилегания манжеты к слизистой трахеи. Одной из причин развития рубцового стеноза трахеи является присоединение инфекции в месте ишемии слизистой оболочки. («Способы лечения и профилактики Рубцовых стенозов трахеи». Обзор. И.С. Курганский, В.Н. Махутов, С.А. Лепехова. Ж. «Вестник оториноларингологии», 2016, №1 стр. 66-71)

Другими факторами, утяжеляющими повреждение слизистой оболочки трахеи и приводящими кхронизации воспаления, являются рефлюкс желудочного и дуоденального содержимого с последующей аспирацией, аутоиммунный

процесс по типу реакции замедленного типа к коллагену хряща (Осипов А.С., Гасанов A.M., Пинчук Т.П. Постинтубационные трофические повреждения гортани и трахеи. Эндоскопическая диагностика, профилактика и лечение. Ж. Хирургия.

2011; 4:68-72.)

Одной из причин развития рубцового стеноза трахеи является присоединение инфекции. Чаще всего при бактериологическом исследовании высевается госпитальная микрофлора. (Тришкин Д.В., Новиков В.Н., Ложкина Н.В. Постинтубационная болезнь трахеи: клинико-морфологические варианты.

Российская оториноларингология. 2008; 6:137-142, Лафуткина Н.В. Алгоритм ведения больных, перенесших трахеостомию в отделении интенсивной терапии: Дис. канд. мед. наук. М. 2007, Абдулаева Н.Н., Ходжаева К.А. Некоторые патогенетические механизмы раневого процесса при стойких деформациях гортани и трахеи. Вестник оториноларингологии. 2002; 4:8-10.)

Т.о. при длительной интубации трахеи нарушается мукоцилиарный клиренс, быстро нарастает обсеменение глотки патогенными микроорганизмами. Желудочный рефлюкс вызывает химическое раздражение дыхательных путей, способствует развитию инфекции. Содержимое глотки может проникать в гортань и трахею. При этом замыкательная функция манжеты эндотрахеальной трубки при рекомендуемом давлении не обеспечивает герметичного разделения дыхательных путей из-за образования складок манжеты.

(Maryanne Z. Mariyaselvam¹*, Lucy L. Marsh¹, Sarah Bamford¹, Ann Smith², Matt P. Wise³ and David W. Williams

Endotracheal tubes and fluid aspiration: in vitro evaluation of new cuff technologies. BMC Anesthesiology (2017) 17:36 DOI 10.1186/s12871-017-0328-0)

Известен способ профилактики стенозов трахеи с помощью контроля давления в манжете большого объема и низкого давления эндотрахеальной трубки. Однако при соблюдении рекомендованного безопасного давления до 30 см водного столба не удается достигнуть герметичного разграничения верхних и нижних дыхательных путей, а большее давление приводит к ишемическим изменениям в слизистой оболочке трахеи (Grit. Care Med 2006; 34:632-639 A low-volume, low-pressure tracheal tube cuff reduces pulmonary aspiration, http://www.critical.ru/actual/anest/tracheal_tube.htm).

Известен способ профилактики стенозов трахеи с помощью контроля давления в манжете маленького объема и низкого давления эндотрахеальной трубки. Однако при этом в манжете используется давление 55-58 мм рт. ст., которое из-за особенностей стенки манжеты создает давление на стенки трахеи 18-22 мм рт. ст. (25-30 см водн. ст.).

Не смотря на эти преимущества, эндотрахеальные трубки с манжетой маленького объема и низкого давления не получили распространения, по видимому в результате отсутствия уверенности о соблюдении рекомендованных параметров давления на стенку трахеи, сложностей с индивидуальным подбором диаметра трубки и необходимостью использования специального прибора для контроля давления в манжете из-за проницаемости стенок ее для газов (Crit. Care Med 2006; 34:632-639 A low-volume, low-pressure tracheal tube cuff reduces pulmonary aspiration, http://www.critical.ru/actual/anest/tracheal_tube.htm)

Известен способ профилактики стенозов трахеи, вызываемых длительно находящейся в ее просвете трахеотомической трубкой, с использованием трахеотомических трубок с двумя манжетами низкого давления, в которых давление воздуха снижается и повышается попеременно. (http://maromax.ru/groups/g-743-Traheostomicheskava-trubka-PORTEX-s-dvumya-manzhetami.php; http://www.mediteczt.ru/docs/Covidien_respiratoroe_obespechenie.pdf стр. 26)

Основным фактором развития осложнений при длительном нахождении эндотрахеальной трубки в трахее является давление, оказываемое на ее стенки изолирующей манжетой. Уровень давления, по мнению различных авторов, колеблется от 3333 до 4000 Ра, который рекомендуется для обычной эндотрахеальной трубки до 1961,33-2941,9 Ра при использовании устройства контроля давления «Pressure Easy» (http://n-world.ru/medexp/portex/endotrahealnye-trubki/292004.htm; В.В. Лазарев1, Е.М. Коптева2, Л.Е. Цыпин1, И.Г. Хамин2, Д.В. Дорохов в. ж. «ОБЩАЯ РЕАНИМАТОЛОГИЯ», 2012, VIII; №2 стр. 43-46, «МОНИТОРИНГ ДАВЛЕНИЯ В МАНЖЕТЕ ЭНДОТРАХЕАЛЬНОЙ ТРУБКИ У ДЕТЕЙ» http://www.portexland.ru/pdf/pea.pdf).

При использовании устройства аппарата ИВЛ MythoVent рекомендуется давление в манжете на вдохе 2451 Ра, а на выдохе =686 Ра. (http://trade-med.ru/catalog/medicina/mediczinskoe-oborudovanie/apparatyi-ivl/mythovent-(mitovent)-proizvoditel-ms-westfalia-gmbh.html; https://www.youtube.com/watch?v=2SRgRGi8apo; http://medprom.ru/medprom/1457763;

Ranaweera, J.P. (2013) ‘Measurement of endotracheal tube cuff pressure in ICU patients’, Sri Lanka Journals Online, Vol. 21 No. 1; Chadha, N.K., Gordin, A., Luginbuehl, I., Patterson, G., Campisi, P., Taylor, G., Forte, V. (2011) ‘Automated Cuff Pressure Modulation’, Arch Otolaryngol Head Neck Surg, Vol. 137, No. 1, pp. 30-34.)

Конкретное рабочее давление в манжетах устанавливаться врачом индивидуально с учетом соответствия диаметра эндотрахеальной трубки размеру трахеи, состояния гемодинамики пациента, предполагаемого срока интубации, состояния верхних дыхательных путей, присоединения инфекционного процесса и др.

Следует иметь ввиду, что давление в манжете не должно надолго превышать капиллярное давление, которое на артериальных отрезках капилляров большого круга кровообращения оно составляет 30-50 мм рт. ст. (4000-6666 Ра), а на венозных отрезках в связи с расходом энергии на преодоление сопротивления по длине капилляра и фильтрацию оно снижается до 25-15 мм рт. ст. (3333-2000 Ра). Существенное влияние на капиллярное кровообращение оказывает величина венозного давления которое возрастает при раздувании манжеты эндотрахеальной трубки и в норме редко превышает 120 мм вод. ст. (1177 Ра). (Медицинская энциклопедия. https://znaiu.ru/art/40013720Q.php).,

Из изложенного можно сделать вывод, что безопасное в плане профилактики аспирационных осложнений давление в манжете эндотрахеальной трубки вызывает ишемические расстройства в слизистой оболочке трахеи, а безопасное в плане микроциркуляторных нарушений давление не гарантирует от аспирационных осложнений.

Известны эндотрахельные трубки с отдельными аспирационными каналами для санации пространства над манжетой. С целью профилактики развития вентилятор-ассоциированной пневмонии (VAP) успешно используется аспирация из надманжеточного пространства. Высокая эффективность данного метода подтверждена включением его в международные протоколы лечения и профилактики VAP (http://www.portexland.ru/?pid=176&section_id=22). Прототип.

Недостатком известного способа и устройства является:

- ухудшение кровообращения в сегментах слизистой оболочки трахеи при раздувании манжеты цилиндрической (грушевидной) формы;

- пассивная профилактика ишемических расстройств в слизистой оболочке трахеи только за счет изменения давления в манжете в время вдоха и выдоха при подключении специальной аппаратуры, регулирующей давление в манжете во время вдоха и выдоха.

- Периодическая санация пространства над манжетой;

- Возможность проникновения инфекции ниже манжеты в перерывах между санациями;

- Возможность заброса жидкости в нижние отделы дыхательных путей при промывании пространства над манжеткой.

Задачей заявляемого способа лечения является уменьшение давления в манжете эндотрахеальной трубки и зоны выключения (ухудшения) кровообращения в слизистой оболочки трахеи при раздувании манжеты за счет активной постоянной профилактики проникновения содержимого глотки и гортани между складками манжеты эндотрахеальной трубки с помощью создания восходящих воздушных потоков вдоль стенок трахеи выше манжеты и промывания пространства над манжетой под небольшим давлением в восходящем воздушном потоке.

Это достигается с помощью расположения над манжетой эндотрахеальной трубки вентиляционного диффузора с собственным наружным воздушным приводом и негерметичной эластичной мембраны (дефлектора), которая отклоняет воздушные потоки вдоль стенок вышележащих дыхательных путей. Общие признаки заявляемого способа с прототипом:

- возможность санации верхних дыхательных путей над манжетой.

Новые признаки заявляемого способа с прототипом:

- активно препятствует проникновению содержимого вышележащих дыхательных путей под манжету за счет образования восходящих воздушных потоков над манжетой.

- уменьшение давления в манжете т.к. за счет образования восходящих воздушных потоков вдоль стенок вышележащих дыхательных путей и снижается проникающая способность их содержимого в нижние дыхательные пути.

- подача и аспирация антисептических растворов при санации производится через разные пути.

Общие признаки заявляемого устройства с прототипом:

- раздуваемая манжета на эндотрахеальной трубке, с возможностью подключения к аппарату, позволяющим регулировать и контролировать в ней давление во время вдоха и выдоха;

- наличие канала для санации пространства над манжетой.

Новые признаки заявляемого устройства с прототипом:

- вентиляционный диффузор с собственным наружным воздушным приводом;

- негерметичная эластичная мембрана (дефлектор), расположенная над диффузором, которая отклоняет воздушные потоки вдоль стенок вышележащих дыхательных путей не доходит в рабочем положении до стенок трахей на 1-2 мм.

- трубка аварийного сброса воздуха из пространства над манжетой.

На фиг. 1 показаны расположенные в трахее 1 рабочая часть эндотрахеальной трубки 2, трубка 3 для подачи воздуха в манжету 7, которая проходит внутри эндотрахеальной трубки 2, негерметичная эластическая мембрана (дефлектор) 4, вентиляционный диффузор 5 с отверстиями 6, трубка 8 для подачи воздуха в вентиляционный диффузор 5, трубка 9 для аварийного сброса воздуха из дыхательных путей над манжетой.

При этом вентиляционный диффузор 5 располагается непосредственно над манжетой 7 эндотрахеальной трубки 2, а негерметичная эластичная мембрана (дефлектор) 4 над диффузором, края дефлектора 4 на 1-2 мм отстоят от стенок трахеи 1, трубка для аварийного сброса воздуха из дыхательных путей над манжетой открывается в верхнем отделе трахеи.

Устройство работает следующим образом: после создания заданного давления в манжете 7 эндотрахеальной трубки 2 в вентиляционный диффузор 5 через трубку 8 поступает воздух по давлением, которое составляет до 80% от давления созданного в манжете 7. Воздух через отверстия 6 вентиляционного диффузора 5 поступает в трахею 1 и благодаря негерметичной эластичной мембране (дефлектору) 4 направляется вверх вдоль стенок дыхательных путей, препятствуя обратному движению любых частиц из вышерасположенных дыхательных путей. При изменении давления в манжете эндотрахеальной трубки 7 давление в вентиляционном диффузоре 5 также изменяется за счет внешнего источника регуляции давления, составляя до 80% давления в манжете 7 эндотрахеальной трубки 2. В свою очередь давление воздуха в манжете 7 эндотрахеальной трубки 2 может быть снижено на 30-50% по сравнению с рекомендуемым. В случае герметизации по каким-либо причинам дыхательных путей над манжетой до выхода и полости рта (носа) сброс воздуха из трахеи выше манжеты осуществляется через трубку 9 для аварийного сброса воздуха из дыхательных путей над манжетой. Трубка 9 для аварийного сброса воздуха из дыхательных путей над манжетой может также использоваться для усиления дренажного эффекта восходящих потоков воздуха путем создания через нее отрицательного давления сравнимого с давлением воздуха в вентиляционном диффузоре с противоположным знаком.

При необходимости санации дыхательных путей над манжетой раствор антисептика может подаваться в пространство над манжетой периодически по каплям через трубку 8 для подачи воздуха в диффузор и вентиляционный диффузор 5, а эвакуироваться через трубку 9 для аварийного сброса воздуха из дыхательных путей над манжетой, в которой создается разряжение с помощью внешнего источника сравнимое по величине с давлением, создаваемым в вентиляционном диффузоре 5, но с противоположным знаком. При этом наилучшей эвакуации, при отсутствии противопоказаний, способствует положение Тренделенбурга.