Оценка эффективности метода низкопоточной анестезии у детей

В. А. Сидоров, В. А. Гребенников, В. А. Михельсон, А. И. Лешкевич

Кафедра детской хирургии РГМУ, г. Москва (зав. кафедрой- академик РАМН, проф. Ю. Ф. Исаков) Детская городская клиническая больница № 13 им. Н. Ф. Филатова, г. Москва (главный врач- Г. И. Лукин)

URL

Согласно принятой на сегодняшний день классификации, ингаляционная анестезия считается низкопоточной, если общий поток свежего газа по ротаметрам наркозного аппарата составляет 0.5-1 л/мин [4]. Достоинства низкопоточной анестезии и анестезии посредством закрытого контура, описанные Ralph Waters еще в 1926 году, представляются следующими: предотвращение потерь тепла и влаги из дыхательных путей, снижение стоимости анестезиологического пособия и снижение загрязнения окружающей среды [1]. Тем не менее, ощутить реальные достоинства метода низкопоточной анестезии удалось только в начале 80-х годов, когда появились наркозные аппараты, отвечающие всем критериям безопасности, необходимым для работы с низкими потоками свежего газа. В своей работе Aldrete и соавт. (1981) указали, что при работе с низкопоточным контуром происходит достаточно существенная задержка эндогенного тепла и влаги в организме [2]. Сравнивая стоимость различных видов анестезиологического пособия, Lampotang и соавт. (1991) обнаружили, что снижение потока свежего газа во время анестезии с 5 до 2.5 л/мин позволяет дополнительно сэкономить 100 миллионов американских долларов в год только в США и 225 миллионов долларов в год во всем мире [8].

В отечественной литературе мы не встретили работ, посвященных особенностям использования метода низкопоточной анестезии в педиатрической анестезиологической практике, поэтому в своем исследовании мы поставили задачу оценить эффективность и безопасность данного способа ингаляционной анестезии у детей, сравнить стоимость анестезиологическоо пособия и расход ингаляционных анестетиков при работе с высокими и низкими потоками свежего газа, а также оценить динамику температуры и влажности при проведении низкопоточной анестезии у детей.

Материал и методы

Исследование было проведено на базе отделения анестезиологии и реанимации ДГКБ № 13 им. Н. Ф. Филатова (г. Москва) и охватило 98 пациентов в возрасте от 1 до 14 лет с различной хирургической патологией (гипоспадия, эписпадия, свищи уретры, гидронефроз, подковообразная почка, экстрофия мочевого пузыря). Оперативное вмешательство проводилось под комбинированной общей анестезией с низким потоком свежего газа; поддержание анестезии осуществлялось ингаляционным способом по схеме N2O:О2=2:1 + галотан 0.4 об.% (n=78) или N2O:О2=2:1 + энфлюран 0.6 об.% (n=20).

В зависимости от массы тела все больные были разделены нами на 3 основные группы. В первую группу вошли больные с массой тела ? 15 кг, во вторую- от 16 до 22 кг, в третью- с массой тела ? 23 кг. В контрольную группу вошло 86 пациентов, оперативное вмешательство у которых проводилось под комбинированной общей анестезией по аналогичной схеме с высоким потоком свежего газа. Средние величины массы тела, возраста больных и продолжительности анестезии приведены в таблице 1.

Анестезиологическое пособие проводилось с использованием наркозного аппарата Dra ger SA2 с электрическим приводом вентилятора (в этом аппарате свежий газ поступает в контур только в экспираторную фазу дыхательного цикла). Показатели вентиляции и гемодинамики исследовались нами при помощи анестезиологического монитора респираторных функций Dra ger РМ 8050 (Германия) и монитора гемодинамики Cardiocap (Datex, Финляндия). Измерение температуры и абсолютной влажности в дыхательном контуре проводили при помощи монитора НТМ-902 (“Сервисинструмент”, Россия), датчик которого был установлен на проксимальном конце шланга вдоха в месте его соединения с тройником пациента.

Во время анестезии каждые 5 минут отслеживались и регистрировались следующие показатели: парциальное давление углекислого газа на вдохе (PinCO2) и выдохе (PetCO2) [в абсолютных величинах и в виде графической кривой], концентрация кислорода на вдохе (FiO2) и выдохе (FexO2) [в процентах], концентрация закиси азота на вдохе (FiN2O) и выдохе (FexN2O) [в процентах], концентрация фторотана/энфлюрана на вдохе (hal in/enf in) и выдохе (hal ex/enf ex) [в объемных процентах]. Кроме того, мы фиксировали дыхательный объем, задаваемый на аппарате и регистрируемый сенсором потока на шланге выдоха (для оценки утечки из-под интубационной трубки), минутную вентиляцию легких [в литрах], пиковое давление на вдохе (PIP), давление в конце выдоха (Pex) [в сантиметрах H2O], температуру и абсолютную влажность на линии вдоха, частоту сердечных сокращений по данным ЭКГ и пульсоксиметрии, неинвазивное артериальное давление и сатурацию. Утром в день операции и через каждый час во время анестезии осуществлялся забор образцов артериализированной капиллярной крови из пальца для динамической оценки КОС, Hb, Ht, pCO2, pO2, COHb. Перед началом работы каждый раз проводились тесты на герметичность системы и утечку газа из дыхательного контура. Во всех 98 случаях средняя утечка из дыхательного контура наркозного аппарата составила 60 ± 20 мл/мин при 30 см Н2О. Реальная утечка из контура была несколько ниже, поскольку аппаратная ИВЛ у всех пациентов проводилась с пиковым давлением на вдохе в пределах 11-18 см Н2О.

Методика проведения низкопоточной анестезии. Учитывая то обстоятельство, что при снижении потока свежего газа необходимо провести коррекцию соотношения N2O:O2 в контуре с учетом величины потребления кислорода, изменив поток закиси азота и кислорода по ротаметрам, мы разработали схему, позволяющую правильно подобрать поток закиси азота и кислорода во время низкопоточной анестезии у детей (соотношение N2O:O2 в контуре- 2:1), которая представлена в таблице 2. В расчетах за основу принята величина потребления кислорода, равная 4 мл/кг в минуту. По условиям нашего протокола концентрация кислорода во вдыхаемой смеси во время низкопоточной анестезии не должна была падать ниже 30% (N2O:O2 в контуре 2:1); если этот показатель все же снижался < 30%, то мы проводили дополнительную коррекцию потоков N2O и O2 по ротаметрам наркозного аппарата (увеличивали поток O2 по дозиметру на 5% от суммарного потока О2+N2O, одновременно с этим снижая поток N2O на такую же величину).

Предлагаемый нами протокол проведения комбинированной общей анестезии с низким потоком свежего газа у детей выглядит следующим образом:

1) Индукцию в общую анестезию проводили либо ингаляционным способом (100% O2 + фторотан или энфлюран), либо внутривенным путем (диприван 2 мг/кг в/в детям старшего возраста) с последующей ингаляцией газонаркотической смеси (100% O2 + фторотан или энфлюран) через лицевую маску. Через 15 минут от начала индукции начинали ингаляцию закиси азота в соотношении N2O:O2=2:1 так, чтобы общий поток свежего газа (O2+N2O) составлял 6, 7.5 или 9 л/мин в зависимости от веса ребенка. Таким образом, в течение первых 15 минут анестезии в дыхательный контур подавался чистый кислород, что позволило обеспечить максимальную элиминацию азота из организма ребенка (денитрогенизация).

2) Интубацию трахеи проводили с использованием трубки с манжеткой. После завершения интубации трахеи и верификации месторасположения интубационной трубки манжетку раздували, чтобы свести к минимуму утечки из-под трубки.

3) Сразу после интубации трахеи и перевода ребенка на аппаратную ИВЛ на барабане испарителя устанавливали значение 0.4 об.% для фторотана или 0.6 об.% для энфлюрана.

4) Вслед за интубацией и переводом ребенка на аппаратную ИВЛ ребенку проводили эпидуральную блокаду (каудальным или поясничным доступом в зависимости от желаемого уровня обезболивания) с использованием раствора местного анестетика (1-2% лидокаин или 0.25% бупивакаин), промедола (0.2 мг/кг) и адреналина (1:200,000).

5) К работе с низкими потоками свежего газа приступали только после того, как: индукция будет полностью завершена и ребенок будет уложен на операционном столе в стационарное фиксированное положение; концентрации закиси азота, фторотана или энфлюрана на вдохе и выдохе придут в состояние динамического равновесия (FiN2O =FexN2O, hal in=hal ex, enf in=enf ex); и не ранее чем через 15 минут от начала подачи закиси азота в дыхательный контур.

6) Далее переходили к работе с низкими потоками свежего газа. Общий поток свежего газа (N2O+O2) при проведении низкопоточной анестезии составлял 1/10 от использовавшегося во время индукции (т. е. 600, 750 или 900 мл/мин в зависимости от веса ребенка).

7) Поддержание анестезии осуществляли ингаляционным способом (низкопоточная ингаляционная анестезия по схеме N2O:O2=2:1 + фторотан 0.4 об.% или энфлюран 0.6 об.%), что обеспечивало поверхностный уровень общей анестезии. При снижении FiO2 < 30% проводилась дополнительная коррекция потоков N2O и O2 по ротаметрам.

8) Аппаратная ИВЛ на этапе поддержания анестезии проводилась в режиме умеренной гипервентиляции (PetCO2 32-33 mm Hg) с соотношением вдох:выдох (I:E)=1:2; содовая известь в адсорбере считалась выработавшей свой ресурс и заменялась на новую, если парциальное давление CO2 на вдохе (РinCO2) превышало отметку в 3 mm Hg.

9) По окончании операции за 5 минут до запланированного перевода ребенка на ручную ИВЛ мы переключались на работу с высокими потоками свежего газа и сдували манжетку. Затем ингаляцию закиси азота прекращали и переводили ребенка на ручную ИВЛ чистым кислородом.

10) Экстубацию осуществляли только после восстановления адекватного самостоятельного дыхания, мышечного тонуса и рефлексов, проведя предварительную санацию трахеобронхиального дерева.

Результаты и их обсуждение

1) Во время работы с низкими потоками свежего газа показатели оксигенации, газообмена, респираторной функции и гемодинамики оставались стабильными и не выходили за пределы возрастной нормы; каких-либо осложнений во время анестезии и в послеоперационном периоде отмечено не было. В момент снижения потока свежего газа в 97.96% случаев не было зафиксировано никакого, даже минимального, уменьшения минутной вентиляции легких и/или пикового давления на вдохе и связанного с этим нарастания парциального давления углекислого газа в конце выдоха (PetCO2) по сравнению с исходными величинами (p< 0.05); давление на выдохе также оставалось стабильным и не снижалось до отрицательных значений. Это обстоятельство связано как с конструкцией самого наркозного аппарата (минимальные утечки из контура и система подачи свежего газа только в экспираторную фазу дыхательного цикла делают его максимально адаптированным к проведению низкопоточной анестезии), так и с тем, что моменту перехода к работе с низкими потоками свежего газа предшествовал предварительный 30-минутный период ингаляции газонаркотической смеси с высоким газотоком. Тем не менее у 2 пациентов (2.04%) при попытке снизить поток свежего газа были обнаружены значительные утечки из дыхательного контура вследствие несоответствия размеров интубационной трубки и дыхательных путей ребенка (до 300 мл/мин), в связи с чем от дальнейшего проведения низкопоточной анестезии пришлось отказаться.

Полученные в ходе исследований результаты показали, что при проведении низкопоточной анестезии по вышеизложенной методике в 90.6% случаев концентрация кислорода на вдохе (FiO2) не снижалась ниже 30%, что позволило не проводить в дальнейшем дополнительной коррекции потоков закиси азота и кислорода по ротаметрам. Таким образом, дополнительная коррекция потоков закиси азота и кислорода была выполнена нами всего у 2 больных из 2 группы (в среднем через 155.0± 21.2 мин от момента снижения потока газов) и у 7 наиболее тяжеловесных детей (52.9± 7.9 кг) из 3 группы (в среднем через 146.4± 54.1 мин), что свидетельствует об эффективности предлагаемой методики проведения низкопоточной анестезии.

Стабильные показатели минутной вентиляции легких, пикового давления на вдохе, давления на выдохе, парциального давления CO2 на вдохе и в конце выдоха, а также концентрации кислорода на вдохе (по сравнению с исходными величинами) дают основание сделать вывод о безопасности метода низкопоточной анестезии у детей. Тем не менее следует особо подчеркнуть, что во время работы с низкими потоками свежего газа у детей в обязательном порядке необходим тщательный мониторинг показателей газообмена и респираторных функций (как минимум концентраций CO2 на выдохе, концентрации O2 во вдыхаемой газовой смеси и концентрации галогенизированных анестетиков на выдохе). Если по каким-либо причинам мониторирование указанных параметров представляет затруднение, то от проведения низкопоточной анестезии следует отказаться по соображениям безопасности пациента.

2) Общий поток свежего газа при проведении низкопоточной анестезии по предложенной схеме составлял 1/10 от используемого при работе с традиционным высокопоточным контуром, что позволило: существенно снизить расход кислорода, закиси азота, фторотана и энфлюрана; уменьшить степень загрязненности операционной ингаляционными анестетиками; снизить стоимость анестезиологического пособия.

Сравнение стоимости ингаляционной анестезии с низким и высоким потоком свежего газа с учетом расхода кислорода, закиси азота, галогенизированного анестетика (галотан и энфлюран) и адсорбента можно наглядно продемонстрировать на следующем примере. Предположим, что 10-кратное снижение потока свежего газа у пациента с массой тела 50 кг осуществляется после предварительной 15-минутной денитрогенизации и последующей 15-минутной ингаляции закисно-кислородной смеси в соотношении 2:1 (N2O 6 л/мин, О2 3 л/мин). Соотношение N2O:O2=2:1 остается в контуре постоянным, если поток закиси азота и кислорода при работе в режиме low-flow составляет соответственно 470 и 430 мл/мин. Предположим также, что в качестве основного ингаляционного анестетика используется галотан или энфлюран, средняя концентрация которых на испарителе во время индукции составляет соответственно 1.5 об.% и 2 об.%, а на этапах поддержания анестезии- соответственно 0.4 об.% и 0.6 об.%.

В таблице 3 представлены сравнительные данные о расходе кислорода, закиси азота, фторотана и энфлюрана для такого пациента при проведении ингаляционной анестезии с высоким и низким потоком свежего газа. Приведенные данные еще раз подтверждают то обстоятельство, что проведение низкопоточной анестезии позволяет добиться существенной экономии кислорода, закиси азота и галогенизированного анестетика, особенно при длительных оперативных вмешательствах. Кроме того, снижение расхода закиси азота, фторотана и энфлюрана при работе с низкими потоками свежего газа дает возможность уменьшить степень загрязненности операционной этими ингаляционными анестетиками и оптимизировать условия труда персонала, работающего в операционной.

Данные о сравнительной стоимости ингаляционной анестезии с низким и высоким потоком свежего газа для 50-кг пациента из нашего примера представлены на рисунках 1 и 2. Из рисунка 1 видно, что проведение низкопоточной анестезии по схеме N2O/O2 + галотан 0.4 об.% позволяет добиться двукратной экономии средств по сравнению с традиционным высокопоточным контуром уже через 1.5 часа от начала анестезии, причем экономия средств становится еще более ощутимой при длительных оперативных вмешательствах. Рисунок 2 наглядно демонстрирует тот факт, что даже несмотря на двукратную разницу в стоимости между фторотаном (фирмы ICN, Россия) и энфлюраном (фирмы Abbott), проведение ингаляционной анестезии по схеме N2O/O2 + энфлюран 0.6 об.% при низких потоках свежего газа обходится дешевле, чем по схеме N2O/O2 + галотан 0.4 об.% с использованием традиционных высоких потоков газа.

3) Согласно последним данным, микроклимат в дыхательном контуре может во время анестезии может считаться оптимальным, если абсолютная влажность вдыхаемой газовой смеси составляет не менее 17 мг Н2О/л, а температура варьирует в пределах 28-32° С [7].

Влажность в дыхательном контуре. Проводя анестезию по полуоткрытому контуру с высоким газотоком, мы обнаружили, что у 65 детей из контрольной группы со средней массой тела 28.9± 12.4 кг абсолютная влажность газовой смеси на линии вдоха составляла в среднем 5.6± 1.2 мг Н2О/л, варьируя в пределах 3.7-8.2 мг Н2О/л, и ни при каких условиях не достигала оптимальных значений. При снижении потока свежего газа происходило быстрое повышение абсолютной влажности вдыхаемой газовой смеси, причем у детей со средней массой тела 25.8± 13.4 кг (n=77) абсолютная влажность достигала оптимальных значений (> 17 мг Н2О/л) уже через 23.4± 3.1 минуты от начала низкопоточной анестезии. Максимальное значение абсолютной влажности, зафиксированное на шланге вдоха при работе с низкими потоками свежего газа, составило 44.4 мг Н2О/л. Динамика абсолютной влажности в дыхательном контуре с высоким и низким газотоком отражена на рисунке 4. Представленные на нем данные позволяют сделать вывод о том, что по сравнению с традиционным высокопоточным контуром динамика абсолютной влажности при работе с низкими потоками свежего газа у детей более является намного более физиологичной (различия между значениями абсолютной влажности в основной и контрольной группах достоверны (p<0.05)).

Температура в дыхательном контуре. Проводя анестезию по полуоткрытому контуру с высоким газотоком, мы обнаружили, что у 50 детей из контрольной группы со средней массой тела 26.3± 10.1 кг температура газовой смеси на шланге вдоха составляла в среднем 23.3± 0.2 ° С, колебаясь в пределах 23.3-23.6 ° С, т. е. была существенно ниже оптимальной величины в 28 ° С. При снижении потока свежего газа происходило постепенное плавное нарастание температуры на линии вдоха, причем у детей со средней массой тела 24.4± 12.8 кг (n=52) температура вдыхаемой газовой смеси достигала оптимальных значений (> 28 ° С) в среднем через 73.2± 4.4 минуты от начала низкопоточной анестезии.

К концу первого часа низкопоточной анестезии температура в контуре по сравнению со средней исходной величиной (23.9± 0.31 ° С) повысилась в среднем на 3.7 ° С, к концу второго часа- на 5.3 ° С, а к концу третьего часа- на 6.2 ° С (p<0.05). Нам удалось показать, что даже при самых длительных оперативных вмешательствах (более 6 часов) температура в низкопоточном контуре не превышает отметки в 30.7 ° С, т. е. о перегревании вдыхаемой газовой смеси не может быть и речи. Динамика температуры в дыхательном контуре с высоким и низким газотоком отражена на рисунке 3. Представленные на нем данные позволяют сделать вывод о том, что проведение низкопоточной анестезии позволяет поддерживать более оптимальный и физиологичный температурный режим вдыхаемой газовой смеси по сравнению с традиционным высокопоточным контуром.

Таким образом, при условии достаточного мониторинга низкопоточная анестезия является эффективным и безопасным методом ингаляционной анестезии у детей, который позволяет существенно улучшить микроклимат в дыхательном контуре при одновременном снижении расхода кислорода и основных ингаляционных анестетиков, стоимости анестезиологического пособия и уменьшении загрязненности воздуха в операционной. Экономическая эффективность низкопоточной анестезии становится более выраженной при использовании более дорогостоящих галогенизированных анестетиков (например, энфлюрана).

Выводы

1) При условии достаточного мониторинга низкопоточная анестезия является эффективным и безопасным методом ингаляционной анестезии, который может с успехом применяться в рутинной детской анестезиологической практике.

2) Показатели температуры и влажности вдыхаемой газовой смеси при работе с низкими потоками свежего газа намного более физиологичны, чем при проведении анестезии по полуоткрытому контуру с высоким газотоком, что улучшает микроклимат в дыхательном контуре.

3) Проведение низкопоточной анестезии позволяет добиться существенного снижения расхода кислорода и ингаляционных анестетиков, а также уменьшить стоимость анестезиологического пособия, особенно при использовании более дорогостоящих препаратов для ингаляционного наркоза.

Литература

Эрдман В. Анестезия посредством закрытого контура. Актуальные проблемы анестезиологии и реаниматологии (освежающий курс лекций, перевод с английского под ред. д. м. н. Э. В. Недашковского). Архангельск-Тромсе, 1995, стр. 108-112.
Aldrete JA, Lowe HJ, Virtue RW. Low flow and closed system anesthesia. Grune and Strattons, New York 1979.
Barash PG., Cullen BF., Stoelting RK.. Handbook of Clinical Anesthesia. J. B. Lippincott Company, Philadelphia, 1991, pр. 32-39, 40-45.
Baum Jan A. Low Flow Anaesthesia. Revised English version. Butterworth-Heinemann, 1996, pp. 40-51
Cotter SM, Petros AJ, Dore CJ: Low flow anesthesia. Anesthesia 46:1009-1012, 1991.
Kaufman Leon. Аnaesthesia Review 2. Churchill Livingstone, 1984, pp. 189-200.
Kleemann, P. P. Tierexperimentelle und klinische Untersuchungen zum Stellenwert der Klimatisierung ana sthetischer Gase im Narkosekreissystem bei Langzeiteingriffen. Wissenschaftliche Verlagsabteilung Abbott GmbH, Wiesbaden (1989)
Lampotang S, Nyland ME, Gravenstein N: The cost of wasted anesthetic gases. Anesth Analg 71:S151, 1991