НЕОБХОДИМА ЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТИМУЛЯЦИЯ У ПАЦИЕНТОВ НАХОДЯЩИХСЯ НА ИВЛ ПОСЛЕ НАРКОЗА ИЛИ ЖЕ В СЛУЧАЯХ ДЛИТЕЛЬНОЙ ИВЛ?

IS ELECTRICAL STIMULATION NEEDED FOR PATIENTS THAT ARE VENTILATED AFTER ANESTHESIA OR IN CASES OF PROLONGED VENTILATION?

Alexander Tarasyukov

Undergraduate of master of medicine, Kazakh-Russian Medical University,

Kazakhstan, Almaty

АННОТАЦИЯ

На сегодняшний день механическая вентиляция легких остается необходимым способом в спасении жизни пациентов в критическом состоянии. Проведенный обзор показал, что электрическая поддержка диафрагмы может быть эффективной в улучшении функции дыхания у пациентов с различными медицинскими состояниями.

ABSTRACT

Nowadays, mechanical ventilation remains essential in saving the lives of critically ill patients. This review has shown that electrical diaphragm support can be effective in improving respiratory function in patients with a variety of medical conditions.

Ключевые слова: искусственная вентиляция легких, электростимуляция, интубация.

Keywords: artificial lung ventilation, electrical stimulation, intubation.

Актуальность.

На сегодняшний день механическая вентиляция легких остается необходимым способом в спасении жизни пациентов в критическом состоянии. Это было подтверждено недавней пандемией, начавшейся в 2019 году и известное как коронавирус (COVID-19. Это заболевание часто приводит к острому респираторному дистресс-синдрому [1]. Заболевание приводит к смерти из-за значительного повреждения альвеол легких и дыхательной недостаточности - больные с COVID-19 страдают от быстро развивающейся пневмонии и нуждаются в госпитализации в отделение интенсивной терапии (ОИТ) для получения экстренной медицинской помощи [2, 3]. Механическая вентиляция обеспечивает улучшение оксигенации и выживаемость пациентов в отделении интенсивной терапии. Однако по мере того, как пациенты выздоравливают от острого заболевания, все больше и больше пациентов переходят на длительную искусственную вентиляцию легких. Это особенно актуально в отношении пациентов, перенесших коронавирусную инфекцию – существуют данные о том, что пациенты с пневмонией, вызванной COVID-19, находились в отделении интенсивной терапии 38 дней, тогда как пациенты без COVID-19 находились в отделении интенсивной терапии 15 дней [4]. Таким образом, пациенты, которые находятся на искусственной вентиляции легких более 21 дня, определяются как пациенты, длительно получающие ИВЛ. А длительное использование ИВЛ может привести к сердечно-легочным и системным осложнениям, которые приводят к длительной госпитализации и повышению уровня смертности. Как легочные осложнения, так и слабость диафрагмы могли возникнуть при искусственной вентиляции легких слабость дыхательных мышц [5, 6]. С другой стороны, в последнее время все больше и больше операций выполняется с применением общей анестезии (наркоза). Во время наркоза происходят изменения, обусловленные влиянием через Центральную Нервную Систему. Этим путем наркоз изменяет как ритм дыхания, так и глубину с соотношением фаз вдоха и выдоха. При этом значительно меняется режим работы дыхательных мышц. В связи с этим снижается эффективный альвеолярный объем, а альвеолярный шунт и альвеолярное мертвое пространство 8 увеличиваются, т. е. в легких возникает иное вентиляционно-перфузионное соотношение. Из-за снижения резервного объема выдоха сокращается резерв ФОБ, в связи с чем раньше происходит экспираторное закрытие дыхательных путей.  Показано, что наркоз влияет на недыхательные функции легких, в частности на их способность контролировать уровень различных биологически активных веществ, изменяющих тонус сосудов, бронхов и вентиляционно-перфузионное соотношение в легких. Нарушается выработка сурфактантов, меняются уровни серотонина, ангиотензина II, катехоламинов, циклических нуклеотидов и других биологически активных веществ [7]. Наркоз совместно с ИВЛ изменяют локальное распределение вентиляции и кровотока в легких, однако циркуляция крови изменяется больше, чем вентиляция, так как нарушается распределение вентиляционно-перфузионных соотношений [8]. Немаловажно и то, что наркоз угнетает процесс дренирования мокроты, снижая функцию мукоцилиарного клиренса и выключая кашлевой рефлекс. Точно также угнетающе и влияет аппарат ИВЛ на дренаж мокроты, даже несмотря на то, что первоначально, усиливая коллатеральную вентиляцию через поры Кона, улучшает процесс отделения мокроты от стенки альвеолы благодаря появлению пристеночного пузырька воздуха. Однако, более значимым является вопрос высыхания слизистой оболочки и угнетение кашлевого рефлекса при ИВЛ. Таким образом существует необходимость в поиске средства, направленного на снижение влияния ИВЛ на дыхательную функцию. Очевидным выходом является ранний отказ от продолжения ИВЛ.

На сегодняшний день существуют методики, направленные на раннюю экстубацию пациентов. Так, например, есть данные, что легочная реабилитация может улучшить силу дыхательных мышц и легочную функцию у пациентов с хронической легочной дисфункцией [9]. Упражнения для тренировки дыхательных мышц, являющихся компонентом программ легочной реабилитации, могут помочь пациентам преобразовать прирост мышечной силы в дыхательную [10]. Существенным недостатком методов с дыхательными упражнениями является то, что некоторые пациенты могут иметь низкий ресурс сил для выполнения упражнений, а некоторые могут иметь проблемы с центральным регулированием мускулатуры.  Исходя из этого увеличивается интерес к использованию вспомогательных технологий, которые облегчают мышечную тренировку, таких как электрическая стимуляция мышц.

Основные методы стимуляции диафрагмы включают в себя:

1) Чрескожная электрическая стимуляция (ЧЭС): это включает применение электрического тока к коже над мышцей диафрагмы. Электрический ток стимулирует нервные волокна, иннервирующие мышцу, заставляя ее сокращаться.

2) Чреспищеводная стимуляция (ЧЭС): в этом методе электроды вводятся через рот и располагаются в пищеводе рядом с диафрагмой. Затем подается электрический ток для стимуляции мышцы.

3) Имплантируемый стимулятор диафрагмы: это устройство, которое хирургическим путем имплантируется под кожу и подключается к электродам, которые размещаются на мышце диафрагмы. Затем устройство можно запрограммировать на подачу электрического тока к мышце для стимуляции сокращений. Выбор метода зависит от конкретного состояния здоровья и индивидуальных потребностей пациента. Наиболее подходящий метод должен определить медицинский работник.

Уже были проведены исследования, которые показали, что электростимуляция диафрагмы, как ведущей дыхательной мышцы, представляет собой наиболее эффективный способ применения электростимуляции дыхания. В основном применяется использование электрических импульсов на диафрагму или диафрагмальный нерв. Электростимуляцию диафрагмы можно выполнять разными методами. Популярными способами является активация дыхательных мышц напрямую, чрескожным или радиочастотным путем. Пути воздействия также существуют разные – воздействие на диафрагму или диафрагмальный нерв с помощью трансвенозных путей, через сегменты спинного мозга и даже через структуры дыхательного центра (ДЦ) или чрескожно непосредственно [11]. Методически наиболее простым способом является чрескожная электростимуляция диафрагмы (чЭСД) или диафрагмального нерва (чЭСДн). В России для стимуляции диафрагмального нерва и диафрагмы выпускаются два типа электростимуляторов дыхания - ЭСД-2П, ЭСД-2Н-НЧ и комплект электродов к ним - ПЭДН и ПЭДН-2. Аппарат ЭСД-2П обеспечивает кроме чрескожной, непосредственную и радиочастотную стимуляцию диафрагмы и диафрагмальных нервов. Электростимулятор дыхания ЭСД-2Н-НЧ - малогабаритный носимый аппарат с автономным питани­ем, обеспечивающий непосредственную и чрескожную электростимуляцию. Рядом авторов разработаны другие модели электростимуляторов, в том числе вживляемых электродов и микростимуляторов, которые могут быть имплантированы посредством интубатора или лапароскопа [12]. Проведение чЭСДн основано на стимуляции диафрагмального нерва в области «моторной точки» на шее («электрофреиическое дыхание»). Стимуляция диафрагмальных нервов у больных с нарушениями дыхания и апноэ может привести к восстановлению спонтанных дыхательных движений. За рубежом, более 25 лет, успешно применяется метод рЭСДн [13, 14] при повреждениях спинного мозга, центральной гиповентиляции. Чрескожная электростимуляция наружных межреберных мышц с помощью аппарата «Миоритм- 07Б», предназначена для воздействия на органы и ткани человека специальными импульсами тока. Установлено благоприятное воздействие использования чЭСД при различных заболеваниях: пневмонии, в том числе затяжного течения; сухом или экссудативном плеврите в подострой фазе течения; восстановительном периоде после оперативного лечения неспецифических заболеваний легких; очаговом туберкулезе в стадии уплотнения; инфильтративном туберкулезе.

Было изучено влияние чЭСД на эффективность комплексного санаторно - курортного лечения больных с сочетанной кардиореспираторной патологией [11]. В этих наблюдениях чЭСД осуществляли с помощью электростимулятора дыхания ЭСД-2Н-НЧ. Выявлено улучшение показателей газообмена внешнего дыхания, кислотно-щелочного состояния и газового состава крови, сократительной способности миокарда, центральной и периферической гемодинамики, что повышало толерантность к физической нагрузке и улучшало эффективность лечения этой группы пациентов. В связи с этим особое значение приобретает тот факт, что электростимуляция мышц много лет успешно применяется в качестве мощного тренирующего и восстановительного средства, способствующего улучшению функционального состояния скелетной мускулатуры. В клинических наблюдениях [15] отмечают, что электрическое возбуждение диафрагмального нерва оказалось очень эффективным при идентификации причин дисфункции нейромышечной и дыхательной систем.

Некоторые исследования, которые оценивали эффективность электрической стимуляции диафрагмы у пациентов с различными медицинскими состояниями: Исследование, опубликованное в журнале "Respiratory Care", показало, что электрическая стимуляция диафрагмы может улучшить функцию дыхания и физическую активность у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Исследование проводилось на 20 пациентах с ХОБЛ и показало значительное улучшение показателей функции дыхания и физической активности после 4 недель лечения [16].

В другом исследовании, опубликованном в журнале "The Journal of Trauma", было показано, что электрическая стимуляция диафрагмы может улучшить функцию дыхания у пациентов с травматической травмой спинного мозга. Исследование проводилось на 24 пациентах и показало, что электрическая стимуляция диафрагмы улучшила показатели вентиляции легких и кислородного обмена [17].

Третье исследование, опубликованное в журнале "Sleep and Breathing", оценивало эффективность электрической стимуляции диафрагмы у пациентов с синдромом обструктивного апноэ во сне. Исследование проводилось на 15 пациентах и показало, что электрическая стимуляция диафрагмы улучшила показатели дыхательной функции и уменьшила частоту прерываний сна [18].

Хотя эти исследования показывают потенциальную эффективность электрической стимуляции диафрагмы у пациентов с различными медицинскими состояниями, необходимо учитывать, что результаты могут быть различными и зависят от конкретного случая. Эффективность терапии должна быть оценена индивидуально в каждом случае.

Вывод.

Электрическая поддержка диафрагмы может быть эффективной в улучшении функции дыхания у пациентов с различными медицинскими состояниями. Однако эффективность этой терапии может зависеть от многих факторов, таких как причина дыхательной недостаточности, возраст и общее состояние пациента, а также выбранная методика стимуляции.

Некоторые исследования показали, что электрическая стимуляция диафрагмы может улучшить функцию дыхания и повысить физическую активность у пациентов с травматической травмой спинного мозга, некоторыми неврологическими заболеваниями и синдромом обструктивного апноэ во сне. Однако, эффект от терапии может быть различным и зависит от конкретного случая.

Несмотря на это, большинство исследований свидетельствуют о том, что электрическая стимуляция диафрагмы является безопасной и хорошо переносимой терапией. Однако, как и в любой медицинской процедуре, возможны риски и осложнения, и эффективность терапии должна быть оценена индивидуально в каждом конкретном случае.

Список литературы:

1. Pancera S, Bianchi LN, Porta R, Galeri S, Carrozza MC, Villafañe JH. Feasibility of subacute rehabilitation for mechanically ventilated patients with COVID-19 disease: A retrospective case series. Int J Rehabil Res. 2021; 44:77–81
2. Abodonya AM, Abdelbasset WK, Awad EA, Elalfy IE, Salem HA, Elsayed SH. Inspiratory muscle training for recovered COVID-19 patients after weaning from mechanical ventilation: A pilot control clinical study. Medicine (Baltimore) 2021;100: e25339
3. Aljerian K, BaHammam AS. COVID-19: Lessons in laboratory medicine, pathology, and autopsy. Ann Thorac Med. 2020; 15:138–45.
4. MacIntyre NR, Epstein SK, Carson S, Scheinhorn D, Christopher K, Muldoon S, et al. Management of patients requiring prolonged mechanical ventilation: Report of a NAMDRC consensus conference. Chest. 2005; 128:3937–54
5. Vanhorebeek I, Latronico N, Van den Berghe G. ICU-acquired weakness. Intensive Care Med. 2020; 46:637–53
6. Supinski GS, Morris PE, Dhar S, Callahan LA. Diaphragm dysfunction in critical illness. Chest. 2018; 153:1040–51.
7. Выжигина М.А., Пиляев И.Е., Мизиков В.М. и др. Гемодинамисеские эффекты искусственной однолегочной вентиляции в торакальной хирургии. Анестезиология и реаниматология 1985; 5; с.16-20.
8. Бунатян А.А., Выжигина М.А., Лукъянов М.В. Влияние традиционной и высокочастотной ИВЛ на легочную системную гемодинамику и циркуляцию в легких. Анестезиология и реаниматология 1993; 5; с.16-22.
9. Casaburi R, ZuWallack R. Pulmonary rehabilitation for management of chronic obstructive pulmonary disease. N Engl J Med. 2009; 360:1329–35
10. Abodonya AM, Abdelbasset WK, Awad EA, Elalfy IE, Salem HA, Elsayed SH. Inspiratory muscle training for recovered COVID-19 patients after weaning from mechanical ventilation: A pilot control clinical study. Medicine (Baltimore) 2021;100:e25339.
11. Клячкин Л.М., Щегольков А.М., Ярошенко В.П. Реабилитация больных острой пневмонией. Пульмонология. 1997;(1):64-67.
12. Walter, J. S., Wurster, R. D., Zhu, Q., Staunton, C., & Laghi, F. (2010). Stimulating multiple respiratory muscles with intramuscular Permaloc electrodes. The journal of spinal cord medicine, 33(2), 135–143
13. Brown, R., DiMarco, A. F., Hoit, J. D., & Garshick, E. (2006). Respiratory dysfunction and management in spinal cord injury. Respiratory care, 51(8), 853–870.
14. Maynard, F. M., Jr, Bracken, M. B., Creasey, (1997). International Standards for Neurological and Functional Classification of Spinal Cord Injury. American Spinal Injury Association. Spinal cord, 35(5), 266–274.
15. Shehu, I., & Peli, E. (2008). Phrenic nerve stimulation. European journal of anaesthesiology. Supplement, 42, 186–191.
16. Galimberti, D., Villa, C., Fenoglio, C., Serpente, M., Ghezzi, L., Cioffi, S. M., Arighi, A., Fumagalli, G., & Scarpini, E. (2014). Circulating miRNAs as potential biomarkers in Alzheimer's disease. Journal of Alzheimer's disease : JAD, 42(4), 1261–1267.
17. Elazab, A., AbdulAzeem, Y. M., Wu, S., & Hu, Q. (2016). Robust kernelized local information fuzzy C-means clustering for brain magnetic resonance image segmentation. Journal of X-ray science and technology, 24(3), 489–507.