Использование систем с замкнутым циклом при искусственной вентиляции легких у педиатрических пациентов: последние данные

При наличии значительного количества информации об использовании систем с замкнутым циклом у взрослых данные относительно их применения у детей весьма ограничены. Также недостаточно изучено влияние рабочего давления (∆P) на эффективность вентиляции легких у детей. По результатам исследований, проведенных во взрослых группах, эта переменная наиболее тесно связана со смертностью взрослых пациентов с ОРДС (Amato MB, Meade MO, Slutsky AS, et al. Driving pressure and survival in the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 2015;372(8):747‑755. doi:10.1056/NEJMsa14106391​). В ходе проведенного недавно ретроспективного когортного исследования, в которое были включены дети с острой гипоксемической дыхательной недостаточностью, находившиеся на вентиляции с высоким (≥ 15 смH2O) или низким (< 15 смH2O) рабочим давлением, не было обнаружено различий в показателях смертности, однако выявлено значительное уменьшение осложнений в группе с низким ∆P. Также было установлено, что пациенты из группы с низким ∆P провели больше дней без искусственной вентиляции при менее длительном пребывании в отделении интенсивной терапии и больнице (Rauf A, Sachdev A, Venkataraman ST, Dinand V. Dynamic Airway Driving Pressure and Outcomes in Children With Acute Hypoxemic Respiratory Failure. Respir Care. 2021;66(3):403‑409. doi:10.4187/respcare.080242​). Группа исследователей из Учебно‑исследовательской больницы педиатрии и детской хирургии им. д‑ра Бехчета Уз в г. Измир (Турция) занялась сравнением рабочего давления при адаптивной поддерживающей вентиляции (ASV 1.1) у педиатрических пациентов с дыхательной недостаточностью и одного из наиболее широко применяемых у детей режимов ‑ управляемой принудительной вентиляции с адаптивной вентиляцией по давлению (APV‑CMV) (Ceylan G, Topal S, Atakul G, et al. Randomized crossover trial to compare driving pressures in a closed-loop and a conventional mechanical ventilation mode in pediatric patients. Pediatr Pulmonol. 2021;56(9):3035-3043. doi:10.1002/ppul.255613​).

В данное рандомизированное контролируемое исследование было включено 26 пациентов, средний возраст которых составлял 16 месяцев, с легочными состояниями разного рода (рестриктивными, обструктивными и нормальными). Вентиляция выполнялась двумя периодами по 60 минут, во время первого ‑ в режиме ASV 1.1, второго ‑ в APV‑CMV. В обоих режимах поддерживался одинаковый минутный объем вентиляции. APV‑CMV регулирует применяемое давление во избежание низкого или высокого дыхательного объема при изменении податливости и в то же время поддерживает заданный врачом целевой дыхательный объем (VT), если давление не превышает установленный предел. В отличие от этого режима, ASV определяет оптимальное сочетание значений частоты дыхания (RR) и VT для заданного врачом минутного объема на основе анализа дыхательной механики пациента для каждого дыхательного цикла. Этот процесс соответствует рекомендации Консенсусной конференции по острым травмам легких у детей, согласно которой VT необходимо выбирать в зависимости от тяжести заболевания у конкретного пациента (Pediatric Acute Lung Injury Consensus Conference Group. Pediatric acute respiratory distress syndrome: consensus recommendations from the Pediatric Acute Lung Injury Consensus Conference. Pediatr Crit Care Med. 2015;16(5):428-439. doi:10.1097/PCC.00000000000003504​). Поэтому исследователи предположили, что автоматический выбор настроек в ASV 1.1 приведет к снижению рабочего давления по сравнению с режимом APV-CMV, регулировку которого выполняет врач.

Значение рабочего давления рассчитывалось как разница давления плато и общего положительного давления в конце выдоха (общего PEEP). Эти параметры измерялись с помощью задержки в конце вдоха и выдоха. Среднее значение ∆P во время периода ASV 1.1 оказалось значительно ниже, чем при APV‑CMV (10,4 [8,5−12,1 {IQR}]) и 12,4 [10,5−15,3 {IQR}] смH2O соответственно [p < 0,001]).  Кроме того, средний дыхательный объем также был значительно ниже в группе ASV 1.1 (6,4 по сравнению с 7,9 мл/кг; p < 0,001), как и пиковое давление на вдохе (19,1 по сравнению с 22,5 смH2O; p = 0,001), а также давление плато (16,9 по сравнению с 18,4 смH2O; p < 0,001). СО2 в конце выдоха оказалось существенно выше (41 по сравнению с 38 ммРт; p = 0,001). Ни в одной из групп параметры вентиляции или показатели газового состава артериальной крови не превышали текущих рекомендаций по проведению искусственной вентиляции у детей, поэтому все пациенты постоянно находились в пределах безопасных зон (Ceylan G, Topal S, Atakul G, et al. Randomized crossover trial to compare driving pressures in a closed-loop and a conventional mechanical ventilation mode in pediatric patients. Pediatr Pulmonol. 2021;56(9):3035-3043. doi:10.1002/ppul.255613​). 

При управлении по объему с регулированием давления можно добиться тех же результатов, снизив целевой параметр VT, однако для выполнения необходимых настроек требуется достаточное количество персонала. Преимущество использования режима ASV 1.1, особенно при нехватке ресурсов, состоит в возможности автоматически регулировать значения VT и RR сразу при изменении дыхательной механики. Очевидно, что даже при достаточном количестве персонала в отделении интенсивной терапии круглосуточное автоматическое титрование вентиляции может снизить возлагаемую на него нагрузку.

Во втором испытании те же исследователи сравнили ручное титрование FiO2 и использование системы титрования FiO2 с замкнутым циклом у педиатрических пациентов (Soydan E, Ceylan G, Topal S, et al. Automated closed‑loop FiO₂ titration increases the percentage of time spent in optimal zones of oxygen saturation in pediatric patients-A randomized crossover clinical trial. Front Med (Lausanne). 2022;9:969218. Published 2022 Aug 25. doi:10.3389/fmed.2022.9692185). Мета‑анализ, проведенный у недоношенных младенцев, получающих респираторную терапию с положительным давлением, показал, что применение автоматического титрования FiO2 связано с увеличением необходимого времени для насыщения кислородом (SpO2) в целевых диапазонах (Mitra S, Singh B, El-Naggar W, McMillan DD. Automated versus manual control of inspired oxygen to target oxygen saturation in preterm infants: a systematic review and meta-analysis. J Perinatol. 2018;38(4):351–360. doi:10.1038/s41372-017-0037-z6), однако его действие на педиатрических пациентов до конца не выяснено. В ходе проведенного ранее пилотного исследования с участием небольшой группы детей, находящихся на искусственной вентиляции легких, было установлено, что ASV с замкнутым циклом управления вентиляцией и оксигенацией поддерживает нормальные условия вентиляции (отношение количества естественных вдохов к общему числу вдохов) в течение того же процента времени, что и вентиляция с поддержкой давлением (Jouvet P, Eddington A, Payen V, et al. A pilot prospective study on closed loop controlled ventilation and oxygenation in ventilated children during the weaning phase. Crit Care. 2012;16(3):R85. Published 2012 May 16. doi:10.1186/cc113437). 

В текущее исследование была включена когорта из 30 пациентов, чей средний возраст составлял 21 месяц, с легочными состояниями разного рода, у 12 из которых был детский ОРДС (Soydan E, Ceylan G, Topal S, et al. Automated closed‑loop FiO₂ titration increases the percentage of time spent in optimal zones of oxygen saturation in pediatric patients-A randomized crossover clinical trial. Front Med (Lausanne). 2022;9:969218. Published 2022 Aug 25. doi:10.3389/fmed.2022.9692185). Все пациенты находились на искусственной вентиляции в ASV 1.1 в течение двух периодов по 2,5 часа каждый. Во время первого периода был активирован автоматический контроллер FiO2, а в течение второго ‑ параметр FiO2 титрировался вручную. Первые 30 минут каждого периода рассматривались как вводная фаза; данные собирались на протяжении двух часов в обоих периодах. Объем минутной вентиляции и PEEP поддерживались на одинаковом уровне во время двух периодов. Первичной конечной точкой являлся процент времени нахождения в предварительно заданных оптимальных зонах SpO2, а вторичными результатами ‑ время пребывания в приемлемых, субоптимальных и неприемлемых зонах, а также количество изменений FiO2 на одного пациента.

Результаты показали, что при активации контроллера FiO2 пациенты значительно дольше находились в оптимальном диапазоне, чем при ручном титровании FiO2 (96,1% [93,7‑98,6 {IQR}] по сравнению с 78,4% [51,3‑94,8 {IQR}; [p < 0,001]). Кроме того, при автоматическом регулировании FiO2 они значительно меньше времени находились в неприемлемо низких, субоптимально низких, приемлемо низких и субоптимально высоких зонах (значения p: 0,032, 0,008, 0,004 и 0,001 соответственно). Также в результате исследования было установлено, что при автоматическом регулировании FiO2 средний процент FiO2 более низкий. На основании испытания, проводившегося у детей, получавших VV‑ECMO, в котором была выявлена связь между более высоким параметром FiO2 и смертностью (Friedman ML, Barbaro RP, Bembea MM, et al. Mechanical Ventilation in Children on Venovenous ECMO. Respir Care. 2020;65(3):271–280. doi:10.4187/respcare.072148), уменьшение значения FiO2 при его регулировании с замкнутым циклом может положительно влиять на эффективность вентиляции.

Авторы выделили несколько разных аспектов эффективности. Во‑первых, с помощью контроллера FiO2 выполняется намного больше регулировок на одного пациента, чем вручную (52 [11,8‑67 {IQR}] по сравнению с 1 [0‑2 {IQR}], p < 0,001). Даже внесение одного изменения через каждые два часа для 30 пациентов может оказаться большой нагрузкой для персонала больницы, а выполнить за два часа несколько изменений вручную ‑ практически невозможно. Во‑вторых, средний индекс оксигенации, как и среднее значение использования O2, во время автоматизированного периода вентиляции оказались ниже, чем на протяжении периода с ручной регулировкой, что свидетельствует о более эффективном применении терапевтического кислорода. 

Эти два исследования не только расширяют достаточно ограниченные сведения об использовании автоматических режимов вентиляции у детей, но и демонстрируют преимущества автоматизации с точки зрения эффективности. Выполняя большее количество регулировок при изменениях состояния пациента, автоматические режимы вентиляции позволяют снизить нагрузку на медицинский персонал. Этот аспект оказался особенно важен в условиях недавней пандемии.