Сетевое научное издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,936

Введение

В работе, опубликованной в 2016 году, в результате проведенного метаанализа (с участием более 8000 пациентов в 17 РКИ) авторы показали, что гипероксия, которая вызывалась подачей большой фракции кислорода во время проведения анестезиологического пособия (FiO2=100%), значительно снижает риск возникновения инфекционных осложнений в области хирургического вмешательства при выполнении колоректальных операций [1].

Рассматривались именно колоректальные оперативные вмешательства и оценивался всего один показатель – частота инфекционных осложнений в месте оперативного вмешательства. С опорой на данные ВОЗ от 2016 года по профилактике инфекций в области хирургического вмешательства рекомендовано использовать фракцию кислорода (FiO2) в концентрации 100% у интубированных пациентов во время проведения анестезиологического пособия. Данные рекомендации ВОЗ, разработанные без участия анестезиологов, вызвали острое обсуждение, в частности – о возможном повреждающем влиянии гипероксии на функцию органов и систем. Конечным итогом дискуссии явилось то, что рекомендация ВОЗ была изменена и поддержан совет использовать концентрацию кислорода во вдыхаемой смеси 80% [2]. В ряде последующих работ убедительно показано, что использование высоких концентраций кислорода во время проведения анестезиологического вмешательства с использованием искусственной вентиляции легких (ИВЛ) связано с возникновением послеоперационных ателектазов и снижением функции легких [3-5]. Опрос, проведенный среди 798 членов Европейского общества анестезиологов, показал, что почти 90% респондентов отдают предпочтение использованию фракции кислорода во вдыхаемой смеси во время проведения анестезиологического пособия менее 60% [6]. В Великобритании стандартом оказания помощи для анестезиологов в 29 университетских клиниках является FiO2, равный 50% [7]. Поскольку вопрос по использованию различных фракций кислорода во время проведения анестезиологического пособия при проведении ИВЛ оказался довольно спорным и не до конца разработанным для окончательного решения о целесообразности использования той или иной концентрации кислорода, в США 8 января 2024 года начато проведение клинического испытания «Периоперационное использование дополнительного кислорода» (PULSE Ox), в котором определены целевые показатели FiO2, равные 80%, 55% и 30%, и намечены лабораторные маркеры повреждения сердца, почек, печени, которые должны регистрироваться в течение 7 дней после проведения анестезиологического пособия. Это свидетельствует о том, что в различных странах нет четких указаний о том, какую фракцию кислорода более безопасно использовать во время проведения анестезиологического пособия, что требует проведения дальнейших исследований.

Цель исследования: выявить в послеоперационном периоде изменения со стороны органов при использовании различных фракций кислорода во время проведения анестезиологического пособия и сопоставить их с кислородным статусом организма.

Материал и методы исследования

В исследование включено 169 некурящих пациентов обоего пола в возрасте 56 +5 лет (52-64), из них мужчин – 124 (73%), женщин – 45 (27%). В исследование включались пациенты с уровнем гемоглобина не ниже 120 г/л. Физическое состояние пациентов в дооперационном периоде оценивалось по шкале американского общества анестезиологов - ASA I-II.

Пациентам для проведения тотальной внутривенной анестезии (ТВА) использовали пропофол (580,0+30,0 мг), фентанил (1400,0+,100,0 мкг), рокурония бромид (150,0+25,0 мг) с интубацией трахеи и проводили искусственную вентиляцию легких (ИВЛ). Выполнялись плановые операции на нижнем этаже брюшной полости (правосторонняя гемиколэктомия - 88, левосторонняя гемиколэктомия - 46, брюшно-анальная резекция прямой кишки - 35). Интраоперационный мониторинг витальных функций включал оценку активности коры головного мозга (BIS-монитор), параметров центральной гемодинамики, капнометрии, пульсоксиметрии, нейромышечной проводимости (TOF-монитор). Продолжительность анестезиологического пособия составляла 195+15 минут. Инфузионная терапия осуществлялась сбалансированными многокомпонентными солевыми растворами - 10,0+2,0 мл/кг/ч. Перед окончанием операции при значениях TOF <0,75 внутривенно инъецировали атропин в дозе 10 мкг/кг массы тела с целью предупреждения вагомиметических эффектов: брадикардии, бронхоспазма, а затем через 5 мин. внутривенно применяли неостигмин в дозе 50 мкг/кг или 70 мкг/кг массы тела. В исследование не включались пациенты, у которых в интраоперационном периоде регистрировалось снижение систолического артериального давления более 20% от уровня, отмечаемого во время вводного наркоза. У всех пациентов по шкале тяжести неблагоприятных событий в абдоминальной хирургии по шкале ClassIntra [8] отмечался класс не выше 1.

Пациенты, в зависимости от используемой фракции кислорода во время проведения анестезиологического пособия с интубацией трахеи и проведением ИВЛ, разделены на 3 группы: 1-я группа - фракция кислорода (FiO2) составляла 30% (51 пациент); 2-я группа – FiO2 составляла 50% (61 пациент); 3 группа – FiO2 составляла 80% (57 пациентов).

Оценивалось суммарное количество пациентов, у которых в течение 7 суток после проведения анестезиологического пособия изменялись лабораторные показатели, отражающие функциональное состояние сердца, почек, печени, и параметры, отражающие функциональное состояние легких

Образцы венозной крови забирались в утренние часы в течение 7 дней после проведения анестезиологического пособия. В образцах крови определялись биохимические параметры: концентрация тропонина, креатинина, активность аланинаминотрансферазы (АЛаТ), лактата, характеризующих, соответственно, функциональную активность миокарда, почек и печени, наличие тканевой гипоксии. Во время проведения анестезиологического пособия через 60, 120 и 180 мин. после вводного наркоза брались образцы артериальной и венозной крови для определения напряжения кислорода (РаО2 и РvO2 в мм рт. ст.). Рассчитывался коэффициент потребления кислорода тканями (A-V) в %. Функцию легких оценивали по величине максимального инспираторного объема в мл при помощи инспираторного спирометра Coach2 (B. Bruaun, Германия).

Сравнение процентных величин проводилось по четырехпольной таблице сопряженных частот с приведением 95% ДИ (доверительный интервал). Различие считалось статистически значимым при p<0,05. Обработка других цифровых данных проводилась с использованием пакета прикладных программ SPSS Statistics 27.0 (IBM Inc., США). Для попарного сравнивания двух переменных использовался дисперсионный анализ и t-критерий.

Результаты исследования и их обсуждение

Динамика показателей кислородно-транспортной функции крови: напряжение кислорода в артериальной крови и венозной крови, коэффициент утилизации кислорода тканями и лактат венозной крови, в зависимости от величины FiO2 во вдыхаемой смеси к концу первого часа проведения анестезиологического пособия, представлена в таблице 1.

Таблица 1

Показатели кислородного обмена в конце первого часа проведения анестезиологического пособия

Примечание: составлено авторами на основании полученных данных в ходе исследования.

Обозначения: значения р рассчитывались по отношению к соответствующей величине при FiO2= 50%.

Поскольку во 2-й группе пациентов на протяжении трех часов анестезиологического пособия напряжение кислорода в пробах как венозной, так и артериальной крови колебалось в пределах физиологических параметров, то пациенты 2-й группы составили своеобразный эталон, по отношению к которому оценивались изменения у пациентов 1-й и 3-й групп.

У пациентов 1-й группы с фракцией кислорода во вдыхаемой смеси 30%, к концу первого часа анестезиологического пособия в артериальной крови снижалось напряжение кислорода по сравнению с пациентами группы 2, то есть развивалась артериальная гипоксемия. У пациентов 3-й группы, наоборот, регистрировалась гипероксия относительно пациентов группы 2. Коэффициент утилизации кислорода тканями в эти сроки был одинаков во всех трех группах. Также регистрировался одинаковый уровень лактата в венозной крови у пациентов всех трех групп.

Динамика показателей кислородно-транспортной функции крови: напряжение кислорода в артериальной крови и венозной крови, коэффициент утилизации кислорода тканями и лактат венозной крови, в зависимости от величины FiO2 во вдыхаемой смеси к концу второго часа проведения анестезиологического пособия, представлена в таблице 2.

Таблица 2

Показатели кислородного обмена в конце второго часа проведения анестезиологического пособия

Примечание: составлено авторами на основании полученных данных в ходе исследования.

Обозначения: см. таблицу 1.

В конце 2-го часа анестезиологического пособия отмечается дальнейшее снижение насыщения артериальной и венозной крови кислородом у пациентов 1-й группы. У пациентов 1-й группы отмечается тенденция к повышению степени утилизации кислорода тканями по сравнению с пациентами 2-й и 3-й группы. У пациентов 3-й группы отмечается гипероксия – увеличение напряжения кислорода как в артериальной, так и в венозной крови.

Динамика показателей кислородно-транспортной функции крови: напряжение кислорода в артериальной крови и венозной крови, коэффициент утилизации кислорода тканями и лактат венозной крови, в зависимости от величины FiO2 во вдыхаемой смеси к концу третьего часа проведения анестезиологического пособия, представлена в таблице 3.

Таблица 3

Показатели кислородного обмена в конце третьего часа проведения анестезиологического пособия

Примечание: составлено авторами на основании полученных данных в ходе исследования.

Обозначения: см. таблицу 1.

В конце 3-го часа анестезиологического пособия на фоне дальнейшего снижения напряжения кислорода в пробах артериальной и венозной крови регистрируется статистически значимое повышение коэффициента утилизации кислорода тканями и увеличение уровня лактата в венозной крови по сравнению с пациентами 2-й группы. У пациентов 3-й группы продолжает увеличиваться напряжение кислорода как в пробах артериальной, так и венозной крови., то есть нарастает гипероксия. В таблице 4 приведены результаты измерения насыщения гемоглобина кислородом артериальной крови (SpO2%) у пациентов трех групп во время проведения анестезиологического пособия.

Таблица 4

Насыщение гемоглобина кислородом артериальной крови по данным пульсоксиметрии

Примечание: составлено авторами на основании полученных данных в конце исследования.

Обозначения: p<0,05 и p<0,01 по отношению ко 2-й группе пациентов.

У пациентов 1-й группы к концу второго часа проведения анестезиологического пособия снижается насыщение гемоглобина кислородом артериальной крови по отношению к пациентам 2-й группы. К концу третьего часа данная величина снижается в еще большей степени. У пациентов 2-й и 3-й групп величины SpO2 были стабильными на протяжении всех трех часов проведения анестезиологического пособия.

Данные о суммарном и относительном (в %) количестве пациентов, у которых в течение 7 суток послеоперационного периода зафиксированы изменения лабораторных и /или функциональных показателей, представлены в таблице 5.

Таблица 5

Количество пациентов, у которых изменялись исследуемые параметры в течение 7 суток постнаркозного периода

Примечание: составлено авторами на основании полученных данных в ходе исследования.

Обозначения: *- p<0,001 по отношению ко 2-й группе пациентов.

В 1-й группе пациентов повышалось содержание в венозной крови тропонина, креатинина, АЛТ, которые отражают ухудшение функции миокарда, почек, печени на фоне развития не только артериальной гипоксемии, но и тканевой гипоксии, отражением чего служит возросший уровень лактата в венозной крови (табл. 3). У пациентов 1-й группы не отмечено случаев снижения инспираторного объема легких в течение 7 суток постнаркозного периода. У пациентов, которым применяли фракцию кислорода 80% во вдыхаемом воздухе во время проведения анестезиологического пособия (3-я группа), регистрировалось увеличение относительного суммарного показателя лабораторных и функциональных параметров (в %) на протяжении 7 суток постнаркозного периода по сравнению со 2-й группой пациентов, которые получали фракцию кислорода 50%. Возрастание итоговых показателей у пациентов 3-й группы в большей мере объясняется повышением частоты регистрируемого снижения инспираторного объема легких, в меньшей степени – случаев повышения креатинина и АЛаТ.

Если принять за аксиому, что кислород - это препарат, то он должен назначаться по определенным показаниям, а доза, система доставки, продолжительность введения и мониторинг ответа должны быть четко определены. Нельзя не согласиться с утверждением, что соотношение польза/вред кислородной терапии определяется следующими характеристиками:

1) концентрацией кислорода в газовой смеси,

2) длительностью воздействия кислорода,

3) характером основного заболевания [9].

Если при проведении длительной ИВЛ в условиях ОРИТ исследователи приходят к определенному соглашению об использовании режима кислородной терапии [9], то это нельзя сказать об отношении использования различных фракций кислорода при проведении анестезиологических пособий. Почти 40 лет назад академик АМН ССР Г.А. Рябов рекомендовал во время анестезии использовать в качестве минимально допустимой концентрацию кислорода 33% [10, с. 32]. В отечественных методических рекомендациях по периоперационному ведению пациентов с дыхательной недостаточностью рекомендуемая фракция вдыхаемой газовой смеси составляет 50% [11]. В рекомендациях ВОЗ отдается предпочтение использованию 80% кислорода во вдыхаемой смеси. Если раньше на обстоятельство использования тех или иных фракций кислорода в периоперационном периоде не обращали особого внимания, то с возрастанием числа многочасовых операций в условиях наркоза и проведения ИВЛ стала появляться проблема поддержания нормооксии. Большинство анестезиологов в мире предпочитает во время проведения анестезиологического пособия с ИВЛ использовать фракцию кислорода менее 60% [6]. Из приведенных выше данных авторов видно, что при использовании низкой фракции кислорода во вдыхаемом воздухе (30%) к концу 3-го часа у пациентов развивается гипоксемия и гипоксия, что формирует у части пациентов гипоксическое повреждение миокарда, печени, почек. Если судить по инспираторной пробе, то у пациентов с 30% фракцией кислорода даже в случае развития гипоксии не возникает выраженного снижения ФОЕ (функциональная остаточная емкость), что связано с тем, что при гипоксии выключается компенсирующий рефлекс Эйлера - Лилиестранда и не возникает вазоконстрикции в гиповентилируемых зонах легких [9, с. 38]. Из полученных результатов видно, что гипоксемия (снижение напряжения кислорода в артериальной крови) и тканевая гипоксия (нарастание концентрации лактата в венозной крови) способствуют формированию нарушений функциональной активности органов – сердца, печени, почек, что прослеживается и в работах других исследователей [12]. Использование во время анестезиологического пособия высокой фракции кислорода (80%), рекомендуемой ВОЗ, вызывает к концу третьего часа анестезиологического пособия гипероксию, что сопровождается функциональными нарушениями, прежде всего со стороны легких, о чем говорит снижение у ряда пациентов инспираторного объема, который косвенно указывает на формирование или наличие ателектазов, что было показано другими авторами при поперечном сканировании легких вблизи диафрагмы [3]. Отрицательные эффекты гипероксии хорошо известны, прежде всего в отношении повреждающего действия на легкие, и подробно отражены в научных обзорах [3-5]. Увеличение фракции кислорода во вдыхаемой смеси с 54% до 80% ассоциируется не только с высоким риском повреждения легких [13; 14], но и с повышением частоты возникновения послеоперационного делирия, увеличением продолжительности пребывания пациентов в клинике [15].

Следует отметить, что определение только насыщения гемоглобина кислородом методом пульсоксиметрии позволяет зафиксировать гипоксию, но не гипероксию в отличие от инвазивного метода определения напряжения газов крови.

Исходя из полученных результатов, можно сказать, что наиболее относительно безопасным уровнем кислорода во вдыхаемой смеси (FiO2) при длительном (более 3 часов) анестезиологическом пособии с использованием искусственной вентиляции легких является уровень 50%.

Заключение

Полученные результаты исследования показывают, что использование фракции кислорода (FiO2) 50% в инспираторном контуре во время проведения анестезиологического пособия c использованием искусственной вентиляции легких свыше 3 часов обеспечивает нормоксию. В этом случае отмечается минимальное отрицательное воздействие на органы (миокард, почки, печень, легкие) в течение 7 суток ближайшего постнаркозного периода. Фракция кислорода в инспираторном контуре во время периоперационного применения ИВЛ, равная 30%, формирует гипоксемию и гипоксию с увеличением частоты повреждения миокарда, почек, печени, а фракция кислорода, равная 80%, вызывает снижение функциональной активности легких в течение 7 суток постнаркозного периода.