Porovnanie katétrovej vysokofrekvenčnej dýzovej ventilácie pľúc a konvenčnej ventilácie počas intervenčnej bronchoskopie u pacientov s obštrukciou dýchacích ciest

Overview

Cieľ štúdie:

Stanoviť bezpečnosť a riziká použitia katétrovej vysokofrekvenčnej dýzovej ventilácie pľúc v laryngeálnej chirurgii s rôznym stupňom obštrukcie dýchacích ciest.

Typ štúdie:

Prospektívna observačná štúdia.

Typ pracoviska:

Oddelenie anestéziológie a intenzívnej medicíny onkologického ústavu.

Materiál a metóda:

Do štúdie bolo zaradených 58 pacientov podstupujúcich intervenčné bronchoskopie s obštrukciou dýchacích ciest, rozdelených do dvoch skupín: 1. pacienti ventilovaní konvenčnou ventiláciou a 2. pacienti ventilovaní katétrovou vysokofrekvenčnou dýzovou ventiláciou, spravidla s prítomnosťou kardiálnych a pľúcnych komorbidít, obezity a fajčenia. Hodnotili sme demografické údaje, efektivitu a bezpečnosť ventilácie, komfort chirurga a anestéziológa. Efektivitu ventilácie sme hodnotili na základe parametrov arteriálnej acidobazickej rovnováhy. Z komplikácií sme hodnotili výskyt hypoxémie, hyperkapnie, barotraumy, laryngospazmu a krvácania.

Výsledky:

Z celkového počtu 58 pacientov zaradených do štúdie bolo 26 (45 %) zaradených do skupiny 1 a 32 (55 %) do skupiny 2. 72 % pacientov tvorili muži. U 25 (43 %) pacientov bola prítomná obštrukcia dýchacích ciest, pričom nádor bol najčastejšie lokalizovaný v supraglotickej oblasti. V skupine s vysokofrekvenčnou ventiláciou boli signifikantne vyššie hodnoty paCO₂. Výskyt komplikácii bol nízky, barotrauma alebo laryngospazmus neboli zaznamenané. V druhej skupine došlo v troch prípadoch (9,4 %) k hypoxémii. Príčinou bola v dvoch prípadoch dislokácia katétra, v jednom prípade bol nutný prechod na KV. Chirurgovia preferovali vysokofrekvenčnú ventiláciu.

Záver:

Katétrová vysokofrekvenčná ventilácia je efektívna a bezpečná aj v prítomnosti obštrukcie dýchacích ciest. Výhodou je zabránenie zatekaniu debritu a krvi do dýchacích ciest a prehľadné operačné pole.

KĽÚČOVÉ SLOVÁ:

vysokofrekvenčná dýzová ventilácia − katéter − obštrukcia dýchacích cies

ÚVOD

Výkony v ORL chirurgii, na rozdiel od iných chirurgických odborov, predstavujú pre chirurga i anestéziológa špecifickú situáciu, keď miestom záujmu oboch sú dýchacie cesty. Požiadavka chirurga na optimálny prístup do operačného poľa je často v rozpore s požiadavkou anestéziológa na zabezpečenie priechodnosti dýchacích ciest a ventilácie. S cieľom nájsť optimálne riešenie bolo v minulosti neúspešne použitých mnoho rôznych techník: spontánna ventilácia a topická anestézia, apnoická oxygenácia, prerušované apnoe nebo intubácia tenkou endotracheálnou kanylou. Situácia sa zmenila v roku 1967, kedy Sanders popísal systém pripojenia kyslíka na proximálny koniec rigidného bronchoskopu s chlopňou a manuálne regulovanou frekvenciou [1]. V 70. rokoch bola vyvinutá vysokofrekvenčná trysková ventilácia s cieľom znížiť riziko aspirácie debritu a krvi, ako aj minimalizovať pohyb hlasiviek. Klain a Smith zostrojili tryskový ventilátor s frekvenciou dychov 60–100/min a použili ho pri fibrooptickej bronchoskopii [1]. Podobne, Babinski a kol. využili vysokofrekvenčný dýzový ventilátor na ventiláciu cez tenký rigidný katéter do dýchacích ciest pri bronchoskopiách [1]. V roku 1994 Hunsaker zaviedol fluoroplastikový katéter, odolný voči laserovým lúčom, umožňujúci subglotickú ventiláciu a meranie tlaku v dýchacích cestách, ako aj meranie koncentrácie CO₂ na konci výdychu (E_TCO₂) [2, 3].

V súčasnosti sa často používa katétrová vysokofrekvenčná dýzová ventilácia (K-VFDV), ktorá je  založená na aplikácii malých objemov plynu pod vysokým tlakom cez špeciálne upravenú kanylu (katéter), bez utesnenia dýchacích ciest balónikom, s voľnou komunikáciou dýchacích ciest so vzdušným priestorom. Dychový objem je oveľa nižší ako mŕtvy priestor, preto je na udržanie výmeny plynov nevyhnutné zapojenie viacerých mechanizmov: konvenčno-difúzny mechanizmus prúdenia a disperzia, turbulentné prúdenie, pendelluft efekt, asymetrické rýchlostné profily, kardiogénne miešanie plynov a molekulová difúzia. Trvalý pretlak v dýchacích cestách pri netesnej endotracheálnej kanyle má za následok prúdenie plynu okolo netesnej kanyly smerom z dýchacích ciest do úst pacienta. Tento Klainov efekt zabraňuje aspirácii a zatekaniu tekutých a tuhých látok do bronchiálneho stromu [4].

Väčšina štúdií bola zameraná na hodnotenie bezpečnosti a efektivity VFDV u pacientov bez obštrukcie dýchacích ciest [1, 4]. My sme sa rozhodli použiť túto techniku u pacientov s obštrukciou horných dýchacích ciest a porovnať jej efektivitu a bezpečnosť s konvenčnou ventiláciou.

SÚBOR A METÓDA

Po získaní súhlasu etickej komisie (EK/01/16/2015, EK Východoslovenský onkologický ústav, a.s., Košice) a informovaného súhlasu bolo do štúdie zaradených 58 pacientov, podstupujúcich v období od februára do júna 2015 mikrolaryngeálne diagnostické a operačné výkony na ORL oddelení vo Východoslovenskom onkologickom ústave.

Pacienti boli rozdelení do dvoch skupín: prvá skupina pacientov bola ventilovaná konvenčnou, mechanicky kontrolovanou ventiláciou (KV) s použitím tenkej endotracheálnej kanyly, druhá skupina pacientov bola ventilovaná katétrovou vysokofrekvenčnou dýzovou ventiláciou (K-VFDV) s použitím tenkého katétra uloženého subgloticky.

Všetci pacienti, ktorí podstupovali v stanovenom období intervenčnú bronchoskopiu, boli po podpísaní informovaného súhlasu automaticky zaradení do štúdie, pričom každý druhý pacient bol zaradený do skupiny K-VFDV.

Po premedikácii midazolamom 7,5 mg per os bol na úvod do anestézie podaný propofol (1,5 mg/kg), totálna intravenózna anestézia (TIVA) bola udržiavaná infúziou propofolu (100–200 µg/kg/min) a bolusmi sufentanilu (0,2 µg/kg). Na relaxáciu boli použité bolusy sukcinylcholínu (1 mg/kg) alebo nedepolarizujúce relaxans rokurónium (0,6 mg/kg) s monitorovaním relaxácie train-of-four (TOF-Watch^® SX, Organon).

Na K-VFDV bol použitý katéter s vonkajším priemerom 4,7 mm a dĺžkou 27–28 cm, ktorý zahŕňa insuflačný katéter, merací katéter a vodič v jednom obale z PVC materiálu (Mediconsult VT, s.r.o.). Katéter alebo tenká endotracheálna kanyla pre KV boli zavedené pod zrakovou kontrolou anestéziológom alebo chirurgom, v závislosti od závažnosti lokálneho nálezu. Katéter bol zavedený do hĺbky 6–7 cm pod hlasivky. Po zavedení laryngoskopu (Kleinssasser, Storz, Nemecko) a spriehľadnení dýchacích ciest bol napojený mikroskop. Katéter bol pripojený na ventilátor Paravent PAT (Kalas medical, s.r.o) s nastavenými hodnotami: frekvencia 150–300/min, inspiračný hnací tlak meraný na konci katétra 1–3 bar, pomer inspíria a exspíria 1 : 1 až 1 : 2. Operatér počas K-VFDV dbal o zabezpečenie priechodnosti dýchacích ciest. V prípade väčšieho krvácania, s nutnosťou použitia tampónov, bola ventilácia na krátky čas zastavená. Laser nebol použitý.

V skupine KV boli dýchacie cesty zabezpečené endotracheálnou kanyla č. 6 s nafúknutým balónikom, následne bol pacient napojený na anestéziologický prístroj (Aespire, Datex Ohmeda). Pacienti boli ventilovaní objemovo riadenou ventiláciou s nastavenými hodnotami: dychový objem 7 ml/kg, dychová frekvencia 12/min, PEEP 0 cm H₂O, FiO₂ 50 %.

Každý pacient mal kontinuálne monitorované vitálne funkcie a odobratú arteriálnu krv na vyšetrenie acidobázickej rovnováhy (ABR) predoperačne, po 5 minútach od začiatku výkonu, v polovici výkonu a pooperačne. Na základe vyhodnotenia krvných plynov bola v skupine K-VFDV regulovaná ventilácia pacienta zmenou pohonného tlaku do katétra (P_in). Tlak v dýchacích cestách bol monitorovaný kontinuálne v oboch skupinách, v skupine s KV bola použitá aj kapnografia.

Zaznamenali sme demografické údaje (vek, pohlavie), BMI (body mass index), ASA klasifikáciu (fyzický stav pacienta podľa American Society of Anesthesiologists), trvanie operačného výkonu a anestézie, ako aj prítomnosť kardiálnych a pľúcnych komorbidít a fajčenia. Obštrukcie dýchacích ciest sme rozdelili do troch skupín − supraglotická, glotická, subglotická. Stanovili sme skóre podľa Mallampatiho (viditeľnosť štruktúr pri otvorení úst) a podľa Cormacka a Lehane (viditeľnosť štruktúr pri direktnej laryngoskópii). Sledovali sme výskyt komplikácií − hypoxémia, hyperkapnia, barotrauma, laryngospazmus, krvácanie. Pomocou trojstupňovej škály sme vyhodnotili spokojnosť operatéra a anestéziológa s danou technikou.

Na štatistické spracovanie bola použitá deskriptívna štatistika, nepárový t-test pre parametre s normálnym rozložením a Mann-Whitney test a Kruskal-Wallis test pre dáta s nenormálnym rozložením. Početnosti boli porovnané pomocou Fisherovho presného testu. Rozdiely boli považované za signifikantné pri hodnote p < 0,05.

VÝSLEDKY

Do štúdie bolo pôvodne zaradené 64 pacientov, zo skupiny KV museli byť šiesti pacienti vyradení pre chýbajúce dáta. Pre analýzu tak boli použité dáta od 26 pacientov ventilovaných KV a od 32 pacientov ventilovaných K-VFDV. Základné charakteristiky pacientov sú uvedené v tab. 1. Skupiny boli vo všetkých parametroch porovnateľné až na štatisticky významne vyššie zastúpenie mužov a pacientov s Mallampatiho skóre 3 v skupine s K-VFDV.

Štatisticky významne vyššie hodnoty paCO₂ počas všetkých fází operácie boli prítomné v skupine pacientov ventilovaných K-VFDV (tab. 2). Porovnaním paO₂ v polovici operácie v rôznych kategóriách ASA sme zistili signifikantne nižšie hodnoty v skupine KV (p = 0,035), najvýraznejší rozdiel sme zaznamenali v kategórii ASA 3. Analýzou paO₂ v polovici operácie v rôznych kategóriách BMI boli prítomné nižšie hodnoty u pacientov s nadváhou ventilovaných K-VFDV (p = 0,011). Porovnaním paO₂ fajčiarov a nefajčiarov sme zistili signifikantne nižšie hodnoty počas všetkých fází operácie u fajčiarov ventilovaných KV (< 0,001). V skupine K-VFDV nebol rozdiel v paO₂ medzi fajčiarmi a nefajčiarmi.

V skupine K-VFDV boli tlaky v dýchacích cestách u pacientov s rôznym stupňom obštrukcie dýchacích ciest (Mallampati, Cormack Lehane) podobné. Rovnako neboli prítomné rozdiely v efektivite ventilácie (arteriálna paO₂, paCO₂) v závislosti od umiestnenia obštrukcie (supragloticky, v oblasti glotis alebo subgloticky).

Výskyt komplikácii bol v našom súbore nízky, bez signifikantného rozdielu medzi oboma skupinami. V troch prípadoch (9,4 %) bola u pacientov ventilovaných K-VFDV prítomná hypoxémia (paO₂ < 8 kPa). V dvoch prípadoch došlo k dislokácii katétra pri manipulácii chirurgickými inštrumentmi. Katétre boli opätovne zavedené a pacienti ventilovaní K-VFDV do konca výkonov. V jednom prípade bol pre pretrvávajúcu hypoxémiu, napriek zvyšovaniu inspiračných tlakov a zvýšeniu inspiračnej koncentrácie kyslíka, nutný prechod na KV. U žiadneho pacienta nedošlo k barotraume, laryngospazmu alebo väčšiemu krvácaniu. Hospitalizácia na jednotke intenzívnej starostlivosti nebola potrebná u žiadneho pacienta.

V tab. 3 je uvedená spokojnosť chirurga a anestéziológa s použitými technikami, v oboch prípadoch bola preferovaná K-VFDV. 

DISKUSIA

Viacero štúdii porovnávalo rôzne možnosti ventilácie pacientov podstupujúcich operačné výkony v oblasti laryngu, s cieľom nájsť optimálnu techniku na udržanie priechodnosti dýchacích ciest, zabezpečenie bezpečnej a efektívnej ventilácie s optimálnym prístupom do operačného poľa. Tieto štúdie ale boli väčšinou zamerané na hodnotenie bezpečnosti a efektivity VFDV u pacientov bez obštrukcie dýchacích ciest. Väčšia retrospektívna štúdia s použitím Hunsakerovho katétra zahŕňala široké spektrum pacientov od detí po starých pacientov s ASA 3–4 [6].

Do našej štúdie sme zahrnuli pacientov s rôznym stupňom obštrukcie dýchacích ciest, vrátane pacientov s ASA 3, obéznych a fajčiarov. V skupine s K-VFDV sme zistili signifikantne vyššie hodnoty paCO₂. Hyperkapnia je najčastejšou komplikáciou anestézie pacientov ventilovaných K-VFDV, čo potvrdzuje štúdia Hautmanna [7], v ktorej bol vysoký podiel pacientov s ťažkými bronchiálnymi stenózami a CHOCHP (chronická obštrukčná choroba pľúc). V našej štúdii sa nepotvrdil štatisticky významný vplyv CHOCHP na výskyt hyperkapnie. Hyperkapnia môže byť výsledkom hypoventilácie pri otvorenom systéme s nemožnosťou monitorovať E_TCO₂,  podobne ako v štúdii Daviesa [6]. Hodnotenie účinnosti ventilácie s použitím kapnometrie je pri K-VFDV vzhľadom na otvorený systém sťažené. Vyžaduje prerušenie ventilácie a zapojenie snímača side-stream. Alternatívne prichádza do úvahy transkutánne kontinuálne meranie paCO₂ a intermitentná alebo kontinuálna analýza arteriálnych plynov [1, 7–9].

Druhým najčastejším problémom pri K-VFDV je hypoxémia, spravidla u pacientov s ASA 3–4, pri distálne uloženom tumore, spôsobujúcim ťažké tracheobronchiálne stenózy [7]. Výskyt tejto komplikácie bol v našej štúdii porovnateľný so štúdiou Hautmanna [7]. Na rozdiel od spomínanej štúdie boli tieto komplikácie spôsobené technickými príčinami (dislokáciou katétra), v jednom prípade išlo o obézneho pacienta fajčiara, kedy bola nutná orotracheálna intubácia.

Medzi ďalšie komplikácie patrí barotrauma, ktorá bola častá hlavne v začiatkoch používania vysokofrekvenčnej ventilácie. Vzniká v dôsledku obštrukcie dýchacích ciest a blokády voľnej exspirácie plynov [1, 7, 10]. Zistili sme, že rôzny stupeň obštrukcie nemá za následok výrazný rozdiel v tlakoch v dýchacích cestách počas K-VFDV a aj efektivita K-VFDV nezávisí od umiestnenia obštrukcie. Niektoré štúdie popisujú výskyt barotraumy aj s fatálnym následkom pri použití manuálnej subglotickej dýzovej ventilácie [6]. Na rozdiel od manuálnych ventilátorov, automatický dýzový ventilátor disponuje systémom automatického vypnutia v prípade prekročenia nastaveného limitu tlakov v dýchacích cestách.

Pacienti s kardiálnym alebo pľúcnym ochorením, ako aj fajčiari v skupine K-VFDV mali vyššie hodnoty paO₂ v porovnaní s KV, čo pripisujeme lepšej distribúcii plynov. V skupine K-VFDV bol štatisticky významný vplyv BMI na paO₂. U obéznych pacientov je na  zabezpečenie dostatočnej oxygenácie často potrebné zvýšiť inspiračný tlak.

Chirurgovia jednoznačne preferovali K-VFDV, v prípade KV prekážala slabšia vizualizácia operačného poľa. Anestéziológ vyjadril v jednom prípade nespokojnosť s K-VFDF, keď pre hypoxémiu bola potrebná zmena na KV.

Obmedzením našej štúdie je malá veľkosť súboru, ktorá neumožňuje jednoznačné potvrdenie bezpečnosti tejto metodiky, časť našich doporučení je tak založená na skúsenostiach s týmto postupom. Štúdia taktiež nebola z logistických dôvodov zaslepená, to mohlo ovplyvniť vyhodnotenie niektorých parametrov (napr. hodnotenie spokojnosti chirurga aj anestéziológa s daným postupom).

ZÁVER

Na základe našich skúseností si dovolíme uviesť niektoré odporúčania práce s K-VFDV pre prax:

• metóda K-VFDV je bezpečná a chirurgami uprednostňovaná, a to aj pri obštrukcii dýchacích ciest rôzneho stupňa a lokalizácie,
• metodika si vyžaduje súhru skúseného anestéziológa a chirurga, na postupe a kompetenciách je nutné sa vopred dohovoriť, 
• treba udržať dostatočnú hĺbku anestézie (TIVA) a dostatočnú relaxáciu ako prevenciu kašľa a laryngospazmu,
• zavedenie katétra musí prebiehať pod kontrolou zraku, pretože zavedenie naslepo môže mať za následok dislokáciu do ezofágu a jeho poranenie,
• pozíciu katétra treba pravidelne kontrolovať, zvlášť pri manipulácii s inštrumentmi,
• pred zavedením a v období, keď nie je inštrument zavedený, treba zabezpečiť voľný priechod exspirovaných plynov zavedením vzduchovodu,
• katéter musí obsahovať kanál na meranie tlaku v dýchacích cestách,
• katéter je možné použiť v prípade čiastočnej, ale aj ťažkej obštrukcie dýchacích ciest (obojstranné postihnutie a imobilita hlasiviek, postradiačný edém a rigidita krku), kde by použitie endotracheálnej kanyly zhoršilo obštrukciu a vyžiadalo si vykonanie tracheostómie.

Metóda K-VFDV je efektívnou alternatívou zabezpečenia ventilácie pacientov podstupujúcich mikrolaryngeálne chirurgické výkony. Veľkosť a miesto obštrukcie nemajú podľa našich skúseností vplyv na efektivitu K-VFDV. U pacientov s kardiálnym a pľúcnym ochorením a u fajčiarov K-VFDV umožňuje lepšiu distribúciu plynov so zlepšením oxygenácie. Výhody K-VFDV, vrátane jednoznačnej preferencie chirurgami, sa ale uplatnia iba v rukách skúseného anestéziológa.

Práca je pôvodná a nebola publikovaná, ani nie je zaslaná na recenzný proces do iného média.

Autori prehlasujú, že nemajú stret záujmov v súvislosti s témou práce.

Oba autori rukopis čítali, súhlasia s jeho znením a zaslaním do redakcie časopisu Anesteziologie a intenzivní medicína.

Podiel autorov na tvorbe článku:

PM: návrh a realizácia štúdie, tvorba článku.

MP: štatistické spracovanie dát, tvorba článku.

Do redakce došlo dne 4. 3. 2018.

Do tisku přijato dne 27. 5. 2018.

Adresa pro korespondenci:

MUDr. Monika Paulíková

mon.paulikova@gmail.com