Устройство всех современных аппаратов ИВЛ, используемых во время анестезии, позволяет с той или иной степенью ограничений регулировать ДО и МОД. Однако в силу различных причин фактически обеспечиваемый ими объем вентиляции может существенно отклоняться от заданной величины. Наиболее точным методом контроля объема ИВЛ является его непосредственное измерение в процессе анестезии, для чего следует пользоваться волюметрами.
Насколько надежен метод волюметрии для обеспечения адекватной ИВЛ? Очевидно, что объем ИВЛ соответствует потребностям организма в том случае, если он полностью обеспечивает снабжение кислородом и элиминацию углекислого газа. Необходимый больному объем ИВЛ устанавливают с помощью номограммы или спирографии на основании показателей, характеризующих состояние основного обмена. Между тем уровень обмена, изменяясь во время операции под влиянием множества не всегда учитываемых факторов, может существенно отличаться от той величины, которая послужила исходной при определении нужного объема ИВЛ. В связи с этим при использовании во время анестезии априорно установленного и стабильно поддерживаемого объема ИВЛ возможны его отклонения от оптимума в ту или другую сторону. С учетом этого обстоятельства и во избежание сдвига в направлении гиповентиляции введены поправки к номограммам, основная цель которых — приблизить объем ИВЛ к фактическим потребностям организма. Поправки должны также предусматривать некоторый «запас» с тенденцией к легкой гипервентиляции.
Таким образом, волюметрия, позволяя осуществлять контроль объема ИВЛ, строго говоря, не гарантирует ее адекватность. Единственным методом, создающим возможность точного соответствия объема ИВЛ потребностям организма, является поминутный контроль за напряжением углекислого газа в крови. Для этого необходима постоянная регистрация (например, с помощью внутрисосудистого датчика или чрескожного исследования, что пока практически недоступно в широкой практике) либо частое лабораторное определение газов артериальной крови (что также не всегда реально). Можно измерять напряжение углекислоты в альвеолярном воздухе (которое приблизительно равно рссь артериальной крови) с помощью капнографа. При использовании всех других методов контроля объема ИВЛ анестезиолог должен помнить о возможности отклонения ее величины от истинных потребностей организма.
Частота дыхательных движений во время ИВЛ является произвольно устанавливаемой величиной. Выбор ее связан с зависимостью, существующей между ЧД и другими показателями.
На первом месте по значению стоит влияние ЧД на размеры альвеолярной вентиляции: при том же минутном объеме чем больше частота, тем меньше альвеолярная вентиляция и наоборот. Это положение иллюстрирует простой пример. Зависимость между МОД и МАВ может быть выражена формулами, приведенными выше. Оценка физиологического значения этих формул позволяет установить несколько важных закономерностей.
Пусть МОД составляет 8 л, ОМП — 150 мл, а ЧД меняется. Тогда при ЧД 8 в минуту МАВ = 8 л — 1,2 л = 6,8 л, при ЧД 16 в минуту МАВ = 8 л — 2,4 л = = 5,6 л, при ЧД 32 в минуту МАВ == 8 л — 4,8 л = 3,2 л. Итак, простой расчет показывает, что при том же МОД увеличение ЧД приводит к резкому снижению АВ и, следовательно, эффективности вентиляции. С другой стороны, при ней смененном ДО учащение дыхания будет закономерно сопровождаться увеличением МАВ. Наконец, уменьшение ДО без соответствующего возрастания ЧД неизбежно снижает эффективность вентиляции.
При сближении величины ДО и ОМП в сочетании с обычными величинами ЧД альвеолярная вентиляция будет стремиться к нулю. Это правило теряет гное значение при ВЧ ИВЛ, при которой, как предполагают, фронтальное движение газа заменяется коническим и происходит усиление турбулентности, способствующее их смешиванию. Кроме того, при ВЧ ИВЛ, особенно осцилляторным методом, важную роль приобретает возрастание диффузионного газообмена. В условиях ИВЛ значение зависимости между ЧД и МАВ (т.е. эффективностью вентиляции) возрастает в связи с некоторым увеличением общего ОМП за счет соответствующих «мертвых» объемов наркозных аппаратов и аппаратов ИВЛ. Становится понятным, почему прилагают столько усилий, чтобы максимально уменьшить ОМП наркозной и дыхательной аппаратуры, особенно используемой у детей.
И еще одно следствие уже известных читателю закономерностей. Чем эффективнее вентиляция при прочих равных условиях, тем лучше газообмен и тем скорее происходит уравнивание концентрации вдыхаемого анестетика с его содержанием в альвеолярном газе. При ОМП 150 мл каждый ДО (допустим, 500 мл) на 350 мл обновляет альвеолярный газ. Объем последнего составляет так называемую функциональную остаточную емкость (ФОБ), равную в среднем 2—3,5 л. Следовательно, в нашем примере полная замена альвеолярного газа происходит примерно через 6—10 вдохов. Чем выше ЧД и ДО, тем скорее наступают замена альвеолярного газа и повышение концентрации анестетика, приближающейся к вдыхаемой. Понимание этого факта особенно важно в периоде индукции ингаляционными анестетиками. Это положение в равной степени справедливо и для фазы выведения из ингаляционной анестезии: увеличение ЧД и ДО способствует ускорению процесса элиминации анестетика из организма.
ЧД связана также с величиной так называемой мгновенной объемной скорости газотока, создаваемой в дыхательных путях больного при сжатии мешка или респиратором: чем меньше ЧД, тем выше должна быть объемная скорость газотока, и наоборот.
При спонтанном дыхании и ИВЛ движение газа через дыхательные пути может быть выражено синусоидальной кривой. Во время вдоха газоток очень быстро нарастает от нуля до максимальной величины (пик), вновь падая затем ю нуля к концу фазы. Аналогично подъем и спад газотока происходят во время выдоха. Следовательно, максимальную скорость газоток имеет в ограниченное время как во время вдоха, так и во время выдоха.
Предположим, что это не так и что скорость равномерного газотока одинакова на протяжении всего акта дыхания (но при вдохе он направлен в легкие, л при выдохе — из них) и равна 10 л/мин (167 мл/с). При частоте дыхания 20в минуту на каждый цикл приходится 3 с, причем на вдох расходуется только часть этого времени, допустим 1,5 с. За это время при объемной скорости газотока 167 мл/с в легкие поступит ДО, равный 250 мл (а в альвеолы с учетом 150 мл мертвого пространства — только 100 мл). Из этого следует, что ЧД 20 в минуту и скорость газотока в дыхательных путях (этот показатель не следует путать со скоростью подачи свежего газа через дозиметры) 10 л/мин обеспечивает МОД 5 л и МАВ 2 л, что, конечно, недостаточно для человека со средней массой тела. При той же ЧД (20 в минуту) и скорости газотока 20 л/мин ИЗ мл/с) дыхательный объем, МОД и МАЕ будут равны соответственно "О мл, 10 и 7 л, что приближается к среднему физиологическому оптимуму. Однако этот результат мы получили, приняв, что газоток равномерен и скорость его одинакова на протяжении всей фазы вдоха и выдоха. В действительности же, как было указано, максимальный газоток развивается только на протяжении части фазы. Кроме того, мы приняли, что вдох и выдох одинаковы и равны каждый половине дыхательного цикла (по 1,5 с). Между тем при спонтанном дыхании (а при ИВЛ это детается искусственно) соотношение продолжительности вдоха и выдоха составляет при первом способе дыхания 1—1,25, а при втором чаще всего 1—2. Следовательно, чтобы обеспечить достаточный объем ИВЛ при ЧД 20 в минуту, объемная скорость газотока должна быть выше 20 л/мин Эта величина еще более возрастает при ЧД менее 20 в минуту.
Таким образом, для обеспечения ДО 500 —700 мл и МАВ 4—6 л/мин при ЧД 16—18 в минуту объемная скорость газотока должна быть не менее 40 л/мин.
Объемная скорость газотока, возникающая в дыхательных путях, зависит от разницы давления «во рту» и альвеолах, а также от того, насколько быстро создается эта разница. Иными словами, при проведении ручной ИВЛ анестезиолог должен сжимать мешок достаточно энергично и быстро. Точно так же должен действовать аппарат ИВЛ, чтобы обеспечить нужную обьемную скорость газотока Этим условиям отвечают пик давления на вдохе 1,2—2 кПа (12—20 см вод ст) и продолжительность вдоха 1 с.
На ЧД при ИВЛ могут влиять и некоторые заболевания легких (например, бронхиальная астма, эмфизема). Повышение сопротивления газотоку, возникающее при этих патологических состояниях, ведет к значительному увеличению продолжительности выдоха, а это в свою очередь требует достаточно редкого дыхания. В противном случае воздух, введенный в легкие во время вдоха, не будет успевать выходить из них, легкие будут постоянно находиться в раздутом состоянии, эффективность вентиляции уменьшится, давление в них все время будет повышено. Наконец, анестезиолог должен учесть необходимость выбора такой ЧД, которая будет мало нарушать условия работы хирурга.
Для обеспечения всех необходимых условий и предупреждения возможных нарушении ЧД не должна выходить за пределы оптимума, который лежит между 12 и 20 дыхательными экскурсиями в минуту.
Обсуждая выбор ЧД во время ИВЛ при анестезии, кратко рассмотрим возможную роль метода ВЧ ИВЛ Клинический опыт применения ВЧ ИВЛ при анестезии невелик Она находит большее признание в определенных ситуациях при оказании экстренной помощи и в интенсивной терапии Однако ВЧ ИВЛ может оказаться полезной при проведении анестезии у некоторых больных с крайними степенями дыхательной и сердечной недостаточности, при которых традиционная ИВЛ бесполезна и даже вредна.
Величина давления во время ИВЛ
Выбор оптимальной величины давления во время ИВЛ представляет не меньшие трудности, чем определение необходимого объема. Они связаны с тем, что анестезиологу обычно неизвестны такие показатели, как податливость и сопротивление дыхательных путей больного, а именно эти факторы являются решающими при выборе необходимого для удовлетворительной ИВЛ давления. Напоминаем, что при проведении ИВЛ аппаратами, регулируемыми по объему, давление в системе является не самостоятельно регулируемой величиной, а производной от величины ДО и податливости легких.