Ингаляционная анестезия с использованием низких потоков свежего газа у детей

При всем многообразии средств иметодов проведения общей анестезии существуют две принципиальноразные модели защиты пациента от хирургической агрессии: это внутривеннаяанестезия и ингаляционная анестезия. Каждый из перечисленных методовимеет свои преимущества и недостатки.

Бесспорные достоинства метода внутривенной анестезии -быстрое начало действия препаратов и отсутствие загрязнения окружающейсреды. Отрицательной стороной данного вида анестезии являетсяопределенная непредсказуемость окончания действия препаратов,т. к. они элиминируются системами, которые могут иметь исходныенарушения функционального резерва.

Одно из преимуществ ингаляционной анестезии - возможностьбыстрого управления альвеолярной концентрацией анестетика (глубинойанестезии). Такая возможность чаще всего реализуется путем подачив контур большого количества летучих анестетиков за короткий промежутоквремени, т. е. при высоком потоке свежего газа. Вместе стем традиционная анестезия с высоким газотоком имеет и свои серьезныенедостатки, которые состоят в большом расходе анестетика, значительныхпотерях тепла и влаги из дыхательных путей ребенка, загрязненииокружающей среды и воздуха в операционной. Снижение газотока вдыхательном контуре позволяет избежать всех этих негативных явлений,что определяет значительный интерес анестезиологов к методам ингаляционнойанестезии на основе низких потоков свежего газа [1, 2].

Первые попытки снизить газоток в контуре были предпринятыс приходом в анестезиологию эры циклопропана (1933) с целью предотвратитьутечку этого взрывоопасного газа в атмосферу операционной. Предложенныйметод не нашел широкого распространения, поскольку без надежныхконтролирующих устройств было весьма трудно отслеживать концентрациюкислорода и летучих анестетиков в контуре. Ощутить реальные достоинстваанестезии с низким газотоком удалось только в конце ХХ века, когдабыли синтезированы новые дорогостоящие ингаляционные анестетики,появились технически более совершенные наркозные аппараты и многофункциональныесистемы мониторинга.

Терминология.Современная классификация дыхательных контуров взависимости от величины газотока по данным Международной Комиссиипо стандартизации (ISO) представленав табл. 1 [3, 4].

Таблица 1. Классификациядыхательных контуров в зависимости от величины газотока

газоток в контуре (N2O+O2)	название
>4 л/мин	высокий газоток high flow anesthesia
1,0–0,5 л/мин	низкий газоток low flow anesthesia
0,5 л/мин	минимальный газоток minimal flow anesthesia
= поглощениюгазов и паров анестетика организмом в данный момент времени	закрытый контур closed system anesthesia

Если поток свежегогаза (N₂O+O₂) вконтуре превышает 4 л/мин, то такую систему принято называтьконтуром с высоким газотоком. Ингаляционная анестезия с высокимгазотоком (high flow anesthesia) донедавнего времени оставалась по сути дела традиционной, посколькунашла самое широкое распространение как у взрослых, так и у детей.

Снижение газотокав контуре во время анестезии до отметки менее 1 л/мин означаетпереход к использованию низких потоков свежего газа. В этом диапазонепринято выделять 3 основных функциональных режима: анестезию снизким газотоком (low flow anesthesia), анестезию с минимальным газотоком (minimalflow anesthesia) и анестезию по закрытомуконтуру (closed system anesthesia).

Если газоток в контуре варьирует в пределах от 0.5 до 1.0 л/мин,то такую систему принято называть контуром с низким газотоком[5]. Далее следует контур с минимальным газотоком ( 0.5 л/мин).В отличие от систем с высоким газотоком, которые относятся к полуоткрытымконтурам, контуры с низким и минимальным газотоком функционируюткак полузакрытые. Если же поток свежего газа ниже “минимального”и равен суммарному поглощению газов (О₂, N₂O)и паров анестетика (фторотан, энфлюран и т. п.)в данный момент времени, то такой контур принято называть закрытым.

Требования к оборудованию

1. Проведениеанестезии на основе низких потоков свежего газа возможно лишьпри использовании реверсивных дыхательных контуров (циркуляционныйконтур, маятниковый контур). В силу особенностей конструкции циркуляционныйконтур наиболее приемлем для проведения анестезии со сниженнымгазотоком как у взрослых, так и у детей. Маятниковый контур менееудобен в эксплуатации и для проведения анестезии с низким газотокомиспользуется редко, поскольку процессы адсорбции углекислого газа(СО₂) в таких системах протекают менее эффективно и могутсопровождаться определенными негативными явлениями (перегреваниегазовой смеси, ожоги лица крупинками натронной извести).

2. При уменьшениигазотока в контуре увеличивается доля рециркулирующей выдыхаемойгазовой смеси с высоким содержанием СО₂. Так, при потоке свежего газа 6 л/мин к пациентувозвращается всего 3-5% выдыхаемой газовой смеси, при газотоке1 л/мин – уже 55-60%, а при газотоке 0.5 л/мин – 75-80%.В связи с этим наркозные аппараты, используемые для проведенияанестезии с низким газотоком, в обязательном порядке должны бытьукомплектованы адсорберами для удаления СО₂.Известь в адсорбере должна быть признанавыработавшей свой ресурс и заменяться на новую, если концентрацияСО₂ на вдохе превышает отметку 6-7 мм Hg.Иногда в известковый сорбент добавляютцветовой индикатор, цвет которого изменяется от белого до розового(или фиолетового) по мере прогрессирования абсорбции СО₂.В этом случае интенсивное изменениецвета адсорбента служит еще одним достоверным признаком его истощения.

3. Дыхательныйконтур респиратора должен быть максимально герметичен: величинадопустимой утечки газовой смеси из контура с минимальным газотокомне должна превышать 100 мл/мин. Недостаточная герметичностьсистемы приводит к поступлению в контур атмосферного воздуха,содержащего свободный азот, вследствие чего концентрация кислородаи ингаляционных анестетиков на вдохе снижается, а соотношениеN₂O:O₂ в контуре нарушается. Требуемой степени защиты отутечек можно достичь следующим образом: периодически проверятьдетали из резины и пластика на предмет наличия различных повреждений-регулярно прочищать и промывать уплотнительные резиновые кольца-тщательно, но без усилия, закручивать все коннекторы- и, наконец,стараться свести к минимуму использование всевозможных дополнительныхадаптеров и переходников. Наиболее защищенными от утечек являютсянаркозные аппараты с т. н. компактными дыхательными системами,в которых все составляющие, за исключением шлангов вдоха и выдоха,спрятаны в корпусе наркозного аппарата.

4. Испарителижидких анестетиков должны иметь механизм термобарокомпенсациии обеспечивать корректное дозирование анестетика в широком диапазонепотоков газа (от 0.2 до 15 л/мин). При снижении газотокав контуре необходим тщательный мониторинг концентрации галогенсодержащиханестетиков в контуре (как минимум концентрации на выдохе) внезависимости от того, насколько высока точность дозирования испарителя,что обусловлено особенностями фармакокинетики летучих анестетиковв дыхательном контуре с низким газотоком.

Требования к системам мониторинга

Методы анестезии на основе низких потоков свежегогаза подразумевают особый подход к вопросам интраоперационногомониторинга. Мониторинг в минимальном объеме должен включать всебя измерение концентрации кислорода на вдохе, концентрации углекислогогаза на выдохе и концентрации галогенсодержащего анестетика навыдохе. Если мониторирование одного из перечисленных параметровпредставляет затруднения, то от проведения анестезии с низкимгазотоком следует отказаться по соображениям безопасности пациента.В дополнение к этому, желательно проводить динамическое наблюдениеза дыхательным объемом, минутной вентиляцией легких и давлениемв дыхательных путях, а также оценивать степень наполнения дыхательногомешка для ручной ИВЛ, не допуская его слипания. Мониторинг остальныхпоказателей (пульсоксиметрия, ЭКГ, неинвазивное артериальное давлениеи т. п.) осуществляется в обычном порядке. Системы мониторингапо возможности должны быть оснащены блоком тревожной сигнализации,который срабатывает при несоблюдении заданных параметров.

Принципы проведения анестезии с низким газотоком

1. Индукцию вобщую анестезию проводят либо ингаляционным способом, либо внутривеннымпутем с последующей ингаляцией газонаркотической смеси через лицевуюмаску. Ингаляцию газовой смеси на этапах индукции во всех случаяхосуществляют по полуоткрытому контуру с высоким газотоком (>4 л/мин),т. к. это позволяет быстро достигнуть желаемой глубины анестезии.На начальных этапах индукции в обязательном порядке выполняетсяденитрогенизация по схеме (100% О₂ + галогенсодержащий анестетик), которая направленана удаление свободного азота (N₂) из организма. Недостаточная предварительная денитрогенизацияприводит к избыточному накоплению в контуре азота, который высвобождаетсяиз тканей организма, что затрудняет проведение анестезии со сниженнымгазотоком. Длительность денитрогенизации должна составлять 10-20 мин.К подаче закиси азота (N₂O) вдыхательный контур приступают только по завершении денитрогенизации,т. е. не ранее чем через 10-20 мин от начала индукции.

2. После завершенияиндукции проводят интубацию трахеи или вводят ларингеальную маску.После верификации месторасположения интубационной трубки или ларингеальноймаски раздувают герметизирующую манжетку. Затем переводят ребенкана аппаратную ИВЛ или продолжают анестезию с сохраненным спонтаннымдыханием.

3. Далее снижаютгазоток в контуре до отметки 0.5-1.0 л/мин (низкопоточнаяанестезия), <0.5 л/мин (анестезия с минимальным газотоком)или переходят к анестезии по закрытому контуру. В момент снижениягазотока необходимо провести коррекцию потоков кислорода (О₂)и закиси азота (N₂O) по ротаметрам с поправкой на величину потребленияО₂. В целом, врасчет принимают величину потребления кислорода, равную 4 мл/кг/мин.Например, у 30-кг ребенка (потребление кислорода 4 30 = 120 мл/мин)изначально выбран поток свежего газа 9 л/мин с соотношением6 л/мин N₂O и3 л/мин O₂ (N₂O:O₂=2:1).После 10-кратного уменьшения газотокадо 0.9 л/мин (900 мл/мин, низкопоточная анестезия) издыхательного контура каждую минуту будет экстрагироваться 120 мл O₂.Таким образом, количество газовойсмеси, циркулирующей в контуре, составит 900 -120 = 780 мл/мин.При соотношении N₂O:O₂=2:1 этосоставляет 520 мл/мин (2/3 от 780 мл/мин) для N₂Oи 260 мл/мин (1/3 от 780 мл/мин)для O₂. В связи с этим при потоке 900 мл/мин, чтобысохранить соотношение N₂O:O₂=2:1постоянным, следует вводить в контур 520 мл/мин N₂Oи 260 + 120 = 380 мл/мин O₂.Подобные расчеты представляются достаточногромоздкими, поэтому для удобства практикующих анестезиологоввыведены математические константы, которые позволяют быстро рассчитатьпотоки N₂O и O₂при уменьшении газотока в контуре.

4. Если концентрациякислорода на вдохе в процессе проведения анестезии с низким газотокомопускается ниже рекомендуемого безопасного уровня (30% на вдохе),проводят дополнительную коррекцию потоков газов: поток O₂по ротаметру увеличивают, одновременно уменьшая потокN₂O.

5. Дыхательныйконтур с низким газотоком - система чрезвычайно инертная, посколькупри изменении концентрации анестетика на испарителе его концентрацияв контуре изменяется крайне медленно по причине рециркуляции выдыхаемойгазовой смеси. Из этого следует, что индукция и выход из анестезиидолжны осуществляться по полуоткрытому контуру с высоким газотоком,поскольку это обеспечивает быструю динамику концентрации анестетикана вдохе и выдохе. В тех случаях, когда возникает необходимостьбыстро изменить уровень общей анестезии, газоток в контуре повышают,а затем увеличивают или уменьшают концентрацию анестетика на испарителе.По достижении желаемой глубины анестезии поток свежего газа вновьснижают. Тем не менее быстрое углубление анестезии можно осуществитьи без повышения газотока в контуре: для этого достаточно ввестивнутривенно какой-либо гипнотик и/или опиоидный анальгетик.

6. За 5 миндо запланированного окончания анестезии газоток в контуре повышают,а затем прекращают подачу всех летучих анестетиков и приступаютк ингаляции чистого кислорода. После восстановления адекватногосамостоятельного дыхания, мышечного тонуса и рефлексов герметизирующуюманжетку сдувают и выполняют экстубацию трахеи (удаляют ларингеальнуюмаску).

Безопасность методов анестезии с низким газотоком

Методы анестезии с низким газотоком являются безопаснымии с успехом используются у детей всех возрастных групп, включаяноворожденных. Более того, по некоторым критериям они даже болеебезопасны, чем традиционная анестезия с высоким газотоком, поскольку:

- уменьшаетсявероятность передозировки галогенсодержащих анестетиков, посколькув случае непреднамеренной установки на испарителе предельных концентрацийанестетика его концентрация в контуре нарастает чрезвычайно медленно-

- снижается рискинтраоперационного пробуждения пациента по причине внезапногопрекращения подачи в контур N₂O и/илипаров анестетика (отсутствие N₂O в баллоне или анестетика в испарителе, замерзаниередуктора и т. п.). В подобных случаях концентрация ингаляционныханестетиков в контуре снижается крайне медленно, что дает дополнительноевремя для устранения возникших неполадок;

- проведениеанестезии с низким газотоком подразумевает особый подход к вопросаминтраоперационного мониторинга. Более пристальный контроль заосновными витальными показателями во время анестезии позволяетобеспечить более безопасные условия для пациента, находящегосяпод наркозом.

Преимущества методов анестезии с низким газотоком

Преимущества методов анестезии с низким газотокомсостоят в повышении температуры и влажности в дыхательном контуре,снижении расхода кислорода и средств ингаляционного наркоза, уменьшениистоимости анестезиологического пособия и снижении загрязненностивоздуха в операционной.

Улучшение микроклиматав дыхательном контуре. Согласнопоследним данным, микроклимат в дыхательном контуре во время анестезиисчитается оптимальным, если абсолютная влажность вдыхаемой газовойсмеси составляет не менее 17 мг Н₂О/л,а температура варьирует в пределах 28-32 °С. Недостаточное увлажнение и/или подогрев газовой смеси, поступающейк пациенту, значительно снижает эффективность работы мукоцилиарногоэпителия дыхательных путей. Так, при проведении ИВЛ газовой смесьюкомнатной температуры с относительной влажностью 50% замедлениедвигательной активности ресничек бронхиального эпителия отмечаетсяуже через 10 мин от начала вентиляции. Через 3 часа аппаратнойИВЛ с высоким газотоком без использования увлажнителя с подогревомв эпителии дыхательных путей возникают существенные морфофункциональныеизменения, которые ведут к нарушению эвакуации бронхиального секрета,обструкции бронхиол и микроателектазированию. Многочисленные клиническиеисследования показали, что при проведении анестезии с низким иминимальным газотоком температура и влажность вдыхаемой газовойсмеси значительно выше, чем при использовании высоких потоковсвежего газа. Данное обстоятельство связано со следующими основнымипричинами: 1) при снижении потока свежего газа увеличиваетсядоля рециркулирующей влажной и теплой выдыхаемой газовой смеси-2) процесс адсорбции СО₂ сопровождается выделением тепла и воды. В зависимостиот типа респиратора нижние границы оптимальной температуры (28 °С) и влажности (17 мг Н₂О/л)вдыхаемой газовой смеси могут быть достигнуты уже через 30-60 минот момента снижения газотока. Таким образом, проведение анестезиис низким и минимальным газотоком позволяет поддерживать оптимальныйи физиологичный режим температуры и влажности в дыхательном контуре,избежав при этом дополнительных способов кондиционирования газовойсмеси (использование увлажнителей с подогревом). Улучшение микроклиматав дыхательном контуре способствует нормальному функционированиюбронхиального эпителия во время ИВЛ, а также снижает потери влагии тепла из дыхательных путей ребенка во время анестезии.

Снижение расходамедицинских газов и стоимости анестезии. Потоксвежего газа при проведении анестезии со сниженным газотоком в10-15 раз ниже, чем при работе с традиционным высокопоточным контуром,что позволяет существенно уменьшить расход кислорода и ингаляционныханестетиков (N₂O, фторотана,энфлюрана), а также снизить стоимость анестезиологического пособия.Примером экономичности низкопоточной анестезии могут служить следующиеданные. В Великобритании и Германии каждый год проводится примерно8.5 млн. анестезиологических пособий, причем около 60% изних приходится на долю ингаляционных методов анестезии. Согласностатистике, рутинное использование метода низкопоточной анестезии(0.5-1 л/мин) позволяет сэкономить за один год 350´-10⁶ л кислорода(0.5 млн. US$), 1´-10⁹ л закиси азота(12.2 млн. US$), 33´-10³ л жидкого изофлюрана(31.8 млн. US$) и46´- 10³ л жидкого энфлюрана (20.9 млн. US$) тольков этих двух странах. Согласно другим данным, прямые и косвенныефинансовые потери, связанные со сбросом в атмосферу излишков газаиз дыхательных контуров наркозных аппаратов во время анестезиипо с высоким газотоком, в 1977 г в США составили более 80 млн. US$.Приведенные данные обосновывают высокую экономическуюэффективность методов анестезии со сниженным газотоком.

Снижение загрязненности воздуха в операционной.Согласно принятым стандартам, предельнаядопустимая концентрация (ПДК) закиси азота на рабочем месте недолжна превышать 25 ppm, а ПДК галогенсодержащих анестетиков - 2 ppm(ppm – parts per million, частей на 1 млн. частей воздуха). Очевидно,что более чем 10-кратное снижение газотока в контуре приводитк существенному уменьшению концентрации ингаляционных анестетиковв операционной. Так, при потоке N₂O 2.5 л/мин ее концентрация на рабочем месте составляетв среднем 122 ppm, припотоке 0.5 л/мин - 29 ppm, апри потоке 0.2 л/мин - всего 15 ppm, т. е. при проведении анестезии с использованиемнизких потоков свежего газа концентрация закиси азота в операционнойне превышает предельно допустимых величин.

Улучшение общей экологической обстановки.Каждый год концентрация закиси азотав тропосфере увеличивается на 0.25%, что является одной из причинглобального потепления климата на планете. Молекулы закиси азотачрезвычайно стабильны: средняя продолжительность их жизни составляетпримерно 150 лет. Поднимаясь в верхние слои стратосферы, молекулыN₂O распадаютсяс образованием окиси азота (NO), что способствует образованиют. н. “озоновых дыр”. Галогенсодержащие анестетики, такиекак галотан, энфлюран и изофлюран, относятся к группе хлорфторуглеродов(CFCs), которые представляют особую опасность для озоновогослоя планеты. При использовании методов анестезии со сниженнымгазотоком уменьшается выброс ингаляционных анестетиков из дыхательныхконтуров наркозных аппаратов, что способствует улучшению общейэкологической обстановки.

Таким образом, методы анестезии с низким газотокомпозволяют существенно улучшить микроклимат в дыхательном контурепри одновременном снижении расхода средств ингаляционного наркоза,стоимости анестезиологического пособия и уменьшении загрязненностивоздуха в операционной. Они в полной мере соответствует современнымгигиеническим, экологическим и экономическим стандартам, в связис чем находят все более широкое применение в повседневной рутиннойдетской анестезиологической практике.

Противопоказания к снижению газотока в контуре

Противопоказаниями к использованию методов анестезиис низким газотоком у детей являются: 1) недостаточный мониторинги/или неполадки следящей аппаратуры, 2) истощение адсорбента,3) острый бронхоспазм, 4) злокачественная гипертермия,5) недостаточная герметичность дыхательного контура (аппаратно-масочныйнаркоз, бронхоскопия, несоответствие размеров интубационной трубкии дыхательных путей ребенка, превышение лимитов допустимых утечек),6) состояния, которые могут сопровождаться накоплением вконтуре примесей посторонних газов, что наблюдается в следующихслучаях: при отравлении газообразными веществами (угарным газом,хлорпикрином и т. п.), при декомпенсированном сахарном диабетеи длительном голодании (возможное нарушение элиминации ацетона),при острой или хронической алкогольной интоксикации (возможноенарушение элиминации этанола), тяжелых формах гемолитической анемиии порфирии (возможное нарушение элиминации окиси углерода).

Перспективы развития методов анестезии с низким газотоком

В последнее время были разработаны новые, метаболическиболее инертные, менее токсичные и экологически безопасные ингаляционныеанестетики нового поколения (севофлюран, дезфлюран, ксенон). Какуказывают многие авторы, данные анестетики (в особенности ксенон)обладают такими физико-химическими свойствами, которые позволяютотнести их к категории “почти идеальный анестетик”. Единственныйнедостаток дезфлюрана и ксенона (Xe) - ихдороговизна. Так, стоимость 1 л Xe накоммерческом рынке в ценах 1999 года составляет 10-15 US$.Таким образом, проведение анестезии по полуоткрытому контуру свысоким газотоком с использованием дезфлюрана и ксенона представляетсякрайне нерациональным по финансовым соображениям. Экономичныйи эффективный режим дозирования указанных анестетиков может бытьдостигнут лишь в том случае, если анестезиологическое пособиепроводится по закрытому или полузакрытому контуру с минимальнымили низким потоком свежего газа.

В последнее время для обеспечения свободной проходимостидыхательных путей во время анестезии с успехом используется ларингеальнаяи орофарингеальная маска. Использование данных приспособленийсущественно расширяет возможности и перспективы использованияметодов ингаляционной анестезии с низким газотоком как у взрослых,так и у детей.

1. Baum J. Low Flow Anesthesia. // Butterworth-Heinemann,1996

2. Спенс А. Ведущиеподходы к анестезии на низком потоке. // Актуальные проблемыанестезиологии и реаниматологии (освежающий курс лекций).- Архангельск, 1998. - с. 62-69

3. Ernst E. A. Closed circuit anesthesia. // Inrefresher course ZAK 85 (eds F. W. List and H. V. Shalk) -Akademische Druck und Verlagsantalt. - Graz. - 1985

4. International Organisation for Standards (ISO):ISO 4135: 199X, Revision of ISO 4135:1979. // Anaesthesiology,Vocabulary. - British Standards Institution. - 1993

5. White D. C. Closed and Low Flow System Anaesthesia.// Curr. Anaesth. Crit. Care. - 1992. - v. 3. - pp. 98-107