Рекомендуем ознакомиться: План мероприятий на 2025 год

Тезисы XX Всероссийской конференции по ветеринарной анестезиологии, реанимации и интенсивной терапии и

I Евро-азиатского ветеринарного анестезиологического конгресса

23 – 24 апреля 2025 г.
Москва, отель «Милан»

Роль мониторинга в лечении пациентов с дыхательной недостаточностью

Камилла Мовсесовна Арсатян
анестезиолог-реаниматолог отделения АРиИТ клиники «Биоконтроль», г. Москва

Дыхательная недостаточность (ДН) – это состояние, при котором дыхательная система не обеспечивает адекватный газообмен, что приводит к гипоксии (недостатку кислорода) и/или гиперкапнии (избытку углекислого газа).

Задачи мониторинга:

Оценка динамики состояния пациента в реальном времени.
Контроль уровня кислорода в крови (SpO2, PaO2) и углекислого газа (EtCO2, PaCO2).
Выявление нарушений кислотно-основного состояния.
Оценка эффективности проводимого лечения и корректировка терапии.
Снижение риска гипоксии, гиперкапнии и ацидоза.

Оценка дыхательной системы и виды мониторинга

Оценка дыхательной системы начинается с простого наблюдения за пациентом на расстоянии, а затем проводится непосредственное обследование. Визуальная оценка дыхательной системы включает проверку проходимости дыхательных путей и адекватности вентиляции. Поскольку пациент может чувствовать себя наиболее комфортно рядом с владельцем, визуальное обследование дыхания часто проводится во время сбора анамнеза у владельца, чтобы получить общее представление о дыхательном статусе до непосредственного осмотра. Это важно, так как стресс, боль или тревога могут изменить характер дыхания и затруднить его оценку.

Во время нормального дыхательного цикла основная работа дыхания обеспечивается за счет сокращения и расслабления диафрагмы. При вдохе сокращение диафрагмы вызывает согласованное движение грудной клетки и живота наружу. При выдохе диафрагма расслабляется, и грудная клетка с животом двигаются внутрь.

У пациентов с дыхательной недостаточностью могут наблюдаться признаки повышенной работы дыхания: тахипноэ (учащённое дыхание), цианоз (синюшность), ортопноэ (вынужденное положение для облегчения дыхания), дыхание с открытым ртом, беспокойство или невозможность лечь. Другие отклонения включают короткое и поверхностное дыхание без видимого движения грудной клетки или раздувание ноздрей. В тяжелых случаях может проявляться парадоксальное дыхание, когда грудная клетка и живот движутся в противоположных направлениях.

Паттерны дыхания и возможные заболевания

Тахипноэ (учащённое дыхание) не всегда указывает на патологию лёгких (например, одышка при нормальном состоянии у собак). Если пациент дышит учащённо, необходимо оценить работу дыхания, провести аускультацию и дополнительные тесты (например, пульсоксиметрию). Если показатели в норме, следует рассмотреть другие причины тахипноэ, такие как анемия, боль, тревожность, лихорадка или метаболический ацидоз.
Заболевания плевральной полости характеризуются поверхностным, быстрым дыханием. Аускультация может выявить приглушённые лёгочные и сердечные тоны. Возможные причины: пневмоторакс, плевральный выпот (гемоторакс, пиоторакс, хилоторакс), диафрагмальная грыжа.
Обструкция верхних дыхательных путей сопровождается инспираторным стридором или стертором. Частота дыхания может быть нормальной, но заметно увеличивается дыхательная работа из-за сужения дыхательных путей. Возможные причины: паралич гортани, коллапс трахеи, носоглоточный полип, опухоли, гранулёматозные заболевания, коагулопатия (кровотечение в дыхательные пути), брахицефалический синдром.
Поражение нижних дыхательных путей сопровождается тахипноэ с удлинённой фазой выдоха и активным выдохом. При аускультации могут выявляться хрипы. Возможные причины: аллергическая болезнь кошек, лёгочный фиброз, хронический бронхит.
Заболевания лёгочной паренхимы характеризуются затруднённым вдохом и выдохом. При аускультации можно обнаружить жёсткое дыхание, влажные хрипы и свисты. Возможные причины: инфекционная пневмония (бактериальная, грибковая, вирусная, паразитарная), аспирационная пневмония, интерстициальные заболевания лёгких, кардиогенный и некардиогенный отёк лёгких, коагулопатии, опухоли.

После визуального и физикального осмотра для дополнительной диагностики могут применяться инструментальные методы. Однако рентгенография грудной клетки не является первоочередным исследованием, так как она может спровоцировать стресс у пациента. После стабилизации состояния можно использовать расширенные диагностические методы, включая пульсоксиметрию, анализ газов крови (артериальной или венозной), рентгенографию грудной клетки и ультразвуковую оценку (TFAST/VetBlue).

Диагностические методы
- УЗИ (TFAST|VetBlue)

Ультразвуковая оценка грудной клетки, лёгочной паренхимы, сердца у пациентов с дыхательной недостаточностью является важной и первостепенной диагностической процедурой. На основании ультразвука врач отвечает на поставленные вопросы: да или нет.

Есть ли свободная жидкость в грудной клетке?

Есть ли пневмоторакс?

Есть ли жидкость в интерстиции, в альвеолах?

В основном при поиске ответов на данные вопросы не важны укладка пациента и фазы дыхания.

Существует несколько подходов к проведению ультразвуковой оценки лёгочной паренхимы у пациентов с дыхательной недостаточностью. Наиболее часто используются на практике протокол ТFAST у пациентов с травмой и протокол Vet BLUE.

Протокол ТFAST

Термин Focused Assessment with Sonography for Trauma (FAST) был придуман Rozycki et al в 1995 г. В дальнейшем к аббревиатуре FAST добавилась буква, указывающая на зону обследования (А – abdomen, T – thoracic), и цифра 3 над буквой Т, которая подразумевает использование данного протокола при травме (trauma), сортировке (triage) и мониторинге (tracking) пациентов.

Lisciandro (2008) опубликовал исследование о пользе протокола ТFAST в оценке пациентов с тупыми и проникающими травмами грудной клетки, основной задачей которого было определение точности, чувствительности и специфичности протокола ТFAST для выявления пневмоторакса, а также обнаружения других травм грудной клетки, плевры, перикардиального пространства, лёгких. Чувствительность и специфичность для выявления пневмоторакса опытным врачом в визуальной диагностике составили более 95 %. Тем самым доказано, что УЗИ может быть использовано в качестве первой линии скрининга у пациентов с тупой и проникающей травмой грудной клетки.

Как проводится ТFAST-оценка?

Для проведения данной диагностической процедуры предпочтительно правое боковое положение пациента, при котором достигается более быстрая и удобная оценка желчного пузыря, полой вены, области сердца. В случае выраженной дыхательной недостаточности следует проводить исследование в положении животного лёжа на животе или стоя.

Для выполнения ТFAST-оценки следует разместить датчик в 5 точках:

Область верхней трети грудной клетки, между 8-м и 9-м межреберьем с обеих сторон (CTS). Данная зона также обследуется в протоколе Vet BLUE.
Область нижней трети грудной клетки (перикардиальная область), 4-е и 5-е межреберье (PCS) c обеих сторон.
Диафрагмально-печёночная проекция (DH), область мечевидного отростка, подреберья.

Протокол Vet BLUE

Помимо протокола ТFAST, задачей которого прежде всего является оценка структур грудной клетки пациентов с травмой, у животных с дыхательной недостаточностью (как правило, не связанных с травмой) следует проводить протокол Vet BLUE.

BLUE – bedside lung ultrasound exam (Lichtenstein, 2008) – данный протокол используется в медицине человека, он показал высокую чувствительность и специфичность как при выявлении многих острых респираторных заболеваний, так и при мониторинге ответа на лечение. В ветеринарной медицине данный протокол получил название «протокол Vet BLUE».

Выполнение протокола Vet BLUE

Сканирование паренхимы лёгких осуществляется в четырёх точках с обеих сторон:

Область каудодорсальной доли лёгкого (cdll) – между 8-м и 9-м межреберьем.
Область центральной трети грудной клетки (прикорневая зона лёгких) (phll) – между 6-м и 7-м межреберьем.
Область средней доли лёгкого (mdll) – 4-е и 5-е межреберье (нижняя треть грудной клетки).
Область краниальной части лёгкого (crll) – 2-е и 3-е межреберье (пространство краниальнее сердца).

Пульсоксиметрия

Пульсоксиметрия (SpO2) – неинвазивный метод оценки оксигенации, используемый в первую очередь для оценки степени гипоксемии. Метод основан на спектрофотометрии и измеряет соотношение оксигемоглобина и дезоксигемоглобина. В норме при дыхании атмосферным воздухом (FiO2 21%) SpO2 должен составлять не менее 96%. Значения ниже 93–94% требуют дополнительного обследования и оксигенотерапии. Показатель SpO2 90% свидетельствует о тяжелой гипоксемии и соответствует PaO2 60 мм рт. ст.

Где располагаем: безволосые, минимально пигментированные участки тела, включая брыли, ушные раковины, препуций, вульву и межпальцевое пространство, непигментированные подушечки лап, складка бедра.
При метгемоглобинемии, карбоокксигемоглобинемии показатели будут завышенными.
Погрешности: гипотония, пигментация кожи, тяжёлая анемия, спазм периферических сосудов, передавливание, сухие слизистые, тремор.
Необходима при мониторинге пациентов с ОДН, во время анестезии, ИВЛ, любым тяжёлым пациентам.

Кривая диссоциации:

Превращение гемоглобина в оксигемоглобин определяется напряжением растворенного кислорода. Графически эта зависимость выражается кривой диссоциации оксигемоглобина, или сатурационной кривой (сатурация – насыщение жидкости газами). Даже при небольшом парциальном давлении кислорода (40 мм рт. ст.) с ним связывается 75-80% гемоглобина.

Кривая диссоциации имеет S-образную форму и состоит из двух частей – крутой и отлогой. Отлогая часть кривой, соответствующая высоким (более 60 мм рт. ст.) напряжениям кислорода, свидетельствует о том, что в этих условиях содержание оксигемоглобина лишь слабо зависит от напряжения кислорода и его парциального давления во вдыхаемом и альвеолярном воздухе. Верхняя отлогая часть кривой диссоциации отражает способность гемоглобина связывать большие количества кислорода, несмотря на умеренное снижение его парциального давления.

При давлении 80-90 мм рт. ст. гемоглобин почти полностью насыщается кислородом парциального давления во вдыхаемом воздухе. В этих условиях ткани достаточно снабжаются кислородом (точка насыщения).

Крутая часть кривой диссоциации соответствует напряжению кислорода, обычному для тканей организма (35 мм рт. ст. и ниже). В тканях, поглощающих много кислорода (работающие мышцы, печень, почки), оксигемоглобин диссоциирует в большей степени, иногда почти полностью. В тканях, в которых интенсивность окислительных процессов мала, большая часть оксигемоглобина не диссоциирует.

Свойство гемоглобина – легко насыщаться кислородом даже при небольших давлениях и легко его отдавать – очень важно. Благодаря лёгкой отдаче гемоглобином кислорода при снижении его парциального давления обеспечивается бесперебойное снабжение тканей кислородом, в которых вследствие постоянного потребления кислорода его парциальное давление равно нулю.

Распад оксигемоглобина на гемоглобин и кислород зависит от:

1) температуры (увеличивается с повышением температуры тела);

2) реакции среды плазмы крови (с увеличением кислотности среды увеличивается диссоциация оксигемоглобина);

3) содержания солей (в воде связывание гемоглобина осуществляется быстро, но полного насыщения не достигается; более полное насыщение кислородом и более полная отдача кислорода происходит в физиологическом растворе);

4) содержания в крови продуктов распада (способствуют более быстрой диссоциации);

5) содержания углекислого газа (чем больше содержание СО₂ в крови, тем меньше связывается гемоглобин с О₂ и тем быстрее происходит диссоциация оксигемоглобина).

Кривая диссоциации оксигемоглобина смещается вправо при увеличении температуры, снижении рН и повышении содержания 2,3 – ДФГ (капилляры большого круга кровообращения). То есть в этих условиях сродство гемоглобина к кислороду снижается. При увеличении рН, снижении температуры тела и 2,3-ДФГ происходит сдвиг кривой влево (капилляры малого круга кровообращения)

Особенно резко понижается способность гемоглобина соединяться с кислородом при давлении углекислого газа, равном 46 мм рт. ст., то есть при величине, соответствующей напряжению углекислого газа в венозной крови. Влияние углекислого газа на диссоциацию оксигемоглобина очень важно для переноса газов в лёгких и тканях.

Капнометрия/капнография

Капнометрия – определение CO2

Содержание CO2 в конце выдоха: в объёмных процентах (FetCO2) -(об%) напряжения (PetCO2)- (мм рт. ст.) ;
При капнографии – дополнительно отображается кривая изменения содержания CO2 в ходе дыхательного цикла.
Капнография обладает бóльшими диагностическими возможностями.

Нормальные значения:

PetCO2 35-45 мм рт. ст.
FetCO2 4,9-6,4 об%

Форма получаемой кривой (капнограмма) даёт специалисту важную информацию не только о концентрации CO₂ в конце выдоха (EtCO₂), но и о целостности дыхательной системы, о физиологии пациента, а также представление о состоянии гемодинамики и скорости метаболизма.

Существует два типа приборов для измерения EtCO₂: капнометры и капнографы. Капнометры измеряют лишь численное значение давление СО2 и как следствие предоставляют врачу меньше информации о вентиляции и гемодинамике пациента. Капнографы помимо численного измерения, также отображают график – капнограмму. Капнографы и капнометры могут быть как самостоятельными аппаратами, так и в виде модулей-расширения включены в мониторы пациентов, дефибрилляторы-мониторы, наркозно-дыхательные аппараты или аппараты искусственной вентиляции легких (ИВЛ).

Капнометрия может быть основана на абсорбции инфракрасного излучения молекулами CO2 или на масс-спектрометрии.

Второй способ – точнее, но дороже, поэтому в практической деятельности применяется редко.

Капнометры, работающие на принципах инфракрасного оптического анализа, широко распространены в практике.

По способам доставки газа в измерительную камеру, они делятся:

капнометрия в боковом потоке (вне дыхательного потока с непрерывным отбором пробы газа — Sidestream analysis);
капнометрия в основном потоке (mainstream analysis);
капнометрия в микропотоке (Microstream technology).

Капнометрия в боковом потоке:

Данный способ наиболее широко распространён.

Смысл его прост и заключается в следующем: из потока вдыхаемого и выдыхаемого газа небольшая его часть непрерывно откачивается по тонкой пластиковой трубке и подаётся в измерительную камеру, расположенную внутри монитора.

Достоинства капнометрии в боковом потоке:

возможность применения лёгких и дешёвых одноразовых адаптеров для присоединения к дыхательным путям;
защищённость всех сложных, хрупких и дорогостоящих частей измерительной системы, находящихся внутри корпуса прибора;
наличие адаптеров для самых разных клинических ситуаций;
возможность мониторинга у не интубированных больных;
возможность одновременного определения нескольких газов в одной пробе.

Недостатки системы с капнометрии в боковом потоке:

необходимость в специальном устройстве для удаления паров воды из газовой смеси;
наличие газовой помпы — самой ненадёжной части системы;
повышенное время реакции измерительной системы (если это имеет значение);
затраты на приобретение расходных материалов (адаптеров, магистралей, фильтров, калибровочного газа).

Капнометрия в основном потоке

Данный способ капнометрии распространён меньше, чем предыдущий метод. Адаптер для измерения СО₂ в данной системе является частью дыхательного контура и представляет собой устанавливаемую между интубационной трубкой и тройником контура кювету, через которую на проток проходит весь вдыхаемый и выдыхаемый газ.

Адаптеры для капнометрии в основном потоке бывают одно- или многоразовыми и стоят значительно дороже, чем таковые у аппаратов для боковой капнографии.

Достоинства капнометрии в основном потоке:

повышенное быстродействие (время реакции 30-60 мс);
отсутствие необходимости в обезвоживании газовой смеси;
оптимальна при анестезии по закрытому контуру.

Недостатки системы с капнометрией в основном потоке:

увеличенный риск смещения или перегиба интубационной трубки из-за повышенного веса устанавливаемых на ней деталей;
повышенный риск поломки самой дорогой части монитора — датчика;
невозможность определения иных газов, кроме CO₂;
невозможность использования разнообразных адаптеров;
высокая стоимость расходных материалов (адаптера, датчика).

Капнометрия в микропотоке

По сути – это вариант системы бокового потока с укороченной магистралью. Сенсор находится вне дыхательных путей, однако забор газа в Microstream-адаптерах производится сразу через несколько микропортов, имеющих гидрофобное покрытие, расположенных по периметру адаптера и ориентированных в различных направлениях. Это минимизирует аспирацию секрета, который прилипает к стенкам адаптеров и делает забор проб менее зависимым от положения пациента и ориентации адаптера. То есть, в отличие от традиционной капнографии, в аппаратах с Microstream капнометрией забор проб газа можно производить при любом положении адаптера.

Достоинства капнографии в микропотоке:

Сохранение многих преимуществ системы Sidestream (использование разнообразных лёгких и дешёвых адаптеров, мультигазовый мониторинг, надёжная защита измерительной системы);
увеличение быстродействия системы за счёт резкого укорочения газовой магистрали;
уменьшение скорости откачки пробы газа в измерительную камеру до 50 мл/мин без потери качества измерения;
Возможность применения для пациентов разных возрастных категорий. Широко применяется в неонатологии.

Нормальная капнограмма

Фаза I (экспираторный базовый уровень) – начало выдоха, соответствующее выведению газа из мёртвого пространства, не содержащего CO₂, из крупных проводящих дыхательных путей. Значение CO₂ на этой фазе должно быть равно нулю.
Фаза II (экспираторный подъём) – выведение смеси альвеолярного газа и уменьшающегося количества газа из мёртвого пространства, что приводит к быстрому увеличению концентрации CO₂.
Фаза III (экспираторное плато) – наступает после полного выведения газа из мёртвого пространства, при этом выделяется полностью альвеолярный воздух. Высшая точка фазы III соответствует фактическому значению ETCO₂. Плато имеет небольшой положительный наклон из-за постоянной диффузии CO₂ из капилляров в альвеолярное пространство.
Фаза 0 (вдохновенный спад) – во время вдоха газ, не содержащий CO₂, поступает в дыхательные пути, что приводит к быстрому снижению концентрации CO₂ до нуля.
Альфа-угол находится между фазами II и III. У человека средний угол составляет от 100˚ до 110˚. Альфа-угол увеличивается при возрастании наклона фазы III, что делает его косвенным показателем соотношения вентиляции и перфузии (VA/Q) в лёгких.
Бета-угол расположен между фазами III и 0 и обычно составляет 90˚. Он используется для оценки степени повторного вдыхания (реинспирации). При реинспирации бета-угол увеличивается, а также возрастает время отклика капнометра по сравнению с временем дыхательного цикла пациента.
Нормальные значения этих углов для собак и кошек не опубликованы.

Повышение PetCO2 > 45 мм. рт. ст. гипервентиляция лёгких. Причинами этого выступают: угнетение деятельности дыхательного центра, спазмы бронхов, ослабленное состояние лёгочной мускулатуры.

Понижение PetCO2 < 35 мм. рт. ст. — может “падать” плавно или резко — вплоть до нулевых показателей. Причины: остановка дыхания, остановка кровообращения, интубация пищевода.
При сильных поражениях лёгких, сердечной недостаточности, шоковых состояниях — PetCO2 сильно снижается.
В таких случаях обязательно используют прямое определение газового содержания артериальной крови, чтобы получить точную и достоверную оценку эффективности и целесообразности проведения искусственной вентиляции лёгких.
Последствия данных нарушений проявляются в виде газового ацидоза (при гиперкапнии) и газового алкалоза (при гипокапнии).

Снижение уровня EtCO₂ относительно исходного уровня может наблюдаться в случаях:

гиповентиляции вследствие разных причин;
повышения уровня метаболизма;
резкого повышения температуры тела (злокачественная гипертермия).

Повышение уровня EtCO₂ относительно исходного уровня может наблюдаться в случаях:

гипервентиляции вследствие разных причин (например, при увеличении частоты дыхания или дыхательного объёма);
снижения уровня метаболизма;
значительного падения температуры тела.

Повышение концентрации углекислого газа на вдохе (может сопровождаться увеличением EtCO₂). Такая ситуация наблюдается при:

поломке выдыхательного клапана в дыхательном аппарате или других причинах для циркуляции выдыхаемой смеси в дыхательном контуре;
недостаточной подаче кислорода;
недостаточной эффективностью поглотителя углекислого газа;
короткой продолжительности выдоха.

PaCO2-ETCO2 Градиент

Прежде чем доверять капнометрии, нужно откалиброваться по углекислому газу, используя определение парциального CO2 крови. Только после этого мы можем доверять и проводить мониторинг уровень CO2 у пациентов с дыхательной недостаточностью.

Немного об основах вентиляции и перфузии

Лёгкие можно разделить на три зоны в зависимости от соотношения давления воздуха в альвеолах и перфузионного давления из артерий и вен. Эти зоны называются зонами Веста (хотя, как оказалось, Вест не был первым, кто описал эту концепцию!). В зоне 1 альвеолярное давление (давление воздуха) является самым высоким, в то время как артериальное и венозное давление – самым низким, частично из-за силы тяжести и увеличения расстояния, которое преодолевает кровь. Это означает, что альвеолы в зоне 1 перфузируются меньше по сравнению с другими зонами лёгких, и газообмен здесь менее эффективен. Напротив, в зоне 3 артериальное и венозное давление выше (что ведёт к большему кровотоку), а альвеолярное давление ниже по сравнению с зоной 1.

Часть дыхательного объёма (объёма воздуха, который поступает в лёгкие и выходит из них при обычном дыхании), не участвующая в газообмене, называется «мёртвым пространством». Мёртвое пространство можно разделить на аппаратное, анатомическое и альвеолярное. Изменения сердечного выброса влияют на кровоток в лёгких и перфузию альвеол. Увеличение сердечного выброса приводит к улучшению перфузии лёгких, усилению газообмена и повышению ETCO₂. Напротив, снижение сердечного выброса уменьшает кровоток к лёгким, снижает альвеолярную перфузию, увеличивает альвеолярное мёртвое пространство и приводит к снижению ETCO₂ (даже если PaCO₂ может быть высоким).

Сравнение градиента между артериальным и конечным экспираторным CO₂ (ETCO₂)

Обычно разница между артериальным и альвеолярным значениями CO₂ [P(a-ACO₂) градиент] составляет 2–3 мм рт. ст. Значение PaCO₂ определяется с помощью анализа газов артериальной крови. Разница между PaCO₂ и ETCO₂ называется P(a-ET)CO₂ градиентом. У людей и собак под наркозом этот градиент обычно составляет не более 5 мм рт. ст.

Градиент возникает из-за альвеолярного мёртвого пространства, которое обусловлено временными, пространственными и альвеолярными нарушениями перемешивания в нормальных лёгких. Изменения альвеолярного мёртвого пространства коррелируют с изменением значения P(a-ET)CO₂ только тогда, когда фаза III имеет плоский или минимально наклонный сегмент. Чтобы оценить изменения градиента, необходимо сначала рассчитать базовый уровень P(a-ET)CO₂ на раннем этапе наблюдения.

Причины увеличенного (a-ET)CO₂ градиента

Существует три основные причины увеличения (a-A)CO₂ и, следовательно, увеличения (a-ET)CO₂ градиента:

Нарушения соотношения вентиляции и перфузии (VA/Q).
Дыхательные паттерны, вызывающие неполное опорожнение альвеол.
Ошибки при заборе проб.

Нарушения соотношения вентиляции и перфузии (VA/Q)

В нормальных лёгких общее соотношение VA/Q составляет 0,8. Вентиляция мёртвого пространства характеризуется высоким VA/Q, при котором меньшая часть дыхательного объёма участвует в газообмене. Часть дыхательного объёма, попадающая в неперфузируемые или слабо перфузируемые альвеолы, создаёт физиологическое мёртвое пространство. Любое состояние, увеличивающее вентиляцию физиологического мёртвого пространства, снижает уровень выдыхаемого CO₂ и увеличивает градиент.

Примеры таких состояний включают:

Состояния с низким сердечным выбросом.
Гипотонию.
Гипотермию.
Брадикардию.
Кардиогенный шок.
Тромбоэмболию лёгочной артерии.

У пациентов, перенесших торакотомию, наблюдаются измененные градиенты из-за нарушения VA/Q. В положении на спине или груди вентиляция лёгких равномерная, но в положении на боку вентиляция увеличивается в верхнем лёгком, а перфузия – в нижнем. Также вскрытие плевры увеличивает выведение CO₂ из верхнего лёгкого, уменьшая градиент P(a-ET)CO₂. Ретракция лёгкого вызывает противоположный эффект.

Дыхательные паттерны

Дыхательные паттерны, вызывающие увеличение градиента из-за неполного опорожнения лёгких, включают:

Гипервентиляцию с неполным выдохом.
Вентиляцию с недостаточным дыхательным объёмом.

У пациентов с астмой или обструктивными заболеваниями лёгких может развиться увеличенный градиент из-за сужения дыхательных путей и сниженной эластичности грудной клетки, что затрудняет полное опорожнение лёгких.

Для получения более точных значений ETCO₂ у пациентов с рестриктивными заболеваниями может применяться ручное сжатие грудной клетки в конце выдоха. Однако эффективность этого метода не оценивалась у ветеринарных пациентов.

Технические ошибки

Ошибки при заборе проб для капнографии, такие как утечки в пробоотборной трубке и ошибки калибровки, а также неточности в анализе газов крови, могут также увеличивать градиент.

Причины низких градиентов P(a-ET)CO₂ или обратных градиентов

Шунтовая перфузия (нормальная или увеличенная перфузия в альвеолах с недостаточной вентиляцией) приводит к низкому VA/Q и, как следствие, к низкому или нормальному градиенту P(a-ET)CO₂. Это редкое явление у собак, кошек и людей.

Факторы, вызывающие шунтовую перфузию:

Закупорка дыхательных путей слизью.
Ателектаз.
Альвеолярные выделения.

Случаи, когда значения ETCO₂ превышают PaCO₂ (обратные градиенты), встречаются редко. Они зафиксированы у людей, чаще во время беременности, физических нагрузок и при больших дыхательных объёмах.

Одна из гипотез объясняет это явление тем, что у пациентов с большими дыхательными объёмами и низкой частотой дыхания (например, у собак с глубокой грудной клеткой) медленно опорожняющиеся альвеолы, находящиеся под высокой перфузией, добавляют дополнительный CO₂ к концу каждого выдоха, увеличивая уровень ETCO₂.

Наличие таких отрицательных градиентов усложняет использование значений ETCO₂ для оценки PaCO₂.

Анализ газов крови

Анализ газов крови (ABG) — анализ газового состава артериальной крови позволяет получить информацию о трёх физиологических процессах: альвеолярной вентиляции, кислотно-щелочном равновесии и оксигенации. Газовый анализ артериальной крови (ABG) отличается от анализа венозной крови (VBG) тем, что он показан пациентам с дыхательной недостаточностью, так как позволяет оценить все аспекты функции лёгких. Хотя венозный анализ может использоваться для оценки вентиляции и кислотно-щелочного баланса, ABG необходимо проводить при подозрении на патологию лёгочной паренхимы.

Основные параметры:

pH
Парциальное давление кислорода (PaO2, норма 80–100 мм рт. ст.)
Парциальное давление углекислого газа (PaCO2, норма 35–45 мм рт. ст.)
Бикарбонаты (HCO3)

Забор артериальной крови для ABG обычно производится из тыльной плюсневой артерии, ушной артерии или бедренной артерии. Однако при стрессе у пациентов (например, у кошек) можно заменить анализ артериальной крови на венозный (VBG), который подходит для оценки pH, PaCO2 и электролитов. Однако VBG не позволяет точно оценить оксигенацию.

Физиология дыхания

Нормальная функция лёгких включает в себя движение воздуха (78% азота, 21% кислорода, следы других газов) при вдохе и выдохе. Воздух проходит через дыхательные пути и достигает альвеол — основного места газообмена в лёгких. Газообмен осуществляется через альвеолокапиллярную мембрану. Кислород (O₂) диффундирует из альвеол в капиллярную кровь, а углекислый газ (CO₂) — из капилляров в альвеолы, при этом оба процесса происходят посредством пассивной диффузии.

Диффузию газов описывает закон Фика: «Скорость диффузии газа через мембрану прямо пропорциональна площади мембраны и разнице давлений и обратно пропорциональна толщине мембраны».

Существуют три различных значения парциального давления кислорода (PO₂) и углекислого газа (PCO₂):

Вдыхаемый воздух: PO₂ = 150 мм рт. ст., PCO₂ = 0 мм рт. ст.
Альвеолы: PO₂ = 100 мм рт. ст., PCO₂ = 40 мм рт. ст.
Артериальная кровь: PO₂ и PCO₂ соответствуют системному артериальному кровотоку.

Важно различать вентиляцию и оксигенацию несмотря на то, что эти термины часто используются взаимозаменяемо:

Вентиляция — процесс газообмена в альвеолах (вдох O₂, выдох CO₂).
Оксигенация — процесс диффузии O₂ из альвеол в кровь, его связывания с гемоглобином и доставки к тканям.

Методы оценки оксигенации
Для оценки оксигенации используются пульсоксиметрия (SpO₂) и газовый анализ артериальной крови (ABG).

Пульсоксиметрия (SpO₂) — это неинвазивный метод измерения насыщения гемоглобина кислородом. Каждый молекулярный гемоглобин содержит четыре участка связывания с кислородом. Когда все четыре участка заняты, гемоглобин считается «насыщенным». Пульсоксиметр использует инфракрасное излучение для анализа капиллярной крови и вычисляет процент насыщения, который в норме составляет >95%.

SpO₂ <90% указывает на гипоксемию (пониженное содержание кислорода в крови). Однако метод имеет ограничения: погрешности могут возникнуть из-за неправильного положения датчика, плохой перфузии или внешнего освещения. (см выше)

Газовый анализ артериальной крови (ABG) — «золотой стандарт» оценки оксигенации. Он позволяет измерить парциальное давление кислорода в артериальной крови (PaO₂), что отражает способность лёгких переносить кислород из атмосферы в кровь.

У здорового пациента, дышащего атмосферным воздухом (FiO₂ = 21%), PaO₂ составляет 85–110 мм рт. ст.
В норме PaO₂ приблизительно в 5 раз превышает FiO₂ (например, при дыхании воздухом PaO₂ ≈ 105 мм рт. ст.).
У пациентов с респираторными нарушениями, получающих кислород, PaO₂ увеличивается пропорционально FiO₂.
У пациентов, находящихся под анестезией и получающих 100% кислород, PaO₂ должно быть >500 мм рт. ст.

Показатели гипоксемии:

PaO₂ <80 мм рт. ст. — гипоксемия
PaO₂ <60 мм рт. ст. — тяжёлая гипоксемия

Причины гипоксемии:

Гиповентиляция (PaCO₂ >60 мм рт. ст.)
Снижение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе (FiO₂)
Нарушение вентиляционно-перфузионного соотношения (V/Q mismatch)
Внутрилёгочное шунтирование
Нарушение диффузии

Важно вовремя устранять гипоксемию, так как она может привести к гипоксии — недостаточному поступлению кислорода в ткани.

Диссоциация оксигемоглобина

Ключевой концепцией в понимании оксигенации является кривая диссоциации оксигемоглобина, которая отражает соотношение между насыщением гемоглобина кислородом (SpO₂) и парциальным давлением кислорода (PaO₂).

Эта кривая имеет S-образную форму, что означает, что SpO₂ и PaO₂ не находятся в линейной зависимости. Положение кривой определяется аффинностью гемоглобина к кислороду:

Сдвиг влево (повышенная аффинность, кислород связывается легче, но труднее высвобождается): гипокапния (↓CO₂), гипотермия (↓T), алкалоз (↑pH).
Сдвиг вправо (сниженная аффинность, кислород труднее связывается, но легче высвобождается): гиперкапния (↑CO₂), гипертермия (↑T), ацидоз (↓pH).

Клиническое значение:

Небольшие изменения SpO₂ приводят к значительным изменениям PaO₂ (в 4 раза). Например, снижение SpO₂ с 95% до 90% указывает на значительное падение PaO₂ и требует немедленного вмешательства (см выше).

Индекс оксигенации и альвеолярно-артериальный градиент

Для оценки оксигенации также могут использоваться PaO2/FiO2 (соотношение парциального давления кислорода к доле вдыхаемого кислорода) или соотношение PF и альвеолярно-артериальный градиент (A-a градиент).

В норме PaO2 должен быть в 5 раз выше, чем FiO2 (например, при дыхании воздухом FiO2 21%, PaO2 ≈ 100 мм рт. ст.).
PaO2/FiO2 < 300 мм рт. ст. свидетельствует о дыхательной недостаточности.
Повышенный A-a градиент (>10–15 мм рт. ст.) указывает на проблемы с оксигенацией.

При оценке критически больных пациентов с дыхательной недостаточностью газовый анализ артериальной крови (ABG) также позволяет оценить показатели оксигенации, такие как отношение PF и альвеолярно-артериальный (A-a) градиент.

Отношение PF — это соотношение парциального давления кислорода в артериальной крови (PaO2) и доли вдыхаемого кислорода (FiO2). При расчёте FiO2 процентное содержание кислорода переводится в десятичную дробь (например, 21% = 0,21, 100% = 1,0).

Расчёт PF — быстрый и простой метод, который помогает оценить степень повреждения лёгких и определить, насколько пациент реагирует на кислород. У здорового пациента, дышащего атмосферным воздухом, с PaO2 105 мм рт. ст., отношение PF будет равно:
PF = 105 : 0,21 (105 ÷ 0,21) = 500.

Поскольку это соотношение, оно не имеет единиц измерения. При подаче дополнительного кислорода общие значения FiO2 составляют:

Поток через лицевую маску — 25–30%
Назальные канюли — 35–40%
Кислородная камера — 40–60%
Анестезиологический контур — 100%

Нормальное значение PF ≥ 400.

PF < 300 указывает на острое повреждение лёгких (ALI — Acute Lung Injury).
PF < 200 свидетельствует о развитии синдрома острого респираторного дистресса (ARDS — Acute Respiratory Distress Syndrome).

Альвеолярно-артериальный (A-a) градиент — это разница между концентрацией кислорода в альвеолах (PAO2) и артериальной крови (PaO2). Он помогает оценить эффективность газообмена. Формула расчёта:

A-a градиент = PAO2 – PaO2

Хотя на первый взгляд формула кажется простой, необходимо сначала рассчитать PAO2, так как значение PaO2 берётся из анализа ABG. PAO2 вычисляется по формуле альвеолярного газового обмена:

PAO2 = FiO2 × (Patm – PH2O) – (PaCO2 ÷ RQ)

Для расчёта PAO2 необходимо разобраться с компонентами уравнения:

FiO2 — доля вдыхаемого кислорода (в норме 21% для атмосферного воздуха).
Patm — атмосферное давление (на уровне моря 760 мм рт. ст., меняется с высотой).
PH2O — давление водяного пара (47 мм рт. ст.).
PaCO2 — парциальное давление углекислого газа в артериальной крови (из ABG).
RQ — дыхательный коэффициент, который отражает соотношение потребления кислорода к выработке CO2 (в норме 0,8).

Полная формула A-a градиента:

A-a = [FiO2 × (Patm – 47) – (PaCO2 ÷ 0.8)] – PaO2

При выполнении расчёта важно соблюдать порядок математических действий (скобки, умножение/деление, сложение/вычитание — правило PEMDAS).

Пример:
Пациент дышит атмосферным воздухом (FiO2 = 0,21), находится на уровне моря (Patm = 760 мм рт. ст.), PaO2 = 90 мм рт. ст., PaCO2 = 50 мм рт. ст.

A-a = [0,21 × (760 – 47) – (50 ÷ 0,8)] – 90

Выполняем действия в скобках: 760 – 47 = 713
A-a = [0,21 × 713 – (50 ÷ 0,8)] – 90
Умножение и деление:
0,21 × 713 = 150, 50 ÷ 0,8 = 62,5

A-a = [150 – 62,5] – 90

Вычитание:
150 – 62,5 = 87,5
87,5 – 90 = A-a = -2,5 мм рт. ст.

У здорового организма, дышащего атмосферным воздухом, разница между PAO2 и PaO2 составляет примерно 5–15 мм рт. ст. Ожидаемое нормальное значение A-a градиента — около 10 мм рт. ст.

Чем выше градиент, тем серьёзнее гипоксемия (недостаток кислорода в крови).

A-a > 15 мм рт. ст. — показание для назначения дополнительного кислорода.
A-a > 20–30 мм рт. ст. — свидетельствует о тяжёлой гипоксемии и риске развития ARDS.

Поскольку значение A-a градиента основано на FiO2 = 21% (атмосферный воздух), анализ артериальной крови должен быть выполнен при дыхании пациента обычным воздухом.

A-a градиент можно рассчитать и при подаче дополнительного кислорода, однако в этом случае референсные значения нормального диапазона становятся смещёнными.

Эти показатели помогают оценить степень дыхательной недостаточности и определить необходимость в дополнительной оксигенации или даже искусственной вентиляции лёгких.

Список литературы

Aldrich J. Global assessment of the emergency patient. Vet Clin North Am Small Anim Pract 2005;35:281–305.
Angell L. Capnography and spirometry. In: Clancy N (ed). The veterinary nurses practical guide to small animal anaesthesia. Oxford: Wiley Blackwell; 2023: 78–96.
Association of Veterinary Anaesthetists. Anaesthetic records and checklists. 2023. https://ava.eu.com/resources/checklists/ (accessed 13 June 2023).
Bagshaw-Wright P. Capnography: a guide for veterinary nurses. Veterinary Nursing Journal. 2018;33(10):283–286. https://doi.org/10.1080/17415349.2018.1498042.
Battaglia AM, Steele AM, Battaglia AM, eds. Small Animal Emergency and Critical Care for Veterinary Technicians. St. Louis, MO: Elsevier; 2016.
Bozeman WP, Myers RA, Barish RA. Confirmation of pulse oximetry gap in carbon monoxide poisoning. Ann Emerg Med 1997;30:608–11.
Brodbelt DC, Blissitt KJ, Hammond RA et al. The risk of death: the confidential enquiry into perioperative small animal fatalities. Vet Anaesth Analg. 2008;35(5):365–373. https://doi.org/10.1111/j.1467-2995.2008.00397.x.
Clarke KW, Trimm CL, Hall LW. Veterinary anaesthesia. 11th edn. Oxford: Saunders Elsevier; 2014: 129–225.
Clark L. Monitoring the anaesthetised patient. In: Welsh L (ed). Anaesthesia for veterinary nurses. Wiley Blackwell: Oxford; 2009: 253–255.
Cook TM, Kelly FE, Goswami A. ‘Hats and caps’ capnography training on intensive care. Anaesthesia. 2013; 68 (4): 421.
Duke-Novakovski T, Fujiyama M, Beazley SG. Comparison of mainstream (Capnostat 5) and two low-flow sidestream capnometers (VM-2500-S and Capnostream) in spontaneously breathing rabbits anesthetized with a Bain coaxial breathing system. Vet Anaesth Analg. 2020;47(4):537–546. https://doi.org/10.1016/j.vaa.2020.02.006.
Kodali BS. Capnography. 2022. Accessed online at https://www.capnography.com.
Lisciandro G. R. Abdominal and thoracic focused assessment with sonography for trauma, triage, and monitoring in small animals. J Vet Emerg Crit Care, 2011; 21 (2): 104–122.
Lisciandro G. R., Lagutchik M. S., Mann K. A., et al. Evaluation of a thoracic focused assessment with sonography for trauma (TFAST) protocol to detect pneumothorax and concurrent thoracic injury in 145 traumatized dogs. J Vet Emerg Crit Care, 2008; 18 (3): 258–269.
Focused ultrasound techniques for the small animal practitioner / edited by Gregory R. Lisciandro, 2014.
Lumb AB. Nunn’s applied respiratory physiology. 5th edition. Boston: Butterworth Heinemann; 2000.
Moens Y, Coppens P. Patient monitoring and monitoring equipment. In: Seymour C, Duke-Novakovski T, editors. BSAVA manual of canine and feline anaesthesia and analgesia. 2nd edition. Gloucester: British Small Animal Veterinary Association; 2007. p. 62–79.
Nickson C. Capnography Waveform Interpretation. Life In The Fast Lane. 2020. Accessed online at https://litfl.com/capnography-waveform-interpretation/.
Rausch-Madison S, Mohsenifar Z. Methodologic problems encountered with co-oximetry in methemoglobinemia. Am J Med Sci 1997;314:203–6.
Rozycki G. S., Ochsner M. G., Schmidt J. A., Frankel H. L., Davis T. P., Wang D., et al. A prospective study of surgeon-performed ultrasound as the primary adjuvant modality for injured patient assessment. J Trauma, 1995; 39 (3): 492–8 [discussion: 498–500].
Sorrell-Raschi L. Blood gas and oximetry monitoring. In: Silverstein DC, Hopper K, editors. Small animal critical care medicine. St Louis (MO): Saunders; 2009. p. 878–82.
West JB. Respiratory physiology: the essentials. 9th ed. Baltimore, MD, USA: Lippincott Williams & Wilkins, 2012.
West JB. Respiratory physiology, the essentials. 6th edition. Baltimore (MD): Lippincott Williams & Wilkins; 2000.
Yarstev A. The normal capnography waveform. 2018. Accessed online at https://derangedphysiology.com/main/cicm-primary-exam/required-reading/respiratory-system/Chapter%205592/normal-capnograph-waveform.
Yarstev A. Abnormal capnography waveforms and their interpretation. 2019. Accessed online at https://derangedphysiology.com/main/cicm-primary-exam/required-reading/respiratory-system/Chapter%205593/abnormal-capnography-waveforms-and-their-interpretation.