Low - flow anaesthesia [RSA]

1.4.1. Общие сведения.

Фармакокинетика кислорода. Кислород поглощается организмом из дыхательного контура со скоростью, соответствующей базальной скорости метаболизма [20, 21]. Согласно S. Brody [49], величина потребления кислорода (V_O2)может быть рассчитана по формуле:

V_O2, мл/мин = 10 × m_т^3/4,

где m_т - масса тела, кг

M. Kleiber [108] представил эту формулу в более упрощенном виде:

V_O2, мл/мин = m_т × 4

Потребление кислорода организмом во время анестезии зависит не только от массы тела, но и от большого числа самых разнообразных факторов (температура тела, волемический статус, глубина анестезии и т. п.) [89, 119]. Тем не менее принято считать, что при отсутствии каких-либо существенных отклонений в состоянии пациента V_O2во время анестезии является величиной примерно постоянной [114, 189, 192].

Фармакокинетика закиси азота. В отличие от кислорода закись азота в организме не метаболизируется, а лишь поглощается тканями [35, 189]. Кривая поглощения N₂О представляет собой экспоненту [35, 161]. Одновременно с началом подачи закиси азота в дыхательный контур она начинает интенсивно поглощаться тканями организма. Период наиболее интенсивного поглощения N₂O длится 15-20 мин [35], а затем по мере насыщения тканей скорость поглощения закиси азота падает, приближаясь к изолинии. Поглощение закиси азота (V_N2O) может быть рассчитано по формуле Severinghaus [161]:

V_N2O, мл/мин= 1000 × t^-1/2,

где t - время от начала подачи N₂O в дыхательный контур, минуты

Необходимо отметить, что J. Severinghaus проводил свои расчеты у взрослых пациентов при условии, что FiN₂O=80%. Измерения V_N2O, выполненные затем и другими авторами, подтвердили правильность расчетов Severinghaus, однако ни одно из них не было проведено у детей [25, 44, 168, 189].

Фармакокинетика галогенсодержащих анестетиков. Согласно H. Lowe [119, 120], математическая модель поглощения галогенсодержащих анестетиков может быть представлена в виде следующей формулы:

V_an = (1.3 - FiN₂O) ´ MAК ´ l_B/G ´ 2 ´ m_т^3/4 ´ t^-1/2

где V_an - скорость поглощения анестетика, мл/мин; МАК - минимальная альвеолярная концентрация; l_B/G - коэффициент растворимости кровь/газ; t - время от начала подачи анестетика в контур, минуты

Иными словами, как и в случае с закисью азота, кривая поглощения любого галогенсодержащего анестетика представляет собой экспоненту: одновременно с началом подачи анестетика в дыхательный контур он начинает интенсивно поглощаться организмом, а затем по мере насыщения тканей скорость поглощения падает, приближаясь к изолинии [35, 134, 177, 198]. Период наиболее интенсивного поглощения анестетика зависит от его физико-химических свойств и составляет в среднем 15-20 мин [35, 68, 178, 193].

1.4.2. Частные вопросы.

1.4.2.1. Дефицит газа в дыхательном контуре с низким газотоком.

В течение первых 15-20 мин от начала ингаляции N₂O происходит ее интенсивное поглощение тканями организма, поэтому попытки снизить поток свежего газа в этот промежуток времени могут привести к возникновению дефицита газа в дыхательном контуре [34, 35, 124, 137, 167, 169]. Согласно F. Foldes, дефицит газа в системе развивается в тех случаях, когда скорость поступления закиси азота в контур (V_fg N_2O) не соответствует интенсивности ее поглощения организмом в данный момент времени (V_fg N_2O<V_N_2O) [74, 75]. Поначалу дефицит газа в контуре компенсируется за счет газовой смеси, находящейся в дополнительном резервуаре (дыхательном мешке для ручной ИВЛ) [17, 29]. Как только резервы газа исчерпываются (дыхательный мешок оказывается пустым или слипается), дыхательный объем, МВЛ и пиковое давление на вдохе снижаются, а давление на выдохе становится отрицательным [29, 30, 51, 88]. В некоторых моделях респираторов (Cato и Cicero фирмы Dräger) при развитии дефицита газа в системе на электронном табло появляется соответствующее предупреждение: “shortage of fresh gas” [62].

Исходя из особенностей фармакокинетики закиси азота, многие авторы не рекомендуют снижать газоток в контуре, пока не закончится период наиболее интенсивного поглощения N₂O. Они подчеркивают, что снижение газотока должно осуществляться не ранее чем через 20 мин от начала ингаляции N₂O, что в большинстве случаев позволяет избежать возникновения дефицита газа в системе и предупредить изменение параметров вентиляции легких [25, 44, 115, 163]. Необходимо отметить, что указанный временной интервал относится лишь к взрослым пациентам. Вопрос о том, когда следует снижать газоток в контуре у детей и исключается ли при этом возможность возникновения дефицита газа в системе, остается открытым.

1.4.2.2. Коррекция потоков O₂ и N₂O при проведении низкопоточной анестезии.

При проведении анестезии с высоким газотоком количество кислорода, поступающее в дыхательный контур, в несколько десятков раз превышает величину его потребления, в связи с чем V_O2 не оказывает никакого влияния на концентрацию кислорода на вдохе [21]. Процентные концентрации кислорода в свежей газовой смеси (F_fgO₂)и на вдохе (FiO₂) практически одинаковы (FiO₂»F_fgO₂), а соотношение N₂O:O₂, установленное по ротаметрам, соблюдается и в дыхательном контуре [35, 191].

В противоположность этому, при проведении анестезии в режиме low flow количество кислорода, поступающее в контур, превышает V_O2 всего в 2-4 раза, в связи с чем при работе с низкими потоками свежего газа большое клиническое значение приобретает величина потребления кислорода [13, 21, 142]. G. Arndt и соавт. показали, что чем выше V_O2, тем больше кислорода экстрагируется организмом из системы с низким газотоком и тем ниже FiO₂ при одних и тех же значениях F_fgO₂ [20, 21]. Таким образом, при проведении низкопоточной анестезии концентрации кислорода в свежей газовой смеси отличаются от фиксируемых на вдохе (FiO₂<F_fgO₂) [38, 142]. Соотношение N₂O:O₂, установленное по ротаметрам наркозного аппарата, в дыхательном контуре с низким газотоком изменяется в сторону снижения FiO₂ [192]. Данное обстоятельство определяет необходимость в осуществлении коррекции соотношения N₂O:O₂в контуре с учетом величины потребления кислорода. С этой целью в момент снижения газотока следует увеличить поток O₂ и снизить поток N₂O по ротаметрам [35, 122].

Поскольку потребление кислорода во время анестезии является величиной примерно постоянной, а поглощение N₂O постепенно снижается, то при неизменной скорости подачи этих газов в дыхательном контуре с низким газотоком происходит постепенная аккумуляция N₂O [114, 163, 182]. Клинически это выражается в плавном повышении FiN₂O и снижении FiO₂ в ходе анестезии [25, 35]. В связи с этим при проведении анестезии в режиме low flow иногда возникает необходимость в повторной коррекции потоков кислорода и закиси азота, которая заключается в увеличении потока O₂ и снижении потока N₂O по дозиметрам [35, 87, 182]. Согласно J. Baum и R. Virtue, повторная коррекция потоков N₂O и О₂ должна осуществляться в том случае, если FiO₂ во время анестезии с низким газотоком достигнет отметки <30% [35, 182]. Рекомендации авторов основываются на современных представлениях о безопасности ингаляционной анестезии, согласно которым концентрация кислорода на вдохе должна составлять не менее 30% во избежание возникновения гипоксии [3, 21, 61, 122]. Как указывает J. Baum, при снижении FiO₂<30% следует увеличить поток О₂ на 10% от суммарного потока O₂+N₂O, снизив одновременно с этим поток N₂O на такую же величину [35]. Согласно R. Virtue, поток О₂ у взрослых должен быть увеличен не менее чем на 15% от суммарного потока O₂+N₂O [182].

Несмотря на большое количество публикаций, посвященных изучению динамики концентраций O₂и N₂O в контурах с минимальным и низким газотоком у взрослых, практические рекомендации по управлению потоками и концентрациями O₂и N₂O при проведении низкопоточной анестезии у детей до сих пор остаются не определенными.

1.4.2.3. Концентрация галогенсодержащих анестетиков в дыхательном контуре с низким газотоком.

При проведении анестезии по полуоткрытому контуру с высоким газотоком концентрация любого галогенсодержащего анестетика на вдохе (C_ian) примерно соответствует его концентрации в свежей газовой смеси (концентрации на испарителе, C_vpan), т. е. C_ian » C_vpan [35, 176]. При снижении газотока это равенство нарушается. Согласно B. Baer и T. Tammisto, различия между C_ian и C_vpan становятся особенно существенными, если поток свежего газа в контуре составляет менее 1.5 л/мин, поскольку при подобных скоростях газотока концентрация анестетика на вдохе зависит главным образом от его концентрации в выдыхаемой газовой смеси. Авторы подчеркивают, что при снижении газотока до отметки <1.5 л/мин мониторинг концентрации галогенсодержащих анестетиков в контуре должен проводиться в обязательном порядке [22, 176]. Кроме того, в течение первых 15-20 мин от начала ингаляции парообразующего анестетика происходит его интенсивное поглощение тканями организма, поэтому попытки снизить поток свежего газа в этот промежуток времени могут привести к еще большему увеличению разницы между C_ian и C_vpan [22, 36]. В связи с этим многие авторы рекомендуют снижать газоток в системе не ранее чем через 20 мин от начала подачи галогенсодержащего анестетика в контур [36, 159, 160, 178].