Russian Server of Anestesiologists

В. А. Сидоров, В. А. Михельсон, В. А. Гребенников, Э. Г. Агавелян, А. И. Лешкевич, О. Р. Ярцева, О. В. Кошко, Т. Б. Архарова

Кафедра детской хирургии РГМУ, г. Москва (зав. кафедрой- академик РАМН, проф. Ю. Ф. Исаков)
Детская городская клиническая больница № 13 им. Н. Ф. Филатова, г. Москва
(главный врач- Г. И. Лукин)

Первые попытки использовать полностью закрытый контур и снизить поток свежего газа были предприняты Jackson в 1915 году с приходом в анестезиологию эры циклопропана в надежде предотвратить утечку этого чрезвычайно взрывоопасного газа в атмосферу операционной, но потерпели неудачу, так как без надежных контролирующих устройств было весьма трудно поддерживать адекватными концентрации кислорода и летучего анестетика [1]. Достоинства низкопоточной анестезии и анестезии посредством закрытого контура, описанные Ralph Waters еще в 1926 году, представляются следующими: предотвращение потерь тепла и влаги из дыхательных путей, снижение стоимости анестезиологического пособия и снижение загрязнения окружающей среды [1]. Тем не менее, ощутить реальные достоинства метода низкопоточной анестезии удалось только в начале 80-х годов, когда появились наркозные аппараты, отвечающие всем критериям безопасности, необходимым для работы с низкими потоками свежего газа (минимальная утечка, мониторинг концентрации кислорода и ингаляционных анестетиков). В своей работе Aldrete и соавт. (1981) указали, что при работе с низкопоточным контуром происходит достаточно существенная задержка эндогенного тепла и влаги в организме [2]. Сравнивая стоимость различных видов анестезиологического пособия, Lampotang и соавт. (1991) обнаружили, что снижение потока свежего газа во время анестезии с 5 до 2.5 л/мин позволяет дополнительно сэкономить 100 миллионов американских долларов в год только в США и 225 миллионов долларов в год во всем мире [6].
Первые попытки клинического использования метода низкопоточной анестезии в отечественной анестезиологии были предприняты в конце пятидесятых годов нашего столетия у взрослых, однако со временем интерес к этому методу ингаляционной анестезии снизился. Данное обстоятельство связано с тем, что использовавшаяся в то время наркозно-дыхательная аппаратура не всегда соответствовала всем критериям безопасности, необходимым для проведения низкопоточной анестезии.
В отечественной литературе мы не встретили работ, посвященных особенностям использования метода низкопоточной анестезии в педиатрической анестезиологической практике, поэтому в своем исследовании мы попытались разработать подробный протокол проведения комбинированной общей анестезии с низким потоком свежего газа у детей.

Материал и методы

Исследование было проведено на базе отделения анестезиологии и реанимации ДГКБ № 13 им. Н. Ф. Филатова (г. Москва) и охватило 50 пациентов в возрасте от 1 до 14 лет с различной хирургической патологией (гипоспадия, эписпадия, свищи уретры, гидронефроз, подковообразная почка, экстрофия мочевого пузыря). Оперативное вмешательство проводилось под комбинированной общей анестезией с низким потоком свежего газа (О₂+N₂O); кроме того, всем детям выполнялась эпидуральная блокада (поясничным или каудальным доступом в зависимости от желаемого уровня обезболивания). Самая непродолжительная операция заняла по времени 1 час 35 минут, самая длительная- 5 часов 20 минут. Распределение детей по возрасту, массе тела и длительности оперативного вмешательства представлено в таблице 1.

Анестезиологическое пособие проводилось с использованием современных наркозных аппаратов Drger SA2/RA2 с электрическим приводом вентилятора и Megamed 707 (в этих аппаратах свежий газ примешивается к циркулирующему в контуре), анестезиологического монитора респираторных функций РМ 8050 немецкой фирмы Dr ger, и монитора гемодинамики Cardiocap финской фирмы Datex.
Во время анестезии каждые 5 минут отслеживались и регистрировались следующие показатели: поток кислорода и закиси азота по ротаметрам наркозного аппарата [в л/мин при работе с высокими потоками и в мл/мин при низкопоточной анестезии], парциальное давление углекислого газа на вдохе (PinCO₂) и выдохе (PetCO₂)[в абсолютных величинах и в виде графической кривой], концентрация кислорода на вдохе (FiO₂) и выдохе (FexO₂) [в процентах], концентрация закиси азота на вдохе (FiN₂O) и выдохе (FexN₂O) [в процентах], концентрация галотана на вдохе (hal in) и выдохе (hal ex) [в объемных процентах]. Кроме того, мы фиксировали дыхательный объем, задаваемый на аппарате и регистрируемый сенсором потока на шланге выдоха (для оценки утечки из-под интубационной трубки), минутную вентиляцию [в литрах], растяжимость [в мл/см H₂O], пиковое давление на вдохе (PIP), среднее давление в дыхательных путях, положительное давление в конце выдоха (PEEP) [в сантиметрах H₂O], температуру в дыхательных путях, частоту сердечных сокращений по данным ЭКГ и пульсоксиметрии, неинвазивное артериальное давление и сатурацию (двумя разными датчиками- фирмы Datex и Nellcor). Утром в день операции и через каждый час во время анестезии осуществлялся забор образцов артериализированной капиллярной крови из пальца для динамической оценки КОС, Hb, Ht, pCO₂, pO₂, COHb и MetHb.

Описание методики

А. Проверка исправности наркозно-дыхательной аппаратуры, герметичности дыхательного контура и оценка утечек

Утечки газов из дыхательной системы наркозного аппарата и из-под интубационной трубки при проведении низкопоточной анестезии могут привести к значительному снижению концентрации газов в контуре (и прежде всего процентной концентрации кислорода на вдохе). В связи с этим перед началом работы каждый раз проводились тесты на герметичность системы и утечку газа из дыхательного контура. Во всех 50 случаях средняя утечка из дыхательного контура наркозного аппарата составила 60 ± 20 мл/мин при 30 см Н₂О. Реальная утечка из контура была несколько ниже, поскольку аппаратная ИВЛ у всех пациентов проводилась с пиковым давлением на вдохе в пределах 11-18 см Н₂О. Утечка из-под интубационной трубки определялась нами как разница между величинами дыхательного объема, заданного на аппарате, и регистрируемого сенсором потока на шланге выдоха. Кроме того, невозвращение в контур проб газа, проходящих через газоанализатор, и их сбрасывание в атомосферу приводит к дополнительной утечке из дыхательной системы наркозного аппарата в пределах 60-200 мл/мин в зависимости от выбранной скорости забора образцов газа. Необходимо помнить и о том, что при работе с низкими потоками свежего газа любая разгерметизация дыхательного контура приводит к присасыванию в него атмосферного воздуха, содержащего азот, вследствие чего концентрация O₂ и N₂O в контуре падает (“эффект разведения”), а соотношение N₂O:O₂ в контуре нарушается (при неизменном соотношении N₂O:O₂ по показаниям ротаметров).

Б. Выбор потоков кислорода и закиси азота по ротаметрам наркозного аппарата при проведении низкопоточной анестезии у детей

Принятая на сегодняшний день рабочая классификация дыхательных контуров в зависимости от потоков свежего газа по ротаметрам наркозного аппарата представлена в таблице 2. Согласно приведенным в ней данным, ингаляционная анестезия считается низкопоточной, если общий поток свежего газа по ротаметрам наркозного аппарата составляет 0.5-1 л/мин.

Таблица 2. Классификация дыхательных контуров в зависимости от потока свежего газа по ротаметрам наркозного аппарата.

*FGF- поток свежего газа (fresh gas flow).

Поток кислорода и закиси азота (в мл/мин для каждого газа по отдельности) при работе с низкими потоками свежего газа рассчитывался нами следующим образом:

1) Сначала определялся поток свежего газа во время индукции. В своих расчетах мы исходили из того, что индукция ингаляционными анестетиками во всех случаях должна осуществляться с использованием высоких потоков свежего газа (общий поток свежего газа превышает минутную вентиляцию в 1.5 раза). Оптимальный общий поток свежего газа на этапах индукции у детей весом до 15 кг составляет 6 л/мин (100% O₂ 6 л/мин или N₂O 4 л/мин + O₂ 2 л/мин), у детей весом 16-24 кг - 7.5 л/мин (100% O₂ 7.5 л/мин или N₂O 5 л/мин + O₂ 2.5 л/мин), а у детей весом более 25 кг - 9 л/мин (100% O₂ 9 л/мин или N₂O 6 л/мин + O₂ 3 л/мин).
2) Затем рассчитывался общий поток свежего газа (N₂O+O₂) при низкопоточной анестезии, который составлял 1/10 от использовавшегося во время индукции (т. е. у детей весом до 15 кг свежий газ поступал в контур со скоростью 600 мл/мин, у детей весом 16-24 кг- 750 мл/мин, а у детей весом более 25 кг- 900 мл/мин (что соответствует понятию о низкопоточном контуре как о системе с подачей свежего газа в пределах 500-1000 мл/мин).
3) Далее рассчитывался поток N₂O и О₂ (в мл/мин) для каждого газа по отдельности. На всех этапах анестезии соотношение N₂O:O₂ в контуре по условиям нашего протокола составляло 2:1, поэтому при работе с низкими потоками свежего газа закись азота и кислород подавались в дыхательную систему наркозного аппарата со следующими скоростями: у детей весом до 15 кг- соответственно 400 и 200 мл/мин, у детей весом 16-24 кг- 500 и 250 мл/мин, а у детей весом 25 кг и более- 600 и 300 мл/мин.
4) Следует отметить, что при проведении анестезии с высоким потоком свежего газа в соотношении N₂O:O₂=2:1 по ротаметрам наркозного аппарата отношение закиси азота к кислороду в дыхательном контуре будет таким же (2:1). При снижении потока свежего газа во время анестезиологической процедуры следует провести коррекцию соотношения N₂O:O₂в контуре с учетом величины потребления кислорода, изменив поток закиси азота и кислорода по ротаметрам (в противном случае при ингаляции N₂O и O₂ в соотношении 2:1 этот показатель в контуре будет приближаться к 3:1 вследствие потребления кислорода организмом). В целом, в расчет принимают величину потребления кислорода, равную 4 мл/кг в минуту. Например, у 30 кг ребенка (потребление кислорода 4 × 30 = 120 мл/мин) изначально выбран общий поток свежего газа 9 л/мин с соотношением 6 л/мин O₂ и 3 л/мин N₂O (2:1). После уменьшения газотока до 900 мл/мин из дыхательного контура каждую минуту организм будет забирать 120 мл O₂ на свои метаболические нужды. Таким образом, реальное количество циркулирующего в контуре газа составит 900 - 120 = 780 мл/мин (при соотношении N₂O:O₂=2:1, это составляет 520 мл/мин (2/3 от 780 мл) для закиси азота и 260 мл/мин (1/3 от 780 мл) для кислорода). В связи с этим при потоке 900 мл/мин, чтобы сохранить соотношение N₂O:O₂=2:1 постоянным, следует вводить в контур 520 мл/мин закиси азота и 260 + 120 = 380 мл/мин кислорода.
Проведя несложные математические вычисления, мы пришли к выводу, что коррекция соотношения N₂O:O₂в контуре с низким потоком свежего газа может быть представлена в виде простой формулы:

корригирующий поток кислорода (закиси азота) по ротаметру

(в мл/мин) = масса тела ребенка (кг) × 2.7

(где 2.7- константа)

Например, у 50 кг ребенка изначально выбран общий поток свежего газа 9 л/мин с соотношением N₂O 6 л/мин и О₂ 3 л/мин (N₂O:O₂=2:1). При снижении общего потока свежего газа до 900 мл/мин устанавливаемый на ротаметре поток закиси азота должен составлять 600 мл/мин, кислорода- 300 мл/мин (N₂O:O₂ по ротаметрам 2:1). Для того, чтобы сохранить соотношение N₂O:O₂=2:1 в контуре постоянным, следует провести коррекцию потоков закиси азота и кислорода по ротаметрам. Корригирующий поток кислорода будет составлять 50 × 2.6 = 130 мл/мин, закиси азота- также 130 мл/мин. Таким образом, окончательный поток кислорода по ротаметру наркозного аппарата во время низкопоточной анестезии будет составлять 300 + 130 = 430 мл/мин, а закиси азота: 600 - 130 = 470 мл/мин (в сумме 900 мл/мин).
5) По условиям нашего протокола концентрация кислорода во вдыхаемой смеси во время низкопоточной анестезии не должна была падать ниже 30% (N₂O:O₂ в контуре 2:1); если этот показатель все же снижался 30%, то мы проводили дополнительную коррекцию потоков N₂O и O₂ по ротаметрам наркозного аппарата (увеличивали поток O₂ по дозиметру на 5% от суммарного потока О₂+N₂O, одновременно с этим снижая поток N₂O на такую же величину).
В соответствии со всем вышесказанным, мы разработали схему, позволяющую правильно подобрать поток закиси азота и кислорода во время низкопоточной анестезии у детей (соотношение N₂O:O₂ в контуре- 2:1), которая представлена в таблице 3.

В. Протокол анестезии

Предлагаемый нами протокол проведения комбинированной общей анестезии с низким потоком свежего газа выглядит следующим образом:

1) Всем детям за 40 минут перед операцией проводилась стандартная премедикация атропином (0.01 мг/кг в/м) с реланиумом или мидазоламом (0.2 мг/кг в/м).

2) Перед индукцией в общую анестезию всем детям проводилась денитрогенизация 100% кислородом через лицевую маску в течение 3 минут.

3) Индукцию в общую анестезию проводили либо ингаляционным способом (100% O₂ + галотан), либо внутривенным путем (диприван 2 мг/кг в/в детям старшего возраста) с последующей ингаляцией газонаркотической смеси (100% O₂ + галотан) через лицевую маску. Таким образом, вне зависимости от метода вводной анестезии, закись азота в дыхательный контур до момента завершения интубации трахеи не подавалась (тем самым обеспечивалась максимальная элиминацию азота из организма ребенка).

4) Перед интубацией внутривенно вводили фентанил (3 мкг/кг), миоплегию обеспечивали болюсной инъекцией недеполяризующего миорелаксанта ардуана (0.08 мг/кг). Интубацию трахеи проводили не ранее чем через 90 секунд после введения релаксанта, используя при этом трубку с манжеткой. После завершения интубации трахеи и верификации месторасположения интубационной трубки манжетку раздували, чтобы свести к минимуму утечки из-под трубки.

5) Сразу после интубации и перевода ребенка на аппаратную ИВЛ подачу галотана прекращали; детям до 3 лет вводили реланиум 0.3 мг/кг в/в, а у детей старше 3 лет переходили к постоянной инфузии дипривана из расчета 4 мг/кг/час; одновременно с этим начинали ингаляцию закиси азота в соотношении N₂O:O₂=2:1 так, чтобы общий поток свежего газа (O₂+N₂O) составлял 6, 7.5 или 9 л/мин в зависимости от массы тела ребенка.

6) Вслед за интубацией и переводом ребенка на аппаратную ИВЛ ребенку проводили эпидуральную блокаду (каудальным или поясничным доступом в зависимости от желаемого уровня обезболивания) с использованием раствора местного анестетика (1-2% лидокаин или 0.25% бупивакаин), промедола (0.2 мг/кг) и адреналина (1:200,000).

7) К работе с низкими потоками свежего газа N₂O+O₂ приступали только после того, как: индукция будет полностью завершена и ребенок будет уложен на операционном столе в стационарное фиксированное положение; организм ребенка выйдет на плато насыщения закисью азота (FiN₂O = FexN₂O); из контура и организма ребенка элиминируется галотан (hal in = hal ex = 0).

8) Далее переходили к работе с низкими потоками свежего газа. Общий поток свежего газа (N₂O+O₂) при проведении низкопоточной анестезии составлял 1/10 от использовавшегося во время индукции (т. е. 600, 750 или 900 мл/мин в зависимости от веса и возраста ребенка).

9) Поддержание анестезии осуществляли ингаляционным способом (низкопоточная ингаляционная анестезия по схеме N₂O:O₂=2:1 без галотана), у детей старше 3 лет проводилась постоянная инфузия гипнотика дипривана (4 мг/кг/час) (поверхностная общая анестезия). У всех пациентов гемодинамика оставалась стабильной и не потребовала дополнительных введений фентанила. При снижении FiO₂ 30% мы проводили дополнительную коррекцию потоков N₂O и O₂ по ротаметрам.

10) Аппаратная ИВЛ на этапе поддержания анестезии проводилась в режиме умеренной гипервентиляции (PetCO₂ 32-33 mm Hg) с соотношением вдох:выдох (I:E)=1:2; содовая известь в адсорбере считалась выработавшей свой ресурс и заменялась на новую, если парциальное давление CO₂ на вдохе (РinCO₂) превышало отметку в 4 mm Hg.

11) По окончании операции за 5 минут до запланированного перевода ребенка на ручную ИВЛ мы переключались на работу с высокими потоками свежего газа и сдували манжетку. Затем ингаляцию закиси азота прекращали и переводили ребенка на ручную ИВЛ чистым кислородом.

12) Экстубацию осуществляли только после восстановления адекватного самостоятельного дыхания, мышечного тонуса и рефлексов, проведя предварительный туалет трахеобронхиального дерева.

Результаты и их обсуждение

1) Во время работы с низкими потоками свежего газа показатели оксигенации, газообмена, респираторной функции и гемодинамики оставались стабильными и не выходили за пределы возрастной нормы.

2) Корректно выполненная эпидуральная блокада в сочетании с постоянной инфузией гипнотика дипривана в минимальных поддерживающих дозах во всех случаях позволила обеспечить достаточный уровень нейровегетативной защиты ребенка во время операции, что дало возможность отказаться от использования галотана и опиоидов на этапе поддержания анестезии (поверхностная общая анестезия).

3) Во время низкопоточной анестезии в интубационной трубке и на шланге выдоха скапливался мелкодисперстный конденсат влаги, что опосредовано свидетельствует о повышении влажности в контуре (по сравнению с контуром высокого потока).

4) При снижении потока свежего газа во время анестезии мы отметили постепенное, хотя и незначительное, повышение температуры поступающей к ребенку газонаркотической смеси (перегревания газовой смеси не происходило, поскольку температура в дыхательном контуре во всех случаях никогда не превышала отметки 30°С при стабильной температуре окружающего воздуха 23 ± 1°С). Во всяком случае, у одного и того же ребенка температура циркулирующей в контуре газовой смеси при работе с низкими потоками свежего газа была на несколько градусов выше, чем при использовании высоких потоков (что свидетельствует о накоплении тепла в низкопоточном контуре). Таким образом, при работе с низкими потоками свежего газа можно отказаться от использования увлажнителей с подогревом.

5) Сравнивая концентрации COHb в пробах утренней капиллярной крови (до операции), и образцах крови, полученных во время работы с низкими потоками свежего газа, мы не зарегистрировали никакого, даже самого минимального, роста его концентрации (во всех возрастных группах).

6) Общий поток свежего газа при проведении низкопоточной анестезии по нашей схеме составлял 1/10 от используемого при работе с традиционным высокопоточным контуром, что позволило: существенно снизить расход кислорода и закиси азота; уменьшить степень загрязненности операционной ингаляционными анестетиками (в свою очередь это дает возможность оптимизировать условия труда персонала, работающего в операционной); снизить стоимость анестезиологического пособия.

Выводы

1) Низкопоточная анестезия является эффективным и безопасным методом ингаляционной анестезии, который может с успехом применяться в детской анестезиологической практике.

2) Во время ингаляционной анестезии при переходе от высоких потоков свежего газа к более низким управляемость и контролируемость анестезии ничуть не снижается, поскольку дозировки и концентрация ингаляционных анестетиков поддаются точному количественному расчету.

3) Необходимо принять за правило, что во время работы с низкими потоками свежего газа у детей в обязательном порядке необходим тщательный мониторинг показателей газообмена и респираторных функций (как минимум концентраций CO₂ на вдохе и выдохе, концентрации O₂ во вдыхаемой газовой смеси и концентрации галогенизированных анестетиков на выдохе).

Литература

Эрдман В. Анестезия посредством закрытого контура. Актуальные проблемы анестезиологии и реаниматологии (освежающий курс лекций, перевод с английского под ред. д. м. н. Э. В. Недашковского). Архангельск-Тромсе, 1995, стр. 108-112.
Aldrete JA, Lowe HJ, Virtue RW. Low flow and closed system anesthesia. Grune and Strattons, New York 1979.
Barash PG., Cullen BF., Stoelting RK.. Handbook of Clinical Anesthesia. J. B. Lippincott Company, Philadelphia, 1991, pр. 32-39, 40-45.
Cotter SM, Petros AJ, Dore CJ: Low flow anesthesia. Anesthesia 46:1009-1012, 1991.
Kaufman Leon. Аnaesthesia Review 2. Churchill Livingstone, 1984, pp. 189-200.
Lampotang S, Nyland ME, Gravenstein N: The cost of wasted anesthetic gases. Anesth Analg 71:S151, 1991.

возраст и масса тела ребенка	количество операций	средняя продолжительность операции
<15 кг (до 2 лет)	17	2.00±0.42
15-22 кг (3-6 лет)	12	2.52±0.45
>23 кг (старше 6 лет)	21	2.48±0.37