Низкопотоковая анестезия: преимущества, аппаратное обеспечение, основные принципы работы и ограничения к использованию

Низкопотоковая анестезия — метод ингаляционной анестезии, характеризующийся снижением потока свежего газа (FGF) до уровня, который значительно меньше, чем минутная вентиляция легких пациента, осуществляемая с помощью реверсивного дыхательного контура. Реверсивный дыхательный контур предполагает, что летучие анестетики в выдыхаемом пациентом газе возвращаются к пациенту через закрытый или полузакрытый дыхательный контур после поглощения CO₂, что является ключевым элементом методики.

В клинической практике принято различать:

• низкопотоковую анестезию — FGF ≤ 1 л/мин;
• анестезию с минимальным потоком — FGF ≤ 0,5 л/мин;
• анестезию с метаболическим потоком — FGF близкий к потреблению кислорода (≈ 0,25 л/мин).

Преимущества использования низкопотоковой анестезии

Низкопотоковая анестезия обладает рядом преимуществ:

1. Физиологические. Верхние дыхательные пути (ВДП) играют ключевую роль в кондиционировании вдыхаемого газа, обеспечивая его согревание и увлажнение. По мере продвижения к дистальным отделам эта способность снижается, так как эпителий нижних дыхательных путей (НДП) менее адаптирован к увлажнению и согреванию вдыхаемого воздуха. Во время общей анестезии ВДП выключаются при помощи эндотрахеальной трубки или надгортанных воздуховодных устройств, в результате в НДП поступает холодный и сухой воздух. Использование холодных сухих дыхательных смесей при анестезии с высоким потоком снижает мукоцилиарный клиренс и способствует развитию ателектазов и инфекционных осложнений. Таким образом, подогрев и увлажнение дыхательной смеси во время анестезии низкими потоками позволяет снизить риск высушивания дыхательных путей и улучшает мукоцилиарный клиренс.
2. Экологические. Ингаляционные анестетики являются мощными парниковыми газами, а N₂O разрушает озоновый слой. Отработанные анестетические газы, выделяемые наркозными аппаратами, отводятся через систему вакуумной очистки медицинских газов для снижения профессионального воздействия, но затем выбрасываются в атмосферу. Хотя их вклад невелик по сравнению с другими веществами, образующимися в результате деятельности человека, ингаляционные анестетики по своей природе являются мощными парниковыми газами и представляют опасность для персонала операционной, если их не утилизировать надлежащим образом. Одной из стратегий, позволяющих минимизировать углеродный след ингаляционных анестетиков, является использование низких уровней FGF для введения ингаляционных анестетиков. Чем выше скорость FGF, тем пропорционально больше выбросы в окружающую среду. Низкие потоки позволяют уменьшить углеродный след и снизить выброс летучих анестетиков в атмосферу.
3. Фармакоэкономические. Низкопотоковая анестезия — простой метод снижения потребления летучих анестетиков во время ингаляционной анестезии и уменьшения затрат на кислород и медицинские газы.

Технические требования к аппаратуре и системе газового мониторинга

Низко- и минимальнопотоковая анестезия легко реализуется с помощью современных наркозных аппаратов и оборудования для мониторинга, которые должны соответствовать ряду требований.

1. Циркуляционная дыхательная система должна включать следующие компоненты:
   • поглотитель углекислого газа (резервуар с натриевой известью);
   • два однонаправленных клапана;
   • отверстие для подачи свежего газа;
   • Y-образный тройник для подключения к пациенту;
   • резервуарный мешок;
   • предохранительный клапан и соединительные трубки с низким сопротивлением.

2. Система мониторинга должна измерять концентрацию газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе в режиме реального времени:
   • концентрация кислорода во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе (FiO₂) с включенным сигналом тревоги на соответствующем уровне для предотвращения гипоксии (сигнал тревоги должен быть установлен на 28 % FiO₂);
   • концентрация анестезирующих газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе;
   • МАК (минимальная альвеолярная концентрация ингаляционного анестетика, при которой 50 % пациентов перестают проявлять защитную реакцию на кожный разрез; чем ниже значение МАК, тем выше сила анестетика) в выдыхаемом воздухе с поправкой на возраст;
   • капнография для оценки вентиляции по уровню вдыхаемого и выдыхаемого углекислого газа.

Рутинное наблюдение за пациентом и базовый мониторинг должны соблюдаться независимо от выбранного потока свежего газа. Это касается, в частности, непрерывного присутствия и клинического мониторинга пациента, проводимого анестезиологом. Мониторинг включает постоянный контроль ЭКГ, сатурации, регулярные проверки параметров гемодинамики и измерение параметров вентиляции (показатели давления в ДП и минутного объема дыхания).

Дыхательная система должна быть герметичной, а контроль готовности оборудования, включая тест на утечку, должен рутинно проводиться до начала анестезии. Газ, отбираемый боковыми мониторами, должен компенсироваться или возвращаться в циркуляционную систему, тем самым уменьшая потери газа из-за отбираемого объема.

Фармакологические и физиологические аспекты низкопотоковой ингаляционной анестезии

Низкопотоковая анестезия требует понимания основных фармакологических процессов, связанных с ингаляционными анестетиками, основ поглощения и распределения, а также особенностей замкнутой системы.

Потребление кислорода

Потребление кислорода из вдыхаемого газа связано с физиологическими потребностями, которые зависят от размера тела и метаболических потребностей. Потребление кислорода во время анестезии в нормальных физиологических условиях составляет около 2–3 мл/кг/мин у здорового взрослого человека, поэтому поток свежего газа можно безопасно снизить до 250–500 мл у пациентов с массой тела менее 100 кг, не создавая риска гипоксической газовой смеси.

Потребление кислорода оценивается по формуле:

Потребление O₂ (мл/мин) = (FiO₂ – FexpO₂ (%)) × MV (л) × 10.

В дыхательной системе с замкнутым контуром происходит накопление и смешивание газов, отличных от кислорода, углекислого газа и анестетика. Например, азот, который составляет значительную часть окружающего воздуха и, соответственно, дыхательных путей, должен учитываться при низко- и минимальнопотоковой анестезии.

При использовании кислорода в качестве единственной составляющей потока свежего газа риск гипоксической газовой смеси минимален, даже если полное удаление азота из функциональной остаточной емкости легких пациента не было эффективно проведено (например, из-за сокращения периода предварительной оксигенации и/или неплотного прилегания маски к лицу).

Оценка потребления O₂, скорректированная с учетом других потерь из контура, используется для определения минимального рекомендуемого потока, с которым сравнивается фактическая настройка потока. Дополнительные потери включают газ, отбираемый для анализа боковым газоанализатором, если отобранные газы не возвращаются в контур, а также любые другие утечки.

Инструменты, прогнозирующие будущие концентрации O₂ и летучих анестетиков, полезны для поддержки принятия решений. Они позволяют анестезиологу устанавливать скорость потока свежего газа и параметры испарителя, отслеживая будущие изменения выбранных настроек. Такие системы обеспечивают более точную и быструю регулировку подачи кислорода и анестетика, а также являются средством обеспечения безопасности в случаях, когда концентрации O₂ и анестетика выходят за пределы желаемого диапазона.

Базовая кинетика ингаляционных анестетиков

В условиях равновесного состояния, при стабильном поддержании анестезии, уровни ингаляционного анестетика выравниваются на пути от испарителя к альвеолам, крови и местам действия в центральной нервной системе. Однако большая часть анестетика вводится вне условий равновесия, например, во время индукции, пробуждения и при регулировании глубины анестезии. Анестезиолог должен понимать временные параметры распределения ингаляционного анестетика по различным частям тела.

На всасывание и распределение анестетиков независимо от методики (высокопотоковой или низкопотоковой) влияют:

• градиент парциального давления анестетика через альвеолярную мембрану;
• альвеолярная вентиляция;
• коэффициент растворимости анестезирующего газа в крови;
• сердечный выброс;
• перфузия органов в разных частях тела;
• поглощение анестезирующего газа в различных отделах тела;
• растворимость лекарственных средств в центральной нервной системе.

При низкопотоковой анестезии количество испаряемого и добавлемого в газовую смесь анестетика снижается, а концентрация газа и парциальное давление нарастают медленнее по сравнению с высокопотоковой анестезией.

Использование в практике анестезии с минимальным потоком свежего газа невозможно без знаний о следующих переменных:

• Fd — концентрация ингаляционного анестетика, настроенная на испарителе;
• Fiaa — концентрация ингаляционного анестетика во вдыхаемом воздухе;
• Etaa — концентрация ингаляционного анестетика в выдыхаемом воздухе;
• FA — альвеолярная концентрация;
• Ce — концентрация в месте действия.

При использовании низких потоков, при необходимости увеличения глубины анестезии, будет наблюдаться расхождение и задержка между Fd и Fiaa, следовательно, FA и Ce будут повышаться медленнее. В такой ситуации увеличение скорости концентрации ингаляционного анестетика в замкнутом объеме может быть достигнуто изменением скорости потока свежего газа и/или настройкой испарителя, чтобы обеспечить «болюс» ингаляционного анестетика: болюсное введение или «избыточное давление» на испарителе (кратковременный всплеск увеличенного потока свежего газа и концентрации до уровня 2–3 МАК в течение 30 с → повышение Fiaa → ускорение изменения Etaa и Ce → увеличение глубины анестезии).

Накопление экзогенных вредных соединений

Из-за рециркуляции газа при низком потоке важно предотвратить накопление в системе экзогенных вредных соединений, в первую очередь CO₂, так как неиспользованные газы и анестетик из выдыхаемой смеси повторно поступают во вдыхаемую. Эту функцию выполняет поглотитель углекислого газа (абсорбер), который химически связывает и удаляет выдыхаемый CO₂ из дыхательного контура. В процессе удаления также выделяется тепло (ΔT) и влага (H₂О), что способствует кондиционированию дыхательной смеси в контуре.

Абсорбер устанавливается в канал вдоха дыхательного контура для кондиционирования дыхательного газа, чтобы порция выдыхаемого воздуха, поступающая для рециркуляции, проходила через него. Состав абсорбирующего материала важен для предотвращения образования компаунда А (при использовании севофлурана) и образования CO₂ (при использовании десфлурана). Современные абсорбирующие материалы демонстрируют минимальное образование компаунда А и CO₂ даже при потоке свежего газа 0,5 л/мин.

Методика проведения анестезии с низким или минимальным потоком газа

Существуют различные методики введения ингаляционных анестетиков. В большинстве случаев все они следуют одной последовательности:

• денитрогенизация;
• период более высокой скорости потока в сочетании с высокой настройкой испарителя для начального насыщения;
• снижение потока свежего газа с корректировкой настроек испарителя для поддержания желаемого Etaa.

Введение, то есть насыщение газового компартмента, зависит от начального потока свежего газа и настроек испарителя.

Коррекция концентрации в месте действия требует учета большей постоянной времени, характерной для данной техники. Таким образом, изменения глубины анестезии нельзя достичь лишь незначительной корректировкой настроек испарителя, как это возможно при высокопоточной анестезии. Ингаляционный болюс вводится установкой испарителя на 3 МАК и увеличением потока свежего газа до 4 л/мин в течение 30 с; затем поток FGF возвращается к минимальному, но настройка испарителя сохраняется примерно на 25 % выше предыдущей. Такая болюсная методика улучшает стабильность и предотвращает чрезмерную коррекцию.

По завершении операции следует снизить установки испарителя до 0 % примерно за 10–20 мин до ее окончания, поддерживая при этом адекватную концентрацию препарата в альвеолах низким потоком. В конце операции необходимо вывести ингаляционный анестетик, что достигается путем увеличения скорости потока свежего газа до минутного объема вентиляции.

Послеоперационное ведение пациентов проводится согласно обычным внутренним процедурам клиники.

Противопоказания к анестезии с низким потоком

Абсолютных противопоказаний к применению низкопотоковой анестезии при плановых операциях не существует. Учитывая длительные постоянные времени, характерные для методик с минимальным потоком, применение таких методик ограничено в следующих случаях:

• экстренные ситуации;
• пациенты в критическом состоянии с потенциальной потребностью в быстрой коррекции концентрации ингаляционного анестетика;
• особые клинические ситуации (злокачественная гипертермия, тяжелая бронхиальная астма, сепсис, плохо контролируемый сахарный диабет, отравление угарным газом);
• применение минимального потока затруднено при масочной анестезии или в случае неполной герметичности ДП.

Найдите больше научно обоснованных материалов в наших социальных сетях

Подпишитесь и не пропустите новейшие ресурсы

Заключение

Низкопотоковая анестезия представляет собой эффективный и физиологически благоприятный подход к ингаляционной анестезии, который сокращает расход анестетика, минимизирует воздействие на окружающую среду и улучшает состояние дыхательных путей. Однако для ее проведения требуются современное оборудование и тщательный мониторинг. Несмотря на технологические достижения, понимание принципов низкопотоковой анестезии и важности непрерывного мониторинга кислорода и анестетика остается крайне важным.