И снова о механической мощности…

Работа, опубликованная Джоном Марини и соавторами (Marini JJ, Thornton LT, Rocco PRM, Gattinoni L, Crooke PS. Practical assessment of risk of VILI from ventilating power: a conceptual model. Crit Care. 2023;27(1):157. Published 2023 Apr 20. doi:10.1186/s13054-023-04406-91​), посвящена концептуальной модели взаимосвязи между ММ и повреждением легких вследствие ИВЛ. Она также показывает, как относительно новая концепция ММ постепенно приобретает более четкие и устоявшиеся очертания. Особое значение имеют содержащиеся в ней наблюдения. Авторы концепции ММ (среди них Лучано Гаттинони) вносят важные уточнения, в том числе и некоторую самокритику, в свою первоначальную концепцию. Они сравнивают эластическую энергию и энергию сопротивления, рассматривают концепцию пороговых давлений, превышение которых ведет к повреждению легких, а также изучают роль частоты дыхания и положительного давления в конце выдоха (PEEP). Кроме того, они вводят некоторую новую номенклатуру.

Как уже упоминалось в прошлом информационном письме, ММ – это энергия, необходимая для каждой инфляции, умноженная на частоту дыхания в минуту. В свою очередь, общая энергия, приходящаяся на каждый вдох, делится на энергию сопротивления и эластическую энергию. Авторы не рассматривают энергию сопротивления и концентрируются на эластической, учитывая то, что только эластическая энергия сильно коррелирует с растяжением и нагрузкой, которые потенциально могут повредить легкие в динамических условиях. Сосредоточение внимания только на эластической энергии значительно упрощает использование MМ для оценки риска повреждения легких вследствие ИВЛ, поскольку эластическая MМ (в отличие от общей MМ) в значительной степени не зависит от режима вентиляции (контролируемой по объему или давлению) и может быть рассчитана на основе простых измерений во время пассивной вентиляции. Пренебрежение энергией сопротивления также может означать конец научной дискуссии о методе оценки общей ММ (Buiteman-Kruizinga LA, Schultz MJ. The (Mechanical) Power of (Automated) Ventilation. Respir Care. 2023;68(4):556. doi:10.4187/respcare.105312​, Baedorf-Kassis EN, Brenes Bastos A, Schaefer MS, et al. Response to: The (Mechanical) Power of (Automated) Ventilation. Respir Care. 2023;68(4):557-558. doi:10.4187/respcare.109463​). Попросту говоря, только эластическая MМ (для которой методика расчета однозначна) считается физиологически значимой в контексте повреждения легких.

Следовательно, рассматриваются два различных вида эластической энергии (см. рис. 1): рабочая энергия, связанная с рабочим давлением (DP), превышающим PEEP для создания дыхательного объема (VT), и общая эластическая энергия, связанная с манометрическим давлением выше атмосферного (т. е. давлением плато: «Pплато» = DP + PEEP), которое применяется для создания VT. Учет обоих этих видов эластической энергии должен поставить точку в научной дискуссии о том, следует ли учитывать PEEP при расчете MМ (Camporota L, Busana M, Marini JJ, Gattinoni L. The 4DPRR Index and Mechanical Power: A Step Ahead or Four Steps Backward?. Am J Respir Crit Care Med. 2021;204(4):491-492. doi:10.1164/rccm.202104-0923LE4​, Costa ELV, Slutsky AS, Amato MBP. Reply to Camporota et al.: The 4DPRR Index and Mechanical Power: A Step Ahead or 4 Steps Backward?. Am J Respir Crit Care Med. 2021;204(4):492-493. doi:10.1164/rccm.202105-1113LE5​).

Наконец, Марини рекомендует учитывать как для DP, так и для «Pплато», пороговое давление (Pt), превышение которого ведет к механическому повреждению легких. На приведенных ниже диаграммах рис. 2 иллюстрирует случай, когда вентиляция осуществляется с эластическим давлением ниже «Pt», и поэтому теоретический риск повреждения легких вследствие ИВЛ равен нулю. В данном случае высокая частота дыхания не должна повышать риск повреждения легких вследствие ИВЛ, хотя она ассоциируется с достаточно большими значениями рабочей и общей эластической ММ. На рис. 3 эластическое давление в верхней точке вдоха незначительно превышает «Pt», поэтому связанный с ним средний риск повреждения легких вследствие ИВЛ усиливается при увеличении частоты дыхания. Гораздо хуже результаты в примере, представленном на рис. 4, где высокая частота дыхания значительно повышает риск повреждения легких вследствие ИВЛ. 

Несмотря на то, что уровень PEEP напрямую влияет на общую эластическую энергию на вдохе и, следовательно, на общую эластическую MМ, выбор PEEP обычно основывается не на полученной MМ, а на других критериях, таких как газообмен, гемодинамика и т. д. В то же время давление на вдохах, превышающее PEEP, необходимо настроить таким образом, чтобы оно не превышало «Pt». Чтобы приблизительно определить значение «Pt», можно сложить два числа, которые в настоящее время рекомендуются для защиты легких: максимальный DP = 15 смH2O и максимальное «Pплато» = 30 смH2O.

Чтобы удовлетворить обоим критериям, например при значении PEEP, которое равно 12 смН2О, «Pплато» не должно превышать 12 + 15 = 27 смН2О. Если PEEP равно 15, максимальное значение «Pплато» должно составлять 15 + 15 = 30 смH2O; а когда PEEP равно 18 и максимальное значение «Pплато» не должно превышать 30 смH2O, DP не должно быть больше 30 – 18 = 12 смH2O. При таких условиях частота дыхания теоретически может быть увеличена настолько, насколько это необходимо для контроля артериального «PCO2» и pH, без дополнительного риска повреждения легких.

Однако если мы по каким-либо причинам вынуждены проводить искусственную вентиляцию с эластическим давлением, превышающим «Pt», то найти такую схему вентиляции, которая бы минимально вредила легким и в то же время обеспечивала максимально эффективное выведение СО2, может оказаться не так просто. В целом автоматический выбор частоты дыхания и VT, осуществляемый режимами ASV и INTELLiVENT-ASV, может быть очень полезен для этой цели, а расчет общей эластической MМ и рабочей ММ должен позволить оценить риск, связанный с проводимой вентиляцией.

Авторы не игнорируют практические ограничения своей модели. Настройка «Pt» на основании максимального DP = 15 смH2O и максимального «Pплато» = 30 смH2O – это всего лишь общий подход. Для отдельных пациентов или для разных зон легких их дыхательной системы может больше подойти другое значение «Pt». В частности, высокое плевральное давление (например, при неподатливой или тяжелой грудной клетке) должно оказывать защитное действие на легкие и тем самым допускать значение «Pt», превышающее норму. Кроме того, необходимо учитывать гравитационные градиенты плеврального давления. Это означает, что в положении лежа на спине значение «Pt» должно быть ниже в независимых участках легких, но выше в зависимых участках, защищенных более высоким плевральным давлением. Влияние силы тяжести на значение «Pt» должно быть значительно менее выражено в положении лежа на животе.

Мы искренне благодарны Джону Марини за его постоянный вклад в лучшее понимание механической вентиляции и механики дыхания, а также за то, что он делится своими блестящими открытиями с сообществом специалистов по интенсивной терапии.