Специализированное научно-практическое издания для ветеринарных врачей и студентов ветеринарных ВУЗов.

Автор: Миронов Е. В., ветеринарный врач ОРИТ. Ветеринарная клиника доктора Сотникова,
г. Санкт-Петербург.

Введение

Системы доставки кислорода делятся на низкопоточные и высокопоточные. Низкопоточная оксигенация доставляет кислород со скоростью потока ниже потребности пациента, что приводит к снижению концентрации вдыхаемого кислорода относительно скорости вдоха. К низкопоточным системам доставки кислорода относятся поток, кислородная камера или палатка, кислородная маска, назальный катетер или канюли. К высокопоточным методам относятся CPAP, ИВЛ и высокопоточная оксигенация через специальное оборудование⁹.

В настоящее время в литературе предложено множество классификаций острой дыхательной недостаточности (ОДН). Одна из них, основанная на разделении видов ОДН по этиопатогенетическому принципу, описана Сатишуром О. Е.¹⁴:

центральная;
нейромышечная;
обструктивная;
рестриктивная; острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС), клинический случай которого будет описан в контексте данной статьи, относится к этому типу дыхательной недостаточности;
перфузионная;
внелегочная.

Выбор методов оксигенации зависит от типа заболевания, его степени тяжести и вероятной длительности необходимой респираторной поддержки.
В данной статье речь пойдет о методике высокопоточной оксигенации, которая активно внедряется в практику нашей клиники и демонстрирует эффективные результаты лечения пациентов с респираторными заболеваниями различной степени тяжести^2,7,8,10.

Высокопоточная оксигенация (ВПО) в последнее время становится все более популярным методом доставки обогащенной кислородом воздушной смеси в отделениях ОРИТ по сравнению с подачей 100%-ного кислорода через канюли или потоком через магистраль от кислородного концентратора или консоли (т. е. низкопоточной оксигенацией). Несмотря на то что базовые средства доставки кислорода тоже имеют свои показания и успешно используются в лечении пациентов, при продолжительной терапии в стационаре у пациентов с гипоксемией ВПО имеет значительное преимущество – возможность регулировать не только концентрацию кислорода в доставляемой смеси (FiO₂) и ее температуру, но и скорость потока.

Высокопоточная оксигенация – это способ неинвазивной респираторной поддержки, при котором пациентам подается подогретая, увлажненная газовая смесь с регулируемым уровнем FiO₂ и высоким уровнем потока газовой смеси. Респираторная поддержка может осуществляться благодаря использованию специализированного устройства (Vapotherm, F&P, 02Flo, Humid и др.) или аппарата ИВЛ. Данный метод позволяет устанавливать скорость потока в зависимости от потребностей пациента (от 4 до 60 л/мин)^1,2. Некоторые аппараты могут обеспечивать скорость потока до 80 л/мин¹³. Аппарат состоит из специальных канюль (разработаны для людей, но подходят и для животных), увлажнителя, генератора потока, анализатора газов, контура и аккумулятора (существуют модели, работающие от сети).

Преимущества ВПО

Подача подогретой и увлажненной газовой смеси

Увлажнение вдыхаемого газа водяным паром является обязательным, когда дополнительный О₂ минует носовые раковины. По сравнению с подачей воздуха через назальные канюли от кислородного концентратора или кислородной консоли, которые доставляют пациенту минимально увлажненный кислород без подогрева, аппарат ВПО активно нагревает и увлажняет смесь, доставляемую пациенту, что облегчает переносимость высоких скоростей потока и снижает риск развития таких осложнений, как высыхание, появление эрозий и кровоизлияний на слизистой оболочке дыхательных путей, снижение местного иммунитета и повышение восприимчивости к оппортунистическим инфекциям ВДП. Увлажненный и нагретый кислород также поддерживает мукоцилиарную функцию и способствует улучшенному выведению слизи.

Потребность пациента в потоке

Как уже было сказано выше, одним из преимуществ ВПО перед остальными методами респираторной поддержки является возможность регулирования скорости потока с учетом потребностей пациента. Стандартные рекомендации скорости потока при использовании низкопоточной оксигенации через канюли в разных источниках варьируются от 50 до 150 мл/кг массы тела в минуту^1,11,12. Однако у пациентов с гипоксемией, сопровождающейся тахипноэ, такие показатели с большой долей вероятности не смогут улучшить альвеолярную оксигенацию, как этого будет ожидать ветеринарный врач. Пациент может испытывать потоковое голодание. В связи с этим при расчете скорости потока нужно исходить из показателей минутной вентиляции.
Регулирование потока также необходимо для доставки фиксированного FiO₂ пациенту. В одном из исследований³ показано, что доставка кислорода через канюли может достигать значений FiO₂ вплоть до 80%, однако данное исследование проводилось с участием здоровых собак, у которых частота дыхательных движений (ЧДД) составляла 10–12 дых. дв./мин. У животных с гипоксемией и тахипноэ регистрируются другие значения минутного дыхательного объема, соответственно, при доставке пациенту недостаточного количества смеси происходит перемешивание кислорода с атмосферным воздухом, что снижает фактическое значение FiO₂.

Положительное давление конца выдоха (ПДКВ)

Существуют споры по поводу того, насколько сильное ПДКВ создается при использовании ВПО. У взрослых людей описан рост ПДКВ на 1 мм рт. ст. на каждые 10 л/мин⁴. Результаты одного из исследований, проведенного с участием здоровых собак, подтверждают обеспечение определенного уровня ПДКВ при использовании ВПО⁵. Чаще всего описывается эффект ПДКВ при достижении показателей потока не менее 1 л/кг/мин.
Положительный эффект ПДКВ заключается в увеличении остаточной емкости легких, что улучшает их комплайнс (растяжимость, податливость) и помогает скорректировать нарушения вентиляционно-перфузионных отношений.
Создание ПДКВ зависит от множества таких факторов, как вес и размер пациента, скорость потока в соотношении с минутным дыхательным объемом, дыхание с открытой или закрытой ротовой полостью (при дыхании открытой пастью вероятность создания адекватного ПДКВ будет ниже), соотношение диаметров назальной канюли и ноздрей (в идеале размер канюли не должен превышать 50% просвета ноздри). Не стоит забывать и про негативное влияние ПДКВ на сердечно-сосудистую систему¹².

Вымывание мертвого пространства и снижение дыхательной нагрузки

Во время нормального дыхательного цикла около трети выдыхаемого дыхательного объема вдыхается обратно по причине того, что эта часть воздуха остается в верхних дыхательных путях. При следующем вдохе эта часть воздуха с низкой концентрацией кислорода смешивается со свежим атмосферным воздухом по мере его поступления в альвеолы, и итоговая концентрация вновь вдыхаемого воздуха имеет сниженную концентрацию кислорода по сравнению с атмосферным воздухом и более высокие значения СО₂, концентрация которого в атмосфере незначительная (0,03%). По этой причине применение ВПО у пациентов с острой дыхательной недостаточностью, у которых при учащенном дыхании нарушается вентиляция мертвого пространства, способствует вымыванию бедного кислородом воздуха обогащенной кислородом смесью за счет ее постоянной доставки в дыхательные пути при высоких значениях потока. В результате каждый новый вдох совершается воздухом с большей концентрацией кислорода, что снижает нагрузку на дыхательную мускулатуру и улучшает эффективность дыхания.

Применение ВПО

Как уже было сказано выше, в условиях работы нашего стационара мы используем несколько вариантов ВПО: аппарат Airvo 2 от F&P, аппарат ИВЛ Mindray Synovent E3, а также вариант ВПО с применением клапана «Вентури» (с разными значениями потока) в сочетании с нагревателем от ИВЛ, к которому подается кислород от консоли (фото 1).

Фото 1. ВПО через увлажнитель с клапаном вентури

Фото 1. Подача кислорода через увлажнитель аппарата ИВЛ с применением клапана «Вентури».

Используются как специализированные неонатальные и педиатрические канюли от аппарата ВПО, так и самодельные (фото 2). Канюли подбираются по размеру ноздрей пациента, и в идеале они должны занимать не более 50% просвета ноздрей во избежание повторного вдыхания выдыхаемого воздуха и его смешивания с подаваемой смесью. Но обеспечить это не всегда удается из-за маленьких размеров пациента или по причине наличия у него анатомических особенностей ноздрей. Для обеспечения адекватной фиксации канюли к морде чаще всего используется перегородка из лейкопластыря на уровне переносицы (фото 3, видео 1), также канюля может прикрепляться к коже/шерсти пациента с помощью лейкопластыря либо подшиваться⁹.

Фото 2. канюли педиатрические разных размеров

Фото 2. Педиатрические канюли разных размеров.

Фото 3.

Видео 1.

В большинстве случаев ВПО (за счет своих преимуществ перед оксигенотерапией через концентратор или с помощью кислородной консоли) хорошо переносится пациентами, однако в некоторых случаях может потребоваться седация животного. Седация должна соотноситься с потенциальными рисками для пациента и использоваться при необходимости, например в случаях выраженного стресса или при демонстрации животным явного дискомфорта в процессе фиксации канюль и др. (фото 4). Для седации в основном используются альфа-агонисты (дексмедетомидин) и препарат «Буторфанол»^7-9.

Фото 4. Кошка под седацией в процессе применения ВПО.

Мониторинг пациента должен проводиться в течение всего периода использования ВПО. Помимо базового мониторинга (температура тела, АД, ЧДД, ЧСС, уровень глюкозы в крови), обязательно проведение мониторинга ЭКГ пациента, сатурации и качества дыхания каждые 1–2 часа, а также исследование газов крови каждые 12 часов (при возможности)⁹.
Уровни потока выставляются с учетом расчетов минутного дыхательного объема (МДО) пациента по следующей формуле: МДО = ЧДД × дыхательный объем (8–15 мл/кг, выбор значения зависит от наличия рестриктивных или обструктивных заболеваний, веса пациента, состояния легочной ткани и т. д.). Для того чтобы обеспечить адекватную вентиляцию, уровень потока рассчитывается и выставляется на аппарате ВПО равным МДО и корректируется в дальнейшем в зависимости от эффективности терапии.
Важно также помнить о возможном превышении дыхательного объема и возникновении гипероксии на этом фоне, что необходимо учитывать при терапии ВПО во избежание токсического воздействия кислорода на дыхательные пути.
Кроме того, учитывается возможность применения ВПО с целью получения эффекта ПДКВ. В таком случае скорость потока должна быть в диапазоне 1–2 л/кг/мин^1,9,10.

Корректировать уровень FiO2 можно двумя способами:

Снижение уровня потока в соотношении с минутным дыхательным объемом и с сохранением FiO₂.
Снижение FiO₂ с сохранением скорости потока.

Явного преимущества оного из перечисленных методов нет, выбор между ними осуществляется индивидуально для каждого пациента в зависимости от его потребностей¹².

Отлучение от ВПО. В ветеринарной литературе нет однозначных рекомендаций по отлучению от ВПО, поэтому большинство источников отталкиваются от критериев отлучения других методов респираторной поддержки.
Снижение FiO₂ должно проводиться на 5–10% с последующей переоценкой через 1–2 часа.
Прежде чем будет осуществляться снижение скорости потока, дыхание пациента должно быть стабильным в течение 12–24 часов. Корректировать скорость потока необходимо в соответствии с размерами пациента и его потребностями в кислороде.
Пациенты со стабильным дыханием и уровнем оксигенации при скорости потока > 500 мл/кг/мин и FiO₂ < 40%, вероятно, будут соответствовать критерию отлучения от ВПО^7,9.

Клинический случай

На прием поступил 12-летний кобель породы йоркширский терьер (масса тела – 3,25 кг) с жалобами со стороны владельцев на кашель и прогрессирующее ухудшение качества дыхания в течение последних двух дней. Анамнез отягощен бронхитом неуточненной этиологии, который лечили в сторонней клинике 7 лет назад.
При поступлении собака демонстрировала одышку, ортопноэ, вынужденную позу с вытянутой шеей.

Диагностика

По результатам осмотра: брюшная стенка безболезненная, мягкая; видимые слизистые оболочки розового цвета; при аускультации сердца патологических шумов не выявлено, при аускультации легких выслушиваются хрипы преимущественно справа. Также была отмечена умеренная гипертермия (температура тела при ректальном измерении – 39,7 °С).

Результат рентгенодиагностики: выявлены двусторонние неструктурированные затемнения легочной ткани с консолидацией и воздушной бронхограммой средней доли правого легкого.

Результаты анализов крови при поступлении: лейкопения с выраженным сдвигом влево, повышение уровней щелочной фосфатазы, триглицеридов, снижение уровня общего кальция, повышение концентрации белков острой фазы (C-реактивный белок – 38,9 млг/л).

Диагноз был поставлен по результатам компьютерной томографии, которая указала на наличие пневмонии (фото 5).

Фото 5. КТ пациента.

Результат цитологического исследования материала, отобранного путем бронхоальвеолярного лаважа (табл. 1).
Цитология: наличие единичных клеток цилиндрического респираторного эпителия ,расположенных группами и отдельно, с укрепленным ядром и увеличенным ядерно-цитоплазматическим соотношением; единичных клеток плоского эпителия, покрытых бактериями p. Simonsiella. Встречается большое количество свободнолежащих и внутриклеточных бактерий (палочки, кокки).
Фон представлен большим количеством эритроцитов, разрушенных клеток и единичными тяжами слизи.
Признаков злокачественности не обнаружено.
Заключение. Бактериальное нейтрофильное воспаление. Гиперплазия респираторного эпителия. Контаминация кровью и материалом из ротовой полости.

В итоге совокупность критериев (наличие гипоксии при поступлении, острое развитие симптомов, наличие очага инфекции, системное воспаление) позволила нам предположить развитие острого респираторного дистресс-синдрома^15,16

Таблица 1. Цитологическое исследование бронхоальвеолярного лаважа собаки.

Лечение

При помещении в стационар у пациента отмечались оглушение, сниженная реакция на внешние раздражители, гипогликемия, увеличенная частота дыхательных движений (ЧДД – до 74 дых. дв./мин во время манипуляций, в покое ЧДД – 44–56 дых. дв./мин; видео 2).

Видео 2. Состояние пациента при поступлении в ОРИТ.

Для доставки дополнительного кислорода был выбран метод высокопоточной оксигенации через аппарат ИВЛ с целью увлажнения и нагрева дыхательной смеси, а также обеспечения оптимального уровня ПДКВ^9,12,15.
Скорость потока была выбрана в соответствии с потребностями пациента. Концентрация кислорода в подаваемой смеси была выставлена на первоначальном этапе на 100%, температура воздушной смеси – на 36 °С.
Расчет потока производился по формуле: скорость потока = минутный объем пациента = ЧДД × дыхательный объем (10–15 мл/кг). Скорость потока = 74 × (3,25 × 15) = 3,6 л/мин – это минимальный объем, который мы должны были ввести через канюли с целью доставки 100%-ного кислорода. Также для поддержания положительного давления в дыхательных путях во время выдоха уровень потока должен соответствовать приблизительно 1–2 л/кг/мин^1,6,7. Кроме того, большое значение имеет фактор переносимости выбранной скорости потока конкретным пациентом. В связи с этим титр переносимости потока у каждого пациента начинается с 0,5 л/кг/мин и двигается в сторону увеличения до максимально возможной при учете индивидуальных потребностей. Эффект улучшения качества дыхания должен проявиться в течение 30–40 минут.
В результате для нашего пациента была выбрана скорость потока 6 л/мин (видео 3).

Видео 3.

С целью лечения основного заболевания пульмонологом в том числе были назначены: амоксиклав в дозе 20 мг/кг 3 раза в сутки внутривенно; энрофлоксацин – 5 мг/кг 1 раз в сутки.

Осложнение в виде гипогликемии купировалось болюсным введением 10%-ного раствора декстрозы – 4 мл/кг и дальнейшей ее инфузией с постоянной скоростью – 1 мл/кг/час.

В течение первых суток пребывания в стационаре у пациента отмечались отсутствие самостоятельного аппетита и повышенная жажда, угнетение состояния, малоподвижность, преимущественно лежачее положение.
В течение первых минут после начала терапии количество дыхательных движений в минуту постепенно снизилось до 36–48 дв./мин (с умеренным диспноэ). Уровень сатурации даже на фоне терапии продолжал оставаться в диапазоне 93–100%, в связи с этим было принято решение о постепенном снижении FiO₂ до 50%. Пульмонолог добавил в протокол лечения теофиллин (5 мг/кг 2 раза в сутки).

Спустя 24 часа с момента поступления пациента в ОРИТ частота дыхательных движений снизилась до 24–40 дых. дв./мин без значимого улучшения качества дыхания по сравнению с начальным эффектом терапии. Появились реакции на раздражители и отмечалась положительная динамика по восстановлению сознания. В связи с достижением эугликемии без дополнительного введения декстрозы были прекращены ИПС и болюсное введение препаратов.

На третьи сутки нахождения в стационаре показатели мониторинга у пациента (за исключением ЧДД) находились в референтных интервалах. ЧДД – в диапазоне 26–36 дых. дв./мин с менее выраженным диспноэ по сравнению с предыдущими наблюдениями. Ментальный статус в норме. При мотивации движения собака свободно перемещается по стационару (видео 4). Уровень потока в течение данных суток был снижен до 3 л/мин в связи с выраженным улучшением качества дыхания и урежением ЧДД.

Видео 4.

Спустя 72 часа с момента начала лечения была отменена терапия кислородом. Качество дыхания значительно улучшилось. Инспираторный компонент одышки отсутствовал. Уровень сатурации без дополнительной доставки FiO₂ – в диапазоне 94–98%. Отмечались редкие эпизоды кашля при длительной двигательной активности.
Спустя 84 часа с момента начала лечения пациент был выписан домой с назначениями пульмонолога (видео 5).

Видео 5. Состояние пациента перед выпиской.

Выводы

Животные с респираторным дистресс-синдромом различной этиологии составляют значительную часть пациентов отделения интенсивной терапии. Уход, мониторинг и лечение таких пациентов во многих случаях сопряжен с риском ухудшения состояния. Патологий, при которых требуется дополнительная доставка кислорода, очень много.
Метод высокопоточной доставки кислорода в последнее время все чаще используется в отделениях реанимации из-за ряда преимуществ по сравнению с низкопоточной оксигенацией.

Основным преимуществом данного метода является возможность доставки необходимой концентрации кислорода с поддержанием положительного давления в дыхательных путях, что ранее было доступно только при инвазивных методах респираторной поддержки. Это позволяет проводить лечение таких пациентов в условиях стационара без перевода в медикаментозный сон или отсрочить перевод на более инвазивные методы лечения либо в случае необходимости выиграть время для того, чтобы подготовить соответствующее оборудование.

Конечно, у данного метода есть и свои недостатки в виде стоимости оборудования и расходных материалов, относительной сложности исполнения и необходимости в постоянном обучении персонала. Несмотря на то что при использовании ВПО отмечается низкая частота осложнений, есть сообщения о таких наиболее часто регистрируемых в ветеринарной практике осложнениях, как гиперкапния и перерастяжение альвеол⁹. Также перед применением ВПО необходимо учитывать наличие сопутствующих патологий, особенно у пациентов с политравмой, напряженным пневмотораксом и другими патологиями, связанными с состоянием легочной ткани, которые могут повлиять на эффективность доставки кислорода.

Литература:

Jagodich T. A., Bersenas A. M. E, Bateman S. W., Kerr C. L. Comparison of high flow nasal cannula oxygen administration to traditional nasal cannula oxygen therapy in healthy dogs. J Vet Emerg Crit Care (San Antonio), 29(3): 246–255, 2019.
Jagodich T. A., Bersenas A. M. E., Bateman S. W., Kerr C. L. High-flow nasal cannula oxygen therapy in acute hypoxemic respiratory failure in 22 dogs requiring oxygen support escalation. J Vet Emerg Crit Care (San Antonio), 30(4): 364–375, 2020.
Dunphy E. D., Dodam J. R., Branson K. R., et al: Comparison of unilateral versus bilateral nasal catheters for oxygen administration in dogs. J Vet Emerg Crit Care, 12: 245–251, 2002.
Groves N., Tobin A. High flow nasal oxygen generates positive airway pressure in adult volunteers. Aust Crit Care, 20(4): 126–131, 2007.
Daly J. L., Guenther C. L., Haggerty J. M., Keir I. Evaluation of oxygen administration with a high-flow nasal cannula to clinically normal dogs. Am J Vet Res, 78(5): 624–630, 2017.
Milési C., Baleine J., Matecki S. et al. Is treatment with a high flow nasal cannula effective in acute viral bronchiolitis? A physiologic study. Intensive Care Med, 39: 1088–1094, 2013.
Teppo A. M., Rossi H., Rajamäki M. M. et al. Proposed protocol for utilising high-flow nasal oxygen therapy in treatment of dogs hospitalised due to pneumonia. BMC Vet Res, 19: 167, 2023.
Keir I., Daly J., Haggerty J., Guenther C. Retrospective evaluation of the effect of high flow oxygen therapy delivered by nasal cannula on PaO2 in dogs with moderate-to-severe hypoxemia. J Vet Emerg Crit Care, 2016.
Whitney J. and Keir I. Clinical review of high-flow nasal oxygen therapy in human and veterinary patients. Front. Vet. Sci, 2023. 10:1070881.
Jagodich T. A., Bersenas A. M. E., Bateman S. W., Kerr C. L. Preliminary evaluation of the use of high-flow nasal cannula oxygen therapy during recovery from general anesthesia in dogs with obstructive upper airway breathing. J Vet Emerg Crit Care, 30: 487–92, 2020. doi: 10.1111/vec.12971
Kirby R., Linklater A. K. J. Monitoring and intervention for the critically ill small animal: the rule of 20, 2017.
Deborah C. Silverstein, Kate Hopper, Small Animal Critical Care Medicine (Third Edition), W. B. Saunders, pages 181–184, 2023.
Wetsch W. A., Herff H., Schroeder D. C. et al. Efficiency of different flows for apneic oxygenation when using high flow nasal oxygen application – a technical simulation. BMC Anesthesiol, 21: 239, 2021.
Сатишур О. Е. Механическая вентиляция легких. / О. Е. Сатишур. – М.: Мед. Лит., 2022. – 352 с.: ил.
Парыгина К. С. Острый респираторный дистресс синдром. Ветеринарный Петербург, № 3. –2019.
Wilkins P. A., Otto C. M., Baumgardner J. E., Dunkel B., Bedenice D., Paradis M. R., Staffieri F., Syring R. S., Slack J., Grasso S. and Pranzo G. Acute lung injury and acute respiratory distress syndromes in veterinary medicine: consensus definitions: The Dorothy Russell Havemeyer Working Group on ALI and ARDS in Veterinary Medicine. Journal of Veterinary Emergency and Critical Care, 17: 333–339, 2007.