У значительной части пациентов с коронавирусной инфекцией (COVID-19) развивается тяжелая дыхательная недостаточность, им требуется искусственная вентиляция легких, что чаще всего соответствует критериям острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС). Характеристики этих пациентов неоднородны, и это согласуется с тем, что известно об ОРДС [1,2]. Воспалительный отек приводит к различной степени коллапса легких, в результате чего развивается несоответствие вентиляционно-перфузионных отношений (V/Q), включая формирование внутрилегочного шунта. Кроме того, возможно развитие микротромбов легких, приводящих к различным уровням инфаркта и неэффективной вентиляции легких [3]. У пациентов в седатированном состоянии возникают участки ателектаза легких, за счёт чего объем доступного для газообмена лёгкого уменьшается. Недостаточная гипоксическая вазоконстрикция – еще одна особенность ОРДС, способствующая нарушению вентиляционно-перфузионных отношений, – наводит на мысль о наличии у некоторых пациентов гипоксемии с относительно сохранной комплаентностью [4].
Энергичные дыхательные движения у пациентов с умеренным и тяжелым ОРДС во время спонтанной или вспомогательной инвазивной или неинвазивной вентиляции (НИВ) могут усугубить повреждение легких и привести к самопроизвольной травме легких [5]. Интенсивные дыхательные усилия приводят к большим колебаниям плеврального давления, вызывающим чрезмерное напряжение легких, а также к увеличению отека легких из-за отрицательного трансальвеолярного давления. Из-за ателектаза в поврежденных участках сила, генерируемая диафрагмальными сокращениями, остается преимущественно локализованной в областях, близких к мышечной части диафрагмы, и создает градиент давления внутри легкого со смещением газа в альвеолы с низким комплайенсом и аэродинамическим сопротивлением, что вызывает выраженные нарушения газообмена. Этот феномен, в зарубежной литературе известный как пендельлюфт (pendelluft), усиливает регионарное напряжение и деформацию легких даже при небольшом дыхательном объеме [6].
Интенсивность дыхательных движений контролируются дыхательным центром, в первую очередь регулируемым системой хеморецепторов [7]. Сочетание высокой скорости обмена веществ (например, при сепсисе, лихорадке) и неэффективной вентиляции легких усиливает активность дыхательного центра. Кроме того, повреждение легких через J-рецепторы и системное воспаление или воспаление ствола головного мозга стимулируют дыхательный центр. Диссоциация между тем, что ожидает мозг, и тем, чего может достичь дыхательная система, приводит к одышке, которая еще больше стимулирует дыхательный центр. Чрезмерная активация может затем преодолеть защитные рефлексы легких, такие как рефлекс растяжения Геринга-Брейера, и усугубить повреждение легких.
В условиях ухудшения оксигенации и усиления работы дыхательной системы инвазивная механическая вентиляция легких с седацией и положительным давлением в конце выдоха для контроля дыхательных усилий обеспечивает легочную защитную вентиляцию (т. е. низкий дыхательный объем), минимизируя самоповреждение [5]. Однако потенциальные неблагоприятные последствия хорошо известны, включая длительную иммобилизацию, диафрагмальную атрофию, сопутствующие инфекции, нарушения сна и, возможно, нейрокогнитивную дисфункцию. Было высказано предположение, что шлемы для НИВ и высокоточный назальный кислород, доставляемый через канюлю, клинически более эффективны, чем кислород, доставляемый через маску для лица и кислород при ранней гипоксемической дыхательной недостаточности [8]. Однако мониторинг дыхательного объема и дыхательных усилий у этих пациентов является сложной задачей, в связи с чем возрастает риск прямого вреда и отсроченной интубации. Во время пандемии COVID-19 высокая нагрузка на отделение интенсивной терапии и озабоченность возможной нехваткой ИВЛ еще больше побудили клиницистов использовать альтернативные стратегии, чтобы избежать интубации.
В данной статье представлены две небольшие серии случаев, описывающие использование положения лежа на животе (прональная позиция) у бодрствующих пациентов с COVID-19 во время спонтанного и вспомогательного дыхания вне отделения интенсивной терапии. Эти исследования имеют ограничения, но иллюстрируют интересные моменты. Elharrar и колл. [9] сообщили об одноцентровом исследовании «до-после», включавшем 24 пациента с острой гипоксемической дыхательной недостаточностью и инфильтратами на КТ грудной клетки. Позиционирование в прональной позиции было начато без изменения системы подачи кислорода или фракции вдыхаемого кислорода. Четыре пациента не переносили прон-позицию более часа (требуя более поздней интубации); у 6 из 15 пациентов, которые переносили прональное положение, среднее повышение парциального давления кислорода (PaО2) составило более 20% от исходного уровня (74 [16] до 95 [28] мм рт .ст.; Р=.006), но 3 пациента вернулись к исходному уровню PaО2 после супинации.
Sartini и колл. [10] провели однодневное перекрестное исследование «до-после», в котором приняли участие 15 бодрствующих пациентов с легкой и умеренной степенью ОРДС. Расчетное среднее отношение парциального давления кислорода к фракционной концентрация кислорода во вдыхаемом газе (PaО2:FiО2) составило 157 (43). Пациенты получали НИВ с сеансами положения лежа на животе после плохой реакции на непрерывное положительное давление в дыхательных путях (СиПАП) в 10 см H2O. В день исследования у пациентов средняя длительность 2 сеансов (интерквартильный диапазон [IQR], 1-3) пронального положения составляла 3 часа (IQR, 1-6 часов). По сравнению с предыдущим применением НИВ оксигенация и частота дыхания улучшились во время НИВ в положении пронации (оценка PaО2:FiО2, 100 [IQR, 60-112] повысилась до 122 [IQR, 118-122] и частота дыхания 28 вдохов/мин [IQR, 27-30] снизилась до 24 [21-25] вдохов/мин), а также оставались улучшенными через 1 час после сеанса у большинства пациентов (12 из 15). Через 14 дней один пациент был интубирован, ещё один умер.
Из этой серии случаев можно осторожно сделать несколько выводов, которые, однако, не могут быть обобщены без подтверждения в более крупных исследованиях. Многие, но не все пациенты с гипоксемической дыхательной недостаточностью хорошо переносят прональное положение во время бодрствования, спонтанного дыхания или неинвазивной вентиляции. Среди пациентов, которые прошли сеанс прональной позиции, наблюдалось улучшение оксигенации и снижение частоты дыхания, что свидетельствует о более низкой интенсивности дыхания (частота дыхания слабо коррелирует с активностью дыхательного центра, но в данном контексте она потенциально связана с более низкой интенсивностью). Эти эффекты были преходящими – и частота дыхания, и оксигенация часто возвращались к исходному уровню после супинации.
Авторами были перечислены ограничения, в том числе небольшой размер выборки и отсутствие контрольных групп. В целом, сеансы пронального положения во время исследований были короткими, отчасти из-за ограниченной толерантности пациентов. Некоторая важная информация для интерпретации результатов отсутствовала, например, исходная тяжесть гипоксемии, а также то, какой интерфейс и настройки НИВ использовались во время прональных сеансов [10]. Также неясно, были ли физиологические изменения вызваны положением, использованием НИВ или синергетическим эффектом того и другого. Включение пациентов, состояние которых первоначально ухудшились после испытания СиПАП, может свидетельствовать о том, что лежачее положение улучшило переносимость НИВ.
Прон-позиция может улучшить оксигенацию и потенциально может привести к уменьшению негативного влияния искусственной вентиляции легких. Из-за более высокой плотности кровеносных сосудов в дорсальной области легких (независимо от силы тяжести) изменение распределения вентиляции в положении пронации (т. е. относительное увеличение вентиляции в дорсальных областях) приводит к улучшению соответствия V/Q и оксигенации [11]. Это не обязательно приравнивается к защите легких и лучшему результату [12]. В прон-позиции податливость грудной стенки уменьшается из-за того, что передняя, более гибкая часть грудной клетки, обращена к кровати, что частично объясняет более однородное распределение воздуха и снижает риск вызванного вентиляцией повреждения легких и, возможно, пенделлюфта [13]. Возможно, что сокращение диафрагмы, обращенной к открытой дорсальной поверхности легкого во время пронации, оказывает более равномерное распределение напряжения, тогда как во время супинации диафрагма оказывает более локализованное давление на сжатое легкое. Эти механизмы и влияние пронального положения на дыхательные усилия должны быть исследованы у пациентов со спонтанным дыханием. В перекрестном исследовании, включавшем младенцев с бронхиолитом, прон-позиция с носовым CиПАП уменьшала дыхательное напряжение и улучшало нейромеханическую связь [14].
Прон-позиция во время инвазивной искусственной вентиляции легких улучшила оксигенацию по результатам крупных рандомизированных клинических исследований (РКИ) пациентов с ОРДС [15]. Однако улучшение оксигенации не повышало показатель выживаемости в испытаниях с короткой продолжительностью нахождения в прон-позиции. В РКИ, включавшем 466 пациентов с умеренной и тяжелой степенью ОРДС (PaО2:FiО2 <150), нахождение в прональном положении в течение не менее 16 часов в день с защитной механической вентиляцией легких снижало 90-дневную смертность [16]. Ранее небольшие серии наблюдений продемонстрировали улучшение оксигенации у пациентов в сознании, находящихся в прон-позиции во время спонтанного дыхания или вспомогательного с помощью неинвазивной вентиляции и высокопоточной назальной канюли.
Положение в прональной позиции во время спонтанного и вспомогательного дыхания у пациентов с острой гипоксемической дыхательной недостаточностью может в ближайшем будущем стать терапевтическим вмешательством. Ограничением является техническая невозможность принятия прон-позиции, неуточненность физиологических эффектов и сомнительная польза от очень коротких сеансов. Может ли прональное положение предотвратить интубацию? Этот вопрос очень важен, но интубация - это медицинское решение, а не физиологическое состояние. Улучшение оксигенации во время прон-позиции может помешать клиницистам принимать решения об интубации исключительно на основе гипоксемии. Это потенциально хороший результат, но клиническая оценка дыхательной функции имеет важное значение в связи с необходимостью избежать задержки интубации. В настоящее время проводится детальное физиологическое исследование (NCT03095300), и по крайней мере 2 РКИ (NCT04347941, NCT04350723) будут посвящены некоторым из этих вопросов. В то же время клиницисты должны внимательно следить за пациентами, у которых для улучшения переносимости их состояния используется прон-позиция, и стремиться предотвратить задержку интубации и контролируемой механической вентиляции легких, когда это необходимо.
Список использованных ресурсов:
1.Ziehr DR, Alladina J, Petri CR, et al. Respiratory pathophysiology of mechanically ventilated patients with COVID-19: a cohort study. Am J Respir Crit Care Med. Published online April 29, 2020. doi:10.1164/rccm.202004-1163LE
2. Pan C, Chen L, Lu C, et al. Lung recruitability in SARS-CoV-2 associated acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med. Published online March 23, 2020. doi:10.1164/rccm.202003-0527LE
3. Tomashefski JF Jr, Davies P, Boggis C, Greene R, Zapol WM, Reid LM. The pulmonary vascular lesions of the adult respiratory distress syndrome. Am J Pathol. 1983;112(1):112-126.
4. Marini JJ, Gattinoni L. Management of COVID-19 respiratory distress. JAMA. 2020;7(6):435-444.
5. Brochard L, Slutsky A, Pesenti A. Mechanical ventilation to minimize progression of lung injury in acute respiratory failure. Am J Respir Crit Care Med. 2017;195(4):438-442. doi:10.1164/rccm.201605-1081CP
6. Yoshida T, Torsani V, Gomes S, et al. Spontaneous effort causes occult pendelluft during mechanical ventilation. Am J Respir Crit Care Med. 2013;188(12):1420-1427. doi:10.1164/rccm.201303-0539OC
7. Vaporidi K, Akoumianaki E, Telias I, Goligher EC, Brochard L, Georgopoulos D. Respiratory drive in critically ill patients: pathophysiology and clinical implications. Am J Respir Crit Care Med. 2020;201(1):20-32. doi:10.1164/rccm.201903-0596SO
8. Rochwerg B, Brochard L, Elliott MW, et al. Official ERS/ATS clinical practice guidelines: noninvasive ventilation for acute respiratory failure. Eur Respir J. 2017;50(2):1602426. doi:10.1183/13993003.02426-2016
9. Elharrar X, Trigui Y, Dols A-M, et al. Use of prone positioning in nonintubated patients with COVID-19 and hypoxemic acute respiratory failure. JAMA. Published online May 15, 2020. doi:10.1001/jama.2020.8255
10. Sartini C, Tresoldi M, Scarpellini P, et al. Respiratory parameters in patients with COVID-19 after using noninvasive ventilation in the prone position outside the intensive care unit. JAMA. Published online May 15, 2020. doi:10.1001/jama.2020.7861
11. Glenny RW, Lamm WJE, Albert RK, Robertson HT. Gravity is a minor determinant of pulmonary blood flow distribution. J Appl Physiol (1985). 1991;71(2):620-629. doi:10.1152/jappl.1991.71.2.620
12. Albert RK, Keniston A, Baboi L, Ayzac L, Guérin C; Proseva Investigators. Prone position-induced improvement in gas exchange does not predict improved survival in the acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med. 2014;189(4):494-496. doi:10.1164/rccm.201311-2056LE
13. Riad Z, Mezidi M, Subtil F, Louis B, Guérin C. Short-Term effects of the prone positioning maneuver on lung and chest wall mechanics in patients with acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med. 2018;197(10):1355-1358. doi:10.1164/rccm.201709-1853LE
14. Baudin F, Emeriaud G, Essouri S, et al. Physiological effect of prone position in children with severe bronchiolitis: a randomized cross-over study (BRONCHIO-DV). J Pediatr. 2019;205:112-119.e4. doi:10.1016/j.jpeds.2018.09.066
15. Abroug F, Ouanes-Besbes L, Dachraoui F, Ouanes I, Brochard L. An updated study-level meta-analysis of randomised controlled trials on proning in ARDS and acute lung injury. Crit Care. 2011;15(1):R6. doi:10.1186/cc9403
16. Guérin C, Reignier J, Richard JC, et al; PROSEVA Study Group. Prone positioning in severe acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 2013;368(23):2159-2168. doi:10.1056/NEJMoa1214103
