Rehabilitacja
Application of bi-level positive airway pressure ventilation during early therapy of patients after heart surgery

Wstęp
Przy poszukiwaniu nowych rozwiązań pracy z chorymi po zabiegach kardiochirurgicznych, których liczba, pomimo rozwoju kardiologii interwencyjnej, z roku na rok wzrasta, zainteresowanie budzi nowoczesna aparatura wspomagająca dotychczasową pracę fizjoterapeutów. Dzięki niej możliwe staje się zwiększenie efektywności wczesnej fizjoterapii pooperacyjnej także u chorych z obciążającym, zwiększającym ryzyko powikłań pooperacyjnych wywiadem, takim jak współistniejące choroby układu oddechowego, palenie tytoniu czy nadwaga. We wczesnej fizjoterapii oddechowej prowadzonej u chorych po zabiegach kardiochirurgicznych (chirurgiczne leczenie choroby wieńcowej – CABG, niewydolności serca – HTX, korekcja ubytków w przegrodach: międzyprzedsionkowej – ASD i międzykomorowej – VSD, implantacja lub plastyka zastawek serca) niekiedy standardowo stosowane techniki terapeutyczne nie są wystarczającą stymulacją dającą w efekcie samodzielność oddechową. W takich sytuacjach, pogarszających się parametrów gazometrycznych wskazujących na rozwijającą się niewydolność oddechową, pomocne wydaje się zastosowanie nieinwazyjnej wentylacji dodatnim ciśnieniem. Dzięki nieinwazyjnemu wspomaganiu oddechu udaje się uniknąć lub zmniejszyć liczbę ponownych intubacji.
Standard postępowania
W Klinice Chirurgii Serca, Naczyń i Transplantologii IK CMUJ w Krakowie został opracowany i jest stosowany 24-godzinny system pracy fizjoterapeutów, którzy prowadzą terapię oddechową w godzinach wieczorno-nocnych, szczególnie u chorych w zerowej dobie po zabiegu kardiochirurgicznym [1]. Stosowana w tym systemie fizjoterapia oddechowa podejmowana jest już w momencie przełączenia pacjenta na tryb CPAP (continuous possitive airway pressure – ciągłe dodatnie ciśnienie w drogach oddechowych) pracy respiratora. Realizowana jest poprzez werbalne stymulowanie rytmu oddechowego, mającego na celu zwiększenie wentylacji minutowej MV (expired minute ventilation). Stymulacja polega na równoczesnym wykonywaniu przez terapeutę manewrów klatką piersiową pacjenta oraz słownym kierowaniu każdym aktem oddechowym. Powyższe działania powodują aktywizację ogólną i oddechową, zmniejszając okresy bezdechów. Uzyskiwany jest dzięki temu lepszy kontakt z pacjentem i co najważniejsze, prawidłowe parametry gazometryczne decydujące o rozintubowaniu pacjenta i przejęciu samodzielnej funkcji oddechowej. Tego typu terapia prowadzona jest w 5-minutowych interwałach, najczęściej przez godzinę poprzedzającą odłączenie chorego od respiratora. Po ekstubacji pacjenta przez 30 min stosowana jest fizjoterapia oddechowa z monitorowaniem saturacji tętniczej i zastosowaniem tlenoterapii biernej. Efekty działań fizjoterapeutycznych kontrolowane są poprzez laboratoryjne oznaczenie wartości prężności tlenu, dwutlenku węgla oraz saturacji tętniczej i żylnej. Analizując doniesienia literatury światowej dotyczącej tej tematyki, można znaleźć podobne koncepcje wczesnej terapii oddechowej nazywanej rutynową fizjoterapią klatki piersiowej – routine chest physiotherapy (RCP) [2–4], stosowanej w innych ośrodkach kardiochirurgicznych. W sytuacjach, w których taka forma wczesnej pooperacyjnej terapii oddechowej nie przynosi zadowalających efektów w postaci prawidłowych wartości gazometrycznych krwi tętniczej (PaO2, PaCO2, SaO2) i wskazuje na wystąpienie niewydolności oddechowej typu hipowentylacyjnego oraz związanej z tym utrudnionej współpracy podczas terapii oddechowej, podejmowana jest w porozumieniu z lekarzem dyżurnym decyzja o zastosowaniu nieinwazyjnego wspomagania oddechu (NIV – non-invasive ventilation) z użyciem aparatu typu BiPAP Vision firmy Respironics Ltd. (ryc. 1.) [1, 5, 6].
Opis aparatu
Aparat BiPAP Vision stosowany w Klinice Chirurgii Serca, Naczyń i Transplantologii IK CMUJ jest urządzeniem przeznaczonym do nieinwazyjnego wspomagania oddychania dodatnim ciśnieniem w warunkach szpitalnych dla pacjentów o wadze powyżej 30 kg. Wyposażony jest w maskę pełnotwarzową zapewniającą wysoką skuteczność wentylacji (ryc. 2A.). System może pracować w trzech trybach: 1) ciągłym dodatnim ciśnieniu w drogach oddechowych CPAP (continuous positive airway pressure), 2) wentylacji spontanicznej/wymuszonej S/T (spontaneous/timed), 3) wentylacji proporcjonalnej PAV/T (proportional assist ventilation/timed). Sterujący aparatem mikroprocesor automatycznie dostosowuje pracę urządzenia do zmieniających się w układzie warunków, co wpływa na zsynchronizowanie pracy urządzenia z chorym, mimo zmian w rytmie oddechowym i pojawiających się w obiegu przecieków. Respirator BiPAP Vision wyposażony jest w opcje zabezpieczeń graficznych i dźwiękowych zapewniających wysokie bezpieczeństwo użytkowania i sygnalizację pojawiających się problemów. Ciekłokrystaliczny wyświetlacz (ryc. 2B.) umożliwia kierowanie pracą aparatu oraz kontrolę stosowanych parametrów, takich jak: 1) bieżące wykresy ciśnienia, objętości i przepływu (IPAP, EPAP, CPAP), wentylacja minutowa – MinVent, całkowity przeciek – Tot. Leak, szczytowe ciśnienie wdechowe – PIP, 2) parametry chorego (częstość oddychania – Rate, czas wdechu, przeciek pacjenta – Pt. Leak, procent wyzwalanych przez pacjenta oddechów – Pt. Trig). Jest również możliwość zastosowania dodatkowo tlenoterapii, a nawet prowadzenie wentylacji inwazyjnej.
Wskazania i przeciwwskazania do stosowania aparatu BiPAP Vision
Głównymi wskazaniami do użycia są:
• ostre zaburzenia oddechowe,
• ostra lub przewlekła niewydolność oddechowa,
• zespół bezdechu podczas snu u chorych z zachowanym własnym oddechem.
Głównymi przeciwwskazaniami do użycia są:
• brak współpracy chorego,
• nagłe zatrzymanie krążenia,
• niestabilność hemodynamiczna,
• śpiączka,
• nadmierna ilość wydzieliny w drogach oddechowych,
• brak lub upośledzenie odruchu kaszlowego i konieczność odsysania z tchawicy,
• ryzyko zachłyśnięcia,
• krwawienie z przewodu pokarmowego,
• klaustrofobia,
• anomalie anatomiczne jamy nosowo-gardłowej,
• świeże zabiegi twarzy, przełyku, żołądka,
• urazy lub oparzenia twarzoczaszki.
Opis badania
Nieinwazyjny system wspomagania wentylacji jest stosowany w Klinice Chirurgii Serca, Naczyń i Transplantologii IK CMUJ w Krakowie na Oddziale Intensywnej Terapii Pooperacyjnej (OITP) od prawie dwóch lat. Prowadzone obserwacje zachęciły autorów do zbadania skuteczności przydatności tej formy nieinwazyjnego wspomagania oddechu w grupie chorych z objawami niewydolności oddechowej we wczesnym okresie po zabiegach kardiochirurgicznych. Celem pracy było zbadanie skuteczności zastosowania aparatu do nieinwazyjnej wentylacji dodatnim ciśnieniem typu BiPAP (Bi-level Positive Airway Pressure) w okresie wczesnej rehabilitacji chorych po zabiegach kardiochirurgicznych, prezentujących objawy niewydolności oddechowej, i związane z tym problemy nieefektywnej współpracy podczas prowadzenia fizjoterapii oddechowej.
Materiał
W przedstawianym projekcie w ciągu 3 mies. przebadano 20 chorych (tab. I), u których zastosowano nieinwazyjne wspomaganie oddychania. Chorych podzielono na dwie grupy warunkujące zastosowanie aparatu typu BiPAP Vision: 1) pierwszą grupę stanowili chorzy bezpośrednio lub do 2 godz. po ekstubacji, u których aparat został użyty w niewydolności oddechowej typu hipowentylacyjnego i związanej z tym utrudnionej terapii oddechowej; w grupie tej było 11 osób. Okres zastosowania aparatu do nieinwazyjnej wentylacji wynosił tutaj średnio 4 godz. Czas ten u większości chorych bezpośrednio po ekstubacji okazał się wystarczający i zastąpił 30-minutową intensywną terapię oddechową, standardowo stosowaną w klinice (tab. II); 2) druga grupa to pacjenci – 9 osób, u których zastosowanie aparatu było konieczne z powodu narastającej niewydolności układu oddechowego, bez względu na czas, jaki upłynął od ekstubacji, co stanowiło alternatywę dla ponownej intubacji chorego. W tej grupie czas zastosowania aparatu BiPAP Vision uzależniony był od poprawy kontrolnych parametrów gazometrycznych krwi i wyniósł średnio 8 godz.
Metody
W terapii aparatem typu BiPAP Vision zastosowano następujące parametry ustawienia aparatu:
• IPAP (dodatnie ciśnienie wdechowe w drogach oddechowych) w zakresie od 12 do 18 cm H20 (średnie ustawienie parametru w obu grupach – 14 cm H2O, tab. III i IV),
• EPAP (dodatnie ciśnienie w fazie wydechowej) w zakresie od 6 do 10 cm H20 (średnie ustawienie parametru w obu grupach – 8 cm H2O, tab. III i IV),
• % 02 (stężenie tlenu w mieszaninie wdechowej) w zakresie od 40 do 55% (najczęściej w zakresie 45–50%, tab. III i IV).
Monitorowano także:
• PaCO2 (ciśnienie parcjalne CO2 w krwi tętniczej),
• PaO2 (ciśnienie parcjalne O2 w krwi tętniczej),
• SaO2 (wysycenie hemoglobiny tlenem w krwi tętniczej mierzone laboratoryjnie oraz/lub pulsoksymetrem),
• SvO2 (saturacja krwi żylnej).
Pod uwagę były również brane (tab. I):
• wiek (68±7 lat),
• płeć (11 kobiet, 9 mężczyzn),
• otyłość (BMI u większości badanych [15 osób] wskazuje na przedział nadwaga/otyłość),
• palenie papierosów (6 osób),
• choroby współistniejące układu oddechowego (tj. astma, POChP, guz płuca – łącznie 5 osób).
Wyniki
Terapii nieinwazyjną wentylacją dodatnim ciśnieniem za pomocą aparatu typu BiPAP Vision, poddano 20 chorych we wczesnym okresie po zabiegu kardiochirurgicznym, przebywających na Oddziale Intensywnej Terapii. W obrębie badanej populacji wyodrębniono dwie grupy. Efektem prowadzenia terapii przy użyciu aparatu BiPAP Vision było uzyskanie w obu grupach zmian podstawowych parametrów monitorowanych podczas badania. W większości zmiany wykazywały istotność statystyczną (ryc. 3. i 4.). W grupie I istotną statystycznie (p<0,005) poprawę w stosunku do wartości sprzed terapii NIV odnotowano w zakresie wartości prężności tlenu i saturacji tętniczej. Na skutek zastosowania nieinwazyjnej wentylacji odnotowano wzrost wartości PaO2 z 92,3 mmHg (przed terapią) do 108 mmHg (po terapii) oraz wzrost SaO2 z 94,5 mmHg (przed terapią) do 98 mmHg (po terapii). Z kolei w grupie II istotna statystycznie zmiana w kontrolowanych parametrach widoczna była zarówno w wartościach prężności dwutlenku węgla, tlenu, jak i saturacji tętniczej. Odnotowano redukcję hiperkapni, PaCO2 9 punktów – z 57 mmHg do 48 mmHg (po terapii) oraz poprawę wartości oksymetrycznych: wzrost PaO2 z 68,3 mmHg do 82,4 mmHg (po terapii) oraz poprawę SaO2 z 90,5 mmHg (przed terapią) do 94 mmHg (po terapii).
Dyskusja
Przeprowadzone badanie z zastosowaniem aparatu do nieinwazyjnej wentylacji typu BiPAP Vision, monitorowane parametrami gazometrycznymi, wskazuje na korzystny wpływ tego typu terapii w populacji chorych poddanych zabiegom kardiochirurgicznym. Potwierdza to grupa 20 osób, spośród których u 18 pacjentów uzyskano zdecydowaną poprawę parametrów gazometrycznych krwi zarówno w zakresie wartości PaO2, PaCO2, jak i SaO2 oraz SvO2 (dwie osoby wymagały ponownej intubacji) – tab. V i VI. Podobne obserwacje przedstawiono w badaniach prowadzonych w innych ośrodkach kardiochirurgicznych na świecie [2, 3, 7–15]. W zaprezentowanym powyżej badaniu, u większości chorych, mimo że w 6 przypadkach zaistniała konieczność powtórnego zastosowania NIV, w rezultacie uniknięto intubacji i inwazyjnej wentylacji mechanicznej [podobnie jak w 3, 7, 13, 14]. Zaobserwowano także niejednokrotnie lepszą tolerancję maski aparatu BiPAP niż rurki intubacyjnej, szczególnie u pacjentów wybudzonych, a z konieczności podłączonych jeszcze do respiratora. NIV ułatwia bowiem, dzięki możliwości okresowego ściągania maski, w miarę swobodne porozumiewanie się z otoczeniem, odkrztuszanie zalegającej w drogach oddechowych wydzieliny, a także przyjmowanie płynów [3, 9]. Zmniejsza także wysiłek mięśni oddechowych, szczególnie wzmożony w trakcie wzrastającej niewydolności oddechowej, a będący wyrazem mechanizmów obronnych organizmu [13, 15]. Analiza doniesień literatury światowej pozwala na zasygnalizowanie także innych pozytywnych efektów uzyskiwanych podczas terapii NIV. Na uwagę zasługuje polepszenie pracy płuc i redukcja domieszki żylnej, a w efekcie poprawa wartości saturacji żylnej [2]. Podczas terapii NIV zaobserwowano również korzystny jej wpływ na funkcjonowanie serca [2], a także normalizację funkcji oddechowej u osób przed transplantacją serca prezentujących patologiczny oddech Cheyne’a-Stokesa [15]. Aparat z funkcją BiPAP jest także formą odzwyczajania od respiratora i mechanicznej wentylacji, zapobiega jednocześnie wzrostowi tzw. płucnej wody pozanaczyniowej [3], często eliminuje konieczność reintubacji czy tracheostomii [3, 7, 9, 13, 14]. Profilaktyczne stosowanie po zabiegach kardiochirurgicznych wentylacji dodatnim ciśnieniem typu BiPAP zmniejsza liczbę powikłań ze strony układu oddechowego [2, 10]. Szczególnie dobre wyniki osiąga u chorych z zaostrzonym przebiegiem POChP [10, 13], odnotowano także obniżenie śmiertelności w tej grupie chorych we wczesnym okresie po ekstubacji [14].
Wnioski
1. Zastosowanie aparatu typu BiPAP Vision wskazuje na korzystny wpływ tego typu terapii u osób poddanych zabiegom kardiochirurgicznym. Jest odpowiednią, bezpieczną i efektywną formą wspomagania pracy fizjoterapeuty, dodatkowo poprawiającą komfort oddechowy odczuwany przez pacjenta. 2. W obserwowanych grupach chorych NIV istotnie ułatwiał terapię oddechową, prowadząc do poprawy parametrów gazometrycznych krwi (PaO2, PaC02, SaO2, SvO2) i wydolności oddechowej pacjentów. 3. W 6 przypadkach zaistniała konieczność powtórnego zastosowania NIV, uniknięto jednak ponownej intubacji. 4. Tylko w dwóch przypadkach nieinwazyjne wspomaganie oddychania okazało się niewystarczające. Ze względu na pogarszające się parametry oddechowe i postępującą niewydolność oddechową podjęto decyzję o reintubacji. 5. Dzięki zastosowaniu NIV uzyskano poprawę parametrów oddechowych u chorych: po resekcji guza płuca, po gruźlicy płuc i z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc. Podsumowując, interpretacja uzyskanych wyników, jak również analiza doniesień światowych pozwala na potwierdzenie skuteczności zastosowania aparatu do nieinwazyjnej wentylacji dodatnim ciśnieniem u chorych we wczesnym okresie po zabiegach, kardiochirurgicznych zarówno ze stwierdzoną niewydolnością oddechową, jak i u pacjentów, u których ze względu na utrudnioną współpracę rehabilitacja oddechowa była niemożliwa. Poza tym stwarza duże możliwości w trakcie fizjoterapii oddechowej, mające na celu uniknięcie reintubacji bądź też przedłużającego się okresu intubacji pooperacyjnej. Użycie aparatu BiPAP Vision okazało się odpowiednią, bezpieczną i efektywną formą wspomagania pracy fizjoterapeuty podczas terapii problemowych chorych, nawet z tak dużym obciążeniem jakie stanowi dla układu oddechowego guz płuca czy stan po gruźlicy płuc. Jest także bezpieczną alternatywą dla chorych ze zwiększającymi możliwość powikłań oddechowych po okresie intubacji współistniejącymi chorobami układu oddechowego (POChP), a także dla czynnych, nawet do dnia operacji, palaczy tytoniu oraz osób z nadwagą. Na tej podstawie uzasadnione wydaje się postulowanie o rozważenie wprowadzania systemu nieinwazyjnego wspomagania wentylacji dodatnim ciśnieniem także i w innych ośrodkach kardiochirurgicznych, zarówno dla dobra chorych, jak i ułatwienia pracy fizjoterapeutów oraz podnoszenia jej jakości. Uzyskane dane zachęcają jednocześnie autorów do prowadzenia dalszych, bardziej szczegółowych i biorących pod uwagę rozmaite parametry badań, uwzględniających zastosowanie aparatu BiPAP Vision wśród polskiej populacji chorych leczonych kardiochirurgicznie.

Piśmiennictwo
1. Piwoda A, Jastrzębska B. Optymalizacja wczesnej rehabilitacji pacjentów poddanych zabiegom kardiochirurgicznym – doświadczenia własne. Rehabilitacja Medyczna 2005; 9: 39-48. 2. Matte P, Jacquet L, Van Dyck M, Goenen M. Effects of conventional physiotherapy, continuous positive airway pressure and non-invasive ventilatory support with bilevel positive airway pressure after coronary artery bypass grafting. Acta Anaesthesiol Scand 2000; 44: 75-81. 3. Gust R, Gottschalk A, Schmidt H, Bottiger BW, Bohrer H, Martin E. Effects of continuous (CPAP) and bi-level positive airway pressure (BiPAP) on extravascular lung water after extubation of the trachea in patients following coronary artery bypass grafting. Intensive Care Med 1996; 22: 1345-350. 4. Westerdahl E, Lindmark B, Almgren SO, Tenling A. Chest physiotherapy after coronary artery bypass graft surgery – a comparison of three different deep breathing techniques. J Rehabil Med 2001; 33: 79-84. 5. Drwila R, Szkodny P, Zietkiewicz M, Wasowicz M, Bartus K, Sadowski J. Alternatywna metoda wentylacji bez konieczności intubacji pacjenta. Techniki wentylacji nieinwazyjnej. Przegl Lek 2004; 61: 40-42. 6. Wieczorek R. Niewydolność oddechowa i problemy jej leczenia w intensywnej terapii kardiochirurgicznej. Kurs FEEA nr 2, Układ sercowo-naczyniowy, 3-6 maja 2006, wyd. pod red. Janusza Andresa i Rafała Drwiły, 407-416. 7. Ishikawa S, Ohtaki A, Takahashi T, Koyano T, Hasegawa Y, Ohki S, Sakata S, Murakami J, Otani Y, Kunimoto F, Morishita Y. Availability of nasal mask BiPAP systems for the treatment of respiratory failure after cardiovascular surgery. J Cardiovasc Surg (Torino) 1997; 38: 611-613. 8. Kazmaier S, Rathgeber J, Buhre W, Buscher H, Busch T, Mensching K, Sonntag H. Comparison of ventilatory and haemodynamic effects of BIPAP and S-IMV/PSV for postoperative short-term ventilation in patients after coronary artery bypass grafting. Eur J Anaesthesiol 2000; 17: 601-610. 9. Sat S. Ventilation, Noninvasive. www.emedicine.com/med./topic3371.htm, 2003. 10. Maclntyre Neil R. Liberation from mechanical ventilation. www.medscape.com, 2000. 11. Neumann P, Schubert A, Heuer J, Hinz J, Quintel M, Klockgether-Radke A. Hemodynamic effects of spontaneous breathing in the post-operative period. Acta Anaesthesiol Scand 2005; 49: 1443-1448. 12. Miyoshi E, Fujino Y, Uchiyama A, Mashimo T, Nishimura M. Effects of gas leak on triggering function, humidification and inspiratory oxygen fraction during noninvasive positive airway pressure ventilation. Chest 2005; 128: 3691--3698. 13. Liu L, Qiu HB, Zheng RQ, Yang Y. Prospective randomized controlled clinical study of early use of noninvasive positive pressure ventilation in the treatment for acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. Zhongguo Wei Zhong Bing Ji Jiu Yi Xue 2005; 17: 477-480. 14. Agarwal R, Aggarwal AN, Gupta D, Jindal SK. Non-invasive ventilation in acute cardiogenic pulmonary oedema. Postgrad Med J 2005; 81: 637-643. 15. Skobel E, Kaminski R, Breuer C, Topper R, Reffelmann T, Schwarz ER. Remission of nocturnal pathological respiratory patterns after orthotopic heart transplantation. A case report and overview of current status of therapy. Med Klin (Munich) 2000; 95: 706-711.