Сучасні підходи до візуалізації легень під час штучної вентиляції

«Захисні» стратегії вентиляції були розроблені для оптимізації штучної вентиляції легень та мінімізації її потенційної шкоди. Ці стратегії в основному базуються на застосуванні низьких дихальних об’ємів та маневрів, спрямованих на збільшення функціональної залишкової ємності легень, намагаючись зменшити циклічний альвеолярний колапс та перерозтягнення легень.

Загальні параметри, такі як криві тиск-об'єм або вимірювання податливості дихальної системи, не відображають достовірно те, що насправді відбувається в легенях, особливо щодо регіонального розподілу введеного дихального об'єму. Методом що вирішує дану проблему є візуалізація легень під час штучної вентиляції. Існує кілька методик що дозволяють виконати візуалізацію легень під час штучної вентиляції серед який найперспективнішим методом є електроімпедансна томографія. Електроімпедансна томографія (ЕІТ) регіонального розподілу вентиляції та змін об'єму легень у режимі реального часу підкреслюють взаємозв'язок між залежними та незалежними ділянками легень. Ця динамічна оцінка робить ЕІТ корисним інструментом для оптимізації параметрів апарата ШВЛ на індивідуальній основі, оскільки ЕІТ може допомогти у визначенні налаштувань штучної вентиляції легень, оцінці розподілу дихального об'єму та кінцевого об'єму легень (КОДЛ) і сприяти титруванню комбінацій позитивного тиску в кінці видиху (ПДКВ)/дихального об'єму.

Крім того візуалізація легень під час штучної вентиляції легень є критично важливим аспектом лікування респіраторних ускладнень, що виникають внаслідок бойових травм. ШВЛ часто є необхідною для солдатів, які перенесли гостру дихальну недостатність або значні травми легень, такі як забої легень, які зазвичай отримують під час військових операцій. Ці травми легень можуть призвести до серйозних ускладнень та довгострокових респіраторних проблем, що підкреслює важливість ефективних методів візуалізації для діагностики та планування лікування в таких випадках гострої допомоги.

Методи візуалізації легень при проведення ШВЛ

Серед методів візуалізації легень комп'ютерна томографія (КТ) вважається золотим стандартом. Зображення КТ дозволяють клініцистам оцінити стан пацієнта, реакцію на титрування PEEP, рекрутування/розтягнення альвеол та розподіл газів. Однак КТ для пацієнтів відділення інтенсивної терапії є дорогим, вимагає переведення до радіологічного відділення або портативного КТ-апарата та додатково піддає пацієнта впливу опромінення, що стало однією з головних причин, які спонукали біомедичних інженерів до розробки нових, безпечніших методів візуалізації легень у таких клінічних умовах.

Портативні рентгенівські знімки залишаються найпоширенішим рентгенологічним дослідженням, оскільки їх можна проводити біля ліжка пацієнта та піддавати пацієнта меншій дозі опромінення. Однак портативні рентгенограми мають нижчу та більш мінливу якість і зазвичай показують лише одну двовимірну фронтальну площину порівняно із зображеннями в кількох площинах з різною товщиною зрізу, доступними в КТ, спіральній КТ або інших тривимірних методах. Нарешті, і найголовніше, методи візуалізації, що використовують іонізуюче випромінювання, не підходять для безперервного або напівбезперервного моніторингу стану легень.

Новим видом візуалізації легень є електроімпедансна томографія (ЕІТ).

ЕІТ – ЦЕ …

Електроімпедансна томографія (ЕІТ) – це неінвазивний метод без іонізуючого випромінювання, який швидко розвивається та дозволяє контролювати регіональний розподіл вентиляції та перфузії легень біля ліжка пацієнта. ЕІТ була запропонована як дієвий засіб для визначення оптимального PEEP пацієнта за допомогою різних можливих методів.

Зображення ЕІТ визначаються розподілом внутрішньогрудного біоімпедансу. Біоімпеданс визначається специфічним складом тканин, враховуючи воду, електроліти, жир тощо. Високий вміст позаклітинної води, висока концентрація електролітів, великі клітини та велика кількість клітинних зв'язків знижують імпеданс, тоді як накопичення жиру, кісток та повітря збільшують імпеданс. Тому патологічні зміни складу тканин (такі як плевральний випіт, фіброз легень, альвеолярна рідина тощо) тягнуть за собою зміну регіонального біоімпедансу. Тому візуалізація легень є ідеальним застосуванням ЕІТ; значні зміни об'єму легень (а отже, і провідності) можна легко виявити завдяки близькості легень до поверхні.

Отже, отримуючи функціональну EIT, можливо візуалізувати глобальну та локальну вентиляційну активність протягом певного періоду часу (вибраного користувачем), зображуючи карту розподілу вентиляції. Функціональний EIT створює показники EIT, що визначаються як значення, отримані в результаті збору даних EIT.

Отримане зображення ЕІТ за допомогою Elisa 800 R VIT

Пристрої EIT використовують відносний підхід і таким чином обчислюють зображення різниці імпедансів відносно еталону. Серед них й Elisa 800 R VIT від Löwenstein Medical SE & Co, яка поєднує в собі універсальні можливості сучасного апарату штучної вентиляції легенів для інтенсивної терапії у верхньому сегменті ринку з інтегрованою томографією. Як перша у світі система штучної вентиляції легенів з інтегрованою електроімпедансною томографією, elisa 800 VIT забезпечує безрадіаційну візуалізацію біля ліжка пацієнта та вентиляцію під візуальним контролем.

Для проведння регіонального вимірювання електричного біоімпедансу необхідний електродний пояс, який розміщується навколо грудної стінки, включаючи опорний електрод, підключений до центрального тіла, бажано до черевної порожнини (опорний електрод гарантує, що всі вимірювання різних пар електродів пов'язані з одним і тим же електричним потенціалом).

Застовування:

ЕІТ має кілька можливих клінічних застосувань для лікування пацієнтів, які проходять штучну вентиляцію:

керування діагностичним процесом у нестабільних пацієнтів, яких неможливо безпечно перемістити до радіологічного відділення
виявлення пневмотораксу, плеврального випоту, ателектазу та вентиляційної диссинхронії
оцінка ризику невдалого відключення від апарату у критично хворих пацієнтів з високим ризиком
оцінка переваг лікування, такого як методи фізіотерапії грудної клітки.

ЕІТ продемонструвала добру кореляцію з КТ, завдяки чому її було запропоновано та підтверджено для керівництва вентиляційною терапією.

ЕІТ показала свою корисність для порівняння розподілу вентиляції між різними режимами вентиляції, а також може запропонувати краще індивідуальне титрування PEEP та інших параметрів вентиляції порівняно з існуючими підходами.

Дослідження, проведені протягом останнього десятиліття, продемонстрували, що вентиляція під контролем штучної вентиляції легень (ЕІТ) призводить до покращення механіки дихання, покращення газообміну та зменшення гістологічних ознак пошкодження легень, викликаного вентилятором, на тваринній моделі. Ретельне титрування PEEP після максимального рекрутування легень ефективно відновлює існуючий альвеолярний колапс та запобігає подальшому закриттю альвеол. Алгоритми на основі ЕІТ, які оцінюють рекрутований альвеолярний колапс, уникаючи гіперрозтягнення, були однією з найцікавіших тем протягом останніх років. ЕІТ легень використовувалася для оцінки та кількісної оцінки глобальних та регіональних змін імпедансу легень наприкінці видиху, кількісно визначаючи посилення (рекрутування) та втрати (надмірне розтягнення або зниження рекрутування), надаючи більш реалістичну оцінку різних режимів вентиляції або маневрів рекрутування, а також допомагаючи у виявленні тих, хто реагує, та тих, хто не реагує на такі маневри.

Протипоказання до штучної вентиляції легень з електроімпедансною томографією (ЕІТ) включають ситуації, коли сам пристрій ЕІТ не може бути використаний, або коли стан пацієнта робить моніторинг ЕІТ ненадійним або потенційно шкідливим. Зокрема, кардіостимулятори, автоматичні імплантовані кардіовертери-дефібрилятори (AICD) та імплантовані помпи є протипоказаннями для ендотрахеальної імплантації через потенційне втручання у функцію пристрою. Інші протипоказання включають тяжку гемодинамічну нестабільність, недренований пневмоторакс та тяжкі нервово-м’язові захворювання. Крім того, такі стани, як внутрішньочерепна гіпертензія або гострий коронарний синдром, при яких виникає гіперкапнія, також можуть бути протипоказаннями.

Дізнайтесь більше про можливості elisa 800 VIT у клінічній практиці — зв’яжіться з нашими фахівцями

Джерела:

Bedside measurement of changes in lung impedance to monitor alveolar ventilation in dependent and non-dependent parts by electrical impedance tomography during a positive end-expiratory pressure trial in mechanically ventilated intensive care unit patients / I. G. Bikker et al. Critical Care. 2010. Vol. 14, no. 3. P. R100. URL: https://doi.org/10.1186/cc9036 (date of access: 09.07.2025).
Biomedical engineer’s guide to the clinical aspects of intensive care mechanical ventilation / V. J. Major et al. BioMedical Engineering OnLine. 2018. Vol. 17, no. 1. URL: https://doi.org/10.1186/s12938-018-0599-9 (date of access: 09.07.2025).
Effect of EIT-guided PEEP titration on prognosis of patients with moderate to severe ARDS: study protocol for a multicenter randomized controlled trial / X. Yuan et al. Trials. 2023. Vol. 24, no. 1. URL: https://doi.org/10.1186/s13063-023-07280-6 (date of access: 09.07.2025).
Electrical Impedance Tomography: A Compass for The Safe Route to Optimal PEEP / N. Sella et al. Respiratory Medicine. 2021. P. 106555. URL: https://doi.org/10.1016/j.rmed.2021.106555 (date of access: 09.07.2025).
Electrical impedance tomography / B. Lobo et al. Annals of Translational Medicine. 2018. Vol. 6, no. 2. P. 26. URL: https://doi.org/10.21037/atm.2017.12.06 (date of access: 09.07.2025).
elisa 800 R-VIT. Beatmungskompetenz. Aus einer Hand. | Löwenstein. URL: https://loewensteinmedical.com/en/intensive-care-ventilation/elisa-800-r-vit/ (date of access: 09.07.2025).
Walsh BK, Smallwood CD. Electrical Impedance Tomography During Mechanical Ventilation. Respir Care. 2016 Oct;61(10):1417-24. doi: 10.4187/respcare.04914. PMID: 27682815.