«Защитные» стратегии вентиляции были разработаны для оптимизации искусственной вентиляции лёгких и минимизации её потенциального вреда. Эти стратегии в основном основаны на использовании малых дыхательных объёмов и манёвров, направленных на увеличение функциональной остаточной ёмкости лёгких, чтобы уменьшить циклический альвеолярный коллапс и перерастяжение.
Общие параметры, такие как кривые давления-объёма или измерение податливости дыхательной системы, не всегда точно отражают то, что происходит в лёгких, особенно с точки зрения регионального распределения дыхательного объёма. Методом, который решает эту задачу, является визуализация лёгких при проведении ИВЛ. Существует несколько методик визуализации лёгких в условиях искусственной вентиляции, среди которых наиболее перспективным считается метод электроимпедансной томографии (ЭИТ).
ЭИТ позволяет отслеживать региональное распределение вентиляции и изменения объёма лёгких в режиме реального времени, демонстрируя соотношение между зависимыми и независимыми участками лёгочной ткани. Такая динамическая оценка делает ЭИТ полезным инструментом для индивидуальной настройки параметров ИВЛ, так как ЭИТ помогает определить оптимальные настройки вентиляции, оценить распределение дыхательного объёма и функциональной остаточной ёмкости лёгких (ФОЁЛ), а также способствует подбору комбинаций положительного давления в конце выдоха (PEEP) и дыхательного объёма.
Кроме того, визуализация лёгких при ИВЛ является критически важным аспектом лечения респираторных осложнений, возникающих в результате боевых травм. ИВЛ часто необходима для военнослужащих, перенёсших острую дыхательную недостаточность или значительные повреждения лёгких, такие как ушибы, полученные в ходе военных операций. Эти травмы могут привести к серьёзным осложнениям и долговременным респираторным проблемам, что подчёркивает важность эффективных методов визуализации для диагностики и планирования лечения в условиях неотложной помощи.
Методы визуализации лёгких при проведении ИВЛ
Среди методов визуализации лёгких компьютерная томография (КТ) считается золотым стандартом. Изображения КТ позволяют клиницистам оценить состояние пациента, реакцию на титрование PEEP, рекрутирование/перерастяжение альвеол и распределение газов. Однако использование КТ у пациентов отделения интенсивной терапии — дорогостоящее, требует транспортировки в радиологическое отделение или наличие переносного аппарата КТ, а также подвергает пациента дополнительному облучению. Это стало одной из причин, по которым биомедицинские инженеры начали разработку новых, более безопасных методов визуализации лёгких в подобных клинических условиях.
Переносные рентгеновские снимки остаются самым распространённым рентгенологическим исследованием, поскольку их можно проводить у постели пациента и они сопровождаются меньшей дозой облучения. Однако такие снимки имеют более низкое и вариативное качество и обычно предоставляют только одну двумерную фронтальную проекцию по сравнению с многоплоскостными изображениями с разной толщиной среза, доступными при КТ, спиральной КТ или других трёхмерных методах. И, что самое важное — методы, использующие ионизирующее излучение, не подходят для непрерывного или полупостоянного мониторинга состояния лёгких.
Электроимпедансная томография (ЭИТ) — новое направление в визуализации лёгких
ЭИТ — это неинвазивный метод визуализации, не связанный с облучением, который быстро развивается и позволяет контролировать региональное распределение вентиляции и перфузии лёгких прямо у постели пациента. ЭИТ уже предложена как эффективное средство для определения оптимального уровня PEEP у пациента различными способами.
Изображения ЭИТ формируются на основе распределения внутригрудного биоимпеданса. Биоимпеданс зависит от состава тканей — воды, электролитов, жира и др. Высокое содержание внеклеточной жидкости, высокая концентрация электролитов, крупные клетки и большое количество межклеточных связей снижают импеданс, тогда как жир, кости и воздух его увеличивают. Патологические изменения в тканях (например, плевральный выпот, фиброз лёгких, альвеолярная жидкость и т.д.) ведут к изменению биоимпеданса. Поэтому визуализация лёгких — идеальное применение ЭИТ: значительные изменения объёма (и, соответственно, проводимости) можно легко зарегистрировать благодаря близости лёгких к поверхности тела.
С помощью функциональной ЭИТ можно визуализировать как глобальную, так и локальную вентиляционную активность за определённый период времени (устанавливается пользователем), получая карту распределения вентиляции. Такие карты генерируют ЭИТ-показатели — количественные значения, основанные на собранных данных.
Изображения ЭИТ с помощью Elisa 800 R VIT
ЭИТ-устройства используют относительный подход — измеряют изменения импеданса относительно исходного уровня. Среди таких устройств — Elisa 800 R VIT от Löwenstein Medical SE & Co, которая объединяет функциональность аппарата ИВЛ высокого класса с интегрированной томографией.
Это первая в мире система искусственной вентиляции с интегрированной ЭИТ, обеспечивающая безоблучающую визуализацию у постели пациента и вентиляцию под визуальным контролем. Для измерения регионального биоимпеданса используется электродный пояс, размещённый вокруг грудной клетки, включая референтный электрод, который соединяется с корпусом (желательно в брюшной полости) — он обеспечивает единый потенциал измерения.
Клиническое применение ЭИТ
ЭИТ может использоваться в следующих клинических ситуаціях при проведенні ИВЛ:
-
Управление диагностикой у нестабильных пациентов, которых невозможно безопасно транспортировать в радиологическое отделение
-
Выявление пневмоторакса, плеврального выпота, ателектаза, диссинхронии вентиляции
-
Оценка риска неудачного отключения от аппарата у тяжёлых пациентов
-
Контроль эффективности лечебных процедур (например, физиотерапии грудной клетки)
ЭИТ продемонстрировала хорошую корреляцію с данными КТ, что стало основанием для её использования в управлении вентиляционной терапией.
ЭИТ также показала свою эффективность в сравнении различных режимов вентиляции, позволяя индивидуально подбирать PEEP и другие параметры ИВЛ эффективнее, чем с использованием стандартных подходов.
Исследования последнего десятилетия продемонстрировали, що ИВЛ под контролем ЭИТ приводит к улучшению механики дыхания, газообмена и снижению повреждений лёгких, индуцированных вентиляцией (на модели животных). Аккуратное титрование PEEP после максимального рекрутирования помогает восстановить альвеолярную проходимость и предотвратить повторное закрытие. ЭИТ-алгоритмы, оценивающие степень рекрутирования, избегая перерастяжения, стали одной из наиболее изучаемых тем последних лет. ЭИТ позволяет количественно оценивать как улучшения (рекрутирование), так и потери (перерастяжение или недостаточное раскрытие), обеспечивая реалистичную оценку режимов вентиляции и ответов пациента.
Противопоказания к применению электрoимпедансной томографии (ЭИТ) во время проведения искусственной вентиляции лёгких включают клинические ситуации, при которых использование устройства невозможно или потенциально опасно для пациента. В частности, ЭИТ не рекомендуется пациентам с имплантированными медицинскими устройствами, такими как кардиостимуляторы, автоматические имплантируемые кардиовертеры-дефибрилляторы (AICD) или насосы, поскольку импедансные сигналы могут повлиять на их работу. Другими противопоказаниями являются выраженная гемодинамическая нестабильность, наличие недренированного пневмоторакса и тяжёлые нейромышечные заболевания. Кроме того, ЭИТ не следует применять при состояниях, сопровождающихся выраженной гиперкапнией, таких как внутричерепная гипертензия или острый коронарный синдром.
Источники:
- 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.