Длительная кислородотерапия  при  хронической дыхательной недостаточности

С.Н. Авдеев. ФГУ НИИ Пульмонологии Росздрава, Москва.

Предпосылки для  использования кислорода

Основной  причиной смерти  больных c  заболеваниями легких  является дыхательная недостаточность (ДН).  Так,  в мультицентровом исследовании,  проведенном  в  Европе, было   показано,  что   ведущей  причиной летальности  у пациентов с  хронической обструктивной болезнью  легких (ХОБЛ) являлись: ДН (38%), легочное сердце (13%), легочные  инфекции  (11   %),   эмболии  легочной артерии (10%), аритмии (8%)  и др.  (Zielinski  et  al.,1997). Коррекция гипоксемии  с  помощью кислорода  является  наиболее патофизиологически обоснованным методом терапии ДН. В отличие от некоторых неотложных состояний (пневмония, отек легких, травма), использование кислорода у больных с хронической    гипоксемией     должно    быть     постоянным, длительным и, как правило, проводиться в домашних условиях, поэтому такая форма терапии называется длительной кислородотерапией (ДКТ) (Tarpy  SP  & Celli BR, 1995). Длительная кислородотерапия на  сегодняшний день     является    единственным    методом     терапии, способным снизить летальность больных ДН (Crockett AJ     и      кол,     2000).     У    больных     ХОБЛ     с     развившейся гипоксемией ДКТ способна продлить жизнь  пациента на 6-7 лет.
Первые результаты о благоприятном влиянии ДКТ на выживаемость больных ДН были  получены в начале 70-х гг., когда T.Neff и A.Petty  представили данные о том,  что наряду со снижением давления в легочной артерии, гематокрита и отеков у больных ХОБЛ, отмечается достоверное снижение летальности     этих     больных     по     сравнению     с     группой исторического контроля (Neff T. и Petty  A. 1970). В дальнейшем, эти данные были  подтверждены в двух рандомизированных, контролируемых исследованиях.
В  исследование  British Medical  Research  Council (MRC trial)  было  включено 87  больных ХОБЛ с  подтвержденной артериальной  гипоксемией  (РаО2  <   55   мм   рт.ст.)  и наличием  в  анамнезе  периферических отеков  ног,   все
пациенты были рандомизированны в две  группы:  плацебо и кислородотерапии в течение, как минимум, 15 часов (MRC Trial, 1981). К концу 3-го года  терапии летальность в группе ДКТ составила 45.2% и в группе плацебо – 66.7% (р<0.05). В исследование, проведенное в Северной Америке, Nocturnal Oxy-en Therapy Trial (NOTT) было  включено 203 больных   ХОБЛ,   критерии   включения  были    сходны с таковыми для  MRC Trial, однако, в целом, пациенты имели несколько лучшие  функциональные показатели.  Отличием от  исследования MRC  являлись  режимы терапии  в  двух группах  больных: постоянная терапия О2 (около 17.7  часов
в  сутки)  и  терапия в  течение 12  часов в  сутки,   включая
ночные часы  (NOTT,  1980). К концу  первого года  терапии летальность больных составила  11.9% и  20.6% в  группах постоянной     О2-терапии    и     12-часовой     О2-терапии,
соответственно, и  к концу  2-го года: 22.4% и  40.8%, все
различия были статистически достоверными (рис.1).

В  настоящее  время  наиболее  вероятными причинами благоприятного влияния ДКТ на  выживаемость больных с хронической     ДН     являются     следующие     гипотезы     (не исключающие друг друга):
1)Кислородотерапия  повышает содержание  кислорода  в артериальной крови, приводя к увеличению доставки О2 к
сердцу,  головному  мозгу  и  другим  жизненно  важным
органам;
2)Кислородотерапия     уменьшает         легочную вазоконстрикцию  и  легочное  сосудистое  сопротивление (ЛСС),   вследствие  чего   повышается  ударный объем  и сердечный         выброс,      уменьшается      почечная вазоконстрикция и возрастает почечная экскреция натрия. Способность     ДКТ    вызывать    обратное     развитие     или предотвращение прогрессирования легочной гипертензии (ЛГ) у больных ДН было  убедительно показано в нескольких клинических исследованиях.   По  данным  NOTT,  к  концу периода исследования у больных, получавших постоянную ДТК, среднее давление в легочной артерии (СДЛА) и ЛСС уменьшились, соответственно, на 3 мм рт.ст. и 11%,  однако у  пациентов  группы   12-часовой терапии  О2  СДЛА  не
изменилось, а ЛСС увеличилось на  6.5%  (NOTT, 1980). По
данным    небольшого     проспективного     исследования Е.Weitzenblum и  кол,  контролировавших физиологические эффекты ДКТ у 24 больных ХОБЛ в течение 44+30 месяцев, ежегодное снижение СДЛА на  фоне ДКТ составляет –1.3+
4.5 мм рт.ст. (Weitzenblum Е. и кол.,  1991).

К другим благоприятным физиологическим  и клиническим эффектам ДКТ относятся:
Повышение качества жизни
Снижение одышки
Повышение физической работоспособности
Снижение гематокрита
Улучшение метаболизма скелетных мышц  Улучшение нейро-психического статуса больных Уменьшение  легочной  гиперинфляции  (Avdeev   S  и  кол,
1999)
Показания к длительной кислородотерапии
Перед назначением больным ДКТ необходимо также убедиться, что возможности медикаментозной терапии исчерпаны и максимально возможная терапия не приводит к повышению О2  выше  пограничных значений. Основные
заболевания, при которых чаще всего назначается ДКТ:

ХОБЛ

Идиопатический легочный фиброз
Экзогенный аллергический альвеолит
Другие интерстициальные заболевания легких (саркоидоз, гистиоцитоз и др)
Пневмофиброзы после перенесенных пневмоний, туберкулеза
Муковисцидоз Кифосколиоз Бронхиальная астма

Задачей     кислородотерапии    является        коррекция гипоксемии        и     достижение     значений     парциального напряжения кислорода (РаО2) >  60  мм  рт.ст. и сатурации артериальной крови  (SaO2) > 90%. Считается оптимальным поддержание РаО2   в  пределах 60-65  мм рт.ст. Благодаря сигмовидной    форме     кривой    диссоциации оксигемоглобина, повышение РаО2  более 60 мм рт.ст. приводит лишь  к незначительному увеличению SaO2 и содержанию О2     в  артериальной крови   (СаО2), однако может  приводить  к  ретенции  углекислоты. Показания  к длительной кислородотерапии представлены в таблице 1 (ERS/ATS,    2004),

следует     подчеркнуть,    что     наличие клинических признаков  легочного  сердца  предполагает более раннее назначение ДКТ. ДКТ  не   показана  больным  с   умеренной  гипоксемией (РаО2>60 мм рт.ст.). Данное положение основано на данных рандомизированного,     контролируемого    исследования D.-orecka и  коллег, во  время  которого в  ходе   3-летнего наблюдения    за     135     больными     ХОБЛ     с     умеренной гипоксемией не  было  выявлено положительного эффекта ДКС     на     выживаемость     пациентов     по     сравнению    со стандартной терапией (-orecka D и кол, 1997).
Параметры    газообмена,     на     которых     основываются показания  к  ДКТ,  должны оцениваться   только  во  время стабильного состояния  больных, т.е.  через  3-4 недели после обострения ХОБЛ, так как именно такое время требуется для  восстановления газообмена и кислородного транспорта после периода ОДН.  Назначение ДКТ должно основываться     на     показателях    газового    состава артериальной  крови, данных   пульсоксиметрии  в  данном случае не  достаточно, так  как,  при  наличии повышенных уровней карбоксигемоглобина и метгемоглобина, значения насыщения крови кислородом будут завышены. Кроме того, ошибка метода  пульсоксиметрии (аккуратность +2-3%) в области  значений,  соответствующих РаО2   около   60  мм
рт.ст.,  может сделать  данный метод  неадекватным  для
выявления гипоксемии.

Режимы назначения ДКТ.

Большинству больных ДН достаточно потока О2 1-2 литра в минуту,  хотя,  конечно у наиболее  тяжелых больных поток может быть  увеличен и до 4-5 л/мин. На основании данных приведенных исследований  MRC  и  NOTT,  рекомендуется проведение ДКТ не  менее 15  часов сутки.  Максимальные перерывы     между    сеансами     О2-терапии    не     должны превышать 2-х часов подряд. Данное положение основано на результатах работы Selin-er S и коллег, в которой было показано, что  отсутствие терапии  О2  более 2-3 часов у больных     ДН     приводит     к    значительному     повышению легочной гипертензии (Selin-er S и кол, 1987).
Некоторые    больные     после      нескольких      месяцев     ДКТ демонстрируют     значительное     улучшение    показателей газового состава крови  (проба проводится в момент дыхания воздухом комнаты в условиях покоя), данный эффект  получил   название  «восстановительный эффект кислорода». Точный механизм данного феномена не совсем ясен. Известно, что гипоксемия вызывает не  только вазоспазм  сосудов  легких, но  и  бронхоспазм,  поэтому возможно,  что  устранение спазма  сосудов и  бронхов в результате       терапии  О2 приводит кулучшению
вентиляционно-перфузионных соотношений,  обеспечивая лучший  транспорт кислорода на  легочном этапе  (Petty T,1999).     Однако,    несмотря     на     достижение     такого «восстановительного  эффекта»,  следует  продолжать  ДТК, т.к.   при   его    отмене  вероятно  быстрое  возвращение показателей газообмена на прежний уровень, т.е. ситуация аналогична  отмене   инсулина  у   больных   с   сахарным диабетом при нормализации показателей глюкозы крови. Для   эффективного  лечения  необходим  полный   отказ  от курения  и  других   вредных  привычек  (алкоголь  и  др.). Благоприятные эффекты ДКТ не были  показаны у больных, продолжающих  курить   и  имеющих повышенный уровень карбоксигемоглобина.  Одной из   проблем  ДКТ  является довольно низкий комплаенс больных (40-75%) (Avdeev  S и кол,  1999), что само по  себе может оказывать влияние на прогноз.  Улучшение   комплаенса,  а   следовательно,   и эффективности   О2-терапии может  быть   достигнуто  при
улучшении технического  обеспечения   больных, а  также
после обучения пациентов.
В ночное время, при физической нагрузке и при воздушных перелетах пациенты должны увеличивать поток  кислорода,
в среднем, на 1 л/мин по сравнению с оптимальным дневным  потоком  (ATS  Statement,  1995).  Алгоритм ДКТ представлен на рис.2.

Кислородотерапия в ночное время

Транзиторные эпизоды ночной гипоксемии достаточно часто встречаются у больных ДН.  По  данным E.Fletcher и коллег,    среди       135     больных     ХОБЛ     с     нормальными показателями  оксигенации  в  дневное время,  27%   всех пациентов имели  эпизоды  дессатурации  во  время  сна (Fletcher E и коллеги, 1987). Ночные  нарушения газообмена сопровождаются  транзиторным повышением давления  в легочной артерии, а частые повторные эпизоды гипоксемии во  время сна  приводят к развитию хронической легочной гипертензии.     Эпизоды    ночной     гипоксемии     могут значительно отражаться на  выживаемости  больных ДН.  В крупном ретроспективном  исследовании  выживаемости
169  больных ХОБЛ без дневной гипоксемии (РаО2 > 60 мм рт.ст.)     на     протяжении     3.4     лет     было     показано,     что летальность больных связана с наличием эпизодов ночной дессатурации (Fletcher E и кол.,  1992). Причинами ночной дессатурации являются: 1) обструктивное апноэ во  время сна  и 2) гиповентиляция во время REM-сна, причем довольно часто (около 15%  больных ХОБЛ) эти  механизмы сочетаются. Наиболее эффективным методом  коррекции ночной         гипоксемии,    связанной       с     апноэ,      является использование больным во время сна  метода СРАР- терапии при помощи носовой маски. В остальных же случаях ночная гипоксемия и повышение давления в легочной артерии  могут  быть  скорригированы    во  время ингаляции О2 во время сна.

Кислородотерапия при физических нагрузках Дессатурация  во   время  физической  нагрузки может наблюдаться у 30-39%  больных ДН со  значением РаО2  в покое  >  60  мм   рт.ст.  (O’Donohue, 1997).  Доказанными
эффектами терапии О2 во время физической нагрузки является  повышение доставки кислорода к  тканям и  его
утилизации мышцами, в  тои  числе, и  дыхательными,  что приводит     к    повышению    длительности     выполняемой нагрузки     и       уменьшению    диспное.        Проведение пульсоксиметрии во  время физической нагрузки (обычно, во   время  теста  6-минутной   ходьбы) может  помочь  в определении адекватного уровня потока О2.

Техническое обеспечение для  ДКТ

Для   проведения ДКТ  в  домашних условиях необходимы автономные     и     портативные     источники    кислорода: концентраторы  кислорода,  баллоны  с  сжатым газом  и резервуары с жидким кислородом.
Концентраторы кислорода  (рис.3)

используют принцип разделения воздуха на  кислород и азот при  прохождении воздуха через  «молекулярное сито»   -    цеолитовый  или алюминосиликатовый фильтры. Азот абсорбируется на фильтре и на выходе из  аппарата создается концентрация кислорода выше   95%  при  потоке 1  л/мин и  до  90%  при потоке 5 л/мин. Аппарат работает от электросети, прост в эксплуатации и требует минимального технического ухода. Приборы относительно громоздки, однако трубки  длиной
10-15 м  позволяют пациенту свободно  передвигаться  по квартире.

Баллоны с  сжатым газом  в   последнее  время  как постоянный источник О2 практически не используются, т.к.
требуется частая их  заправка  (стандартные  40-литровые баллоны содержат О2 под  давлением 150  Бар, такого количества кислорода хватает, в среднем, на  2  суток  при потоке 2 л/мин). Однако небольшие баллоны (1-2 л) могут быть   использованы  как  источник кислорода  во   время прогулок,    поездок     и     т.д.     (амбулаторный     источник кислорода) (рис.4).

При  потоке 2  л/мин таких  баллонов хватает,     соответственно,     на      1.2-2.5    часа.     Основным недостатком  таких         портативных    систем       являются сложности их заправки.
Резервуары с жидким кислородом представляют собой контейнеры с двойными стенками, содержащие сжиженный
О2  при  температуре –183 0С.  Существуют стационарные (30-100     л)     и     портативные    переносные     (1.1-1.5 л) резервуары (рис.5),

обеспечивающие выход   кислорода, соответственно, в течение 200-700 часов и 7-10 часов при потоке  2   л/мин.  Портативные системы  с   жидким  О2 особенно  показаны  больным,  ведущим  активный образ
жизни, позволяя им большее время находиться вне  дома и приводят  к  достоверному  повышению качества  жизни пациентов  по  сравнению  с  концентраторами кислорода. Цилиндры довольно легко  заправляются,  однако требуют большего технического обслуживания, чем  остальные системы. Недостатками этих  систем является также испарение кислорода при  редком использовании и их довольно высокая стоимость.
Преимущества     и     недостатки     источников    кислорода представлены в таблице 2.

Существует несколько систем  для  доставки кислорода в  дыхательные  пути  пациента. В домашних условиях чаще всего     используются    носовые (назальные) канюли .   Они довольно удобные, недорогие и  хорошо воспринимаются большинством     больных.    Канюли         позволяют    создавать кислородно-воздушную смесь  с  содержанием  кислорода (FiO2)  до   24-40%  при   потоке  О2  до   5 литров  в  минуту
(FiO2,  % = 20  + 4 ґ (поток   О2,  л/мин)). Однако, реальная фракция  вдыхаемого кислорода зависит кроме потока О2 от   многих   факторов:  геометрии  носоглотки,  ротового дыхания,  минутной вентиляции,  дыхательного  паттерна. Уменьшение дыхательного объема и минутной вентиляции приводит к повышению FiO2. Однако доставка кислорода в альвеолы происходит только во  время ранней фазы вдоха
(примерно 1/6  часть  дыхательного цикла), в то  время как остальной О2 расходуется «вхолостую». Для осуществления более  эффективной доставки О2  предложено  несколько типов   кислородосберегающих  устройств:  резервуарные канюли, пульсирующие устройства  доставки кислорода  и транстрахеальные     катетеры;     при     их     использовании достигается  экономия  О2   в   2-4  раза,  т.е.  возможно снижение потока О2 на  такую  величину, и, следовательно, увеличить    время     использования     источников    О2,     что
особенно важно  для портативных систем (Tappy, 1995).

Побочные эффекты кислородотерапии

Как и всякое лекарство, кислород требует четкого соблюдения правильного дозирования, т.к.  использование кислорода может приводить         к    развитию     побочных    эффектов:     нарушению мукоцилиарного клиренса, снижение сердечного выброса, системная  вазоконстрикция,  снижение  минутной вентиляции, задержка углекислоты и даже фиброза  легких. Известны также случаи возгораний и взрывов во время проведения ДКТ, главной причиной    которых    явилось     курение     во     время     терапии кислородом. Поэтому при  использовании О2 запрещается курение больных и  членов их семей в  помещении, кроме того цилиндры и  резервуары с  О2  не  должны находиться рядом  с источниками огня и тепла (Tappy, 1995).
Литература
Zielinski  J,  MacNee W,  Wedzicha J,  Ambrosino N,  Bra-hiroli  A, Dolensky J, et al. Causes of death in patients with COPD and  chronic respiratory failure. Monaldi  Arch Chest Dis 1997; 52: 43- 47.
Tarpy SP, Celli BR. Lon--tern oxy-en therapy. N En-l J Med 1995; 333:
710- 714.
Crockett AJ, Moss JR, Cranston JM, Alpers JH. Domicilary  oxy-en for COPD  (Cochrane Review).  In: The  Cochrane Library,  Issue 3,  2000. Oxford:  Update Software.
Neff AL, Petty  TA. Lon--term  continuous oxy-en therapy in chronic airway obstruction: mortality  in relation to cor pulmonale, hypoxia  and hypercapnia. Ann Intern  Med 1970; 72: 621- 626.
Medical Research Council  Workin-  Party. Lon- term  domiciliary oxy- -en  therapy in chronic hypoxic  cor  pulmonale complicatin- chronic bronchitis and  emphysema. Lancet 1981; i: 681- 686.
Nocturnal Oxy-en Therapy Trial -roup: Continuous or nocturnal oxy- -en  therapy in hypoxemic chronic obstructive lun- disease: a clinical trial. Ann Intern  Med 1980; 93: 391- 398.
Weitzenblum E,  Oswald M,  Apprill  M.,  Ratomaharo J,  Kessler R. Evoluation of physiolo-ical variables in patients with chronic obstruc- tive pulmonary disease before and  durin- lon--term oxy-en therapy.- Respiration 1991; 58: 126- 131.
Avdeev SN, Aisanov ZR, Chuchalin A-. Compliance as a critical  issue in lon--term oxy-en therapy. Monaldi  Arch Chest Dis 1999; 54: 1, 61-
66.
Chuchalin A.-., Avdeev S.N. Epidemiolo-y and mana-ement of COPD in Russia. In: T. Similowski., W.A. Whitelaw,  J.-P. Derenne.  «Clinical mana-ement of stable COPD». Marcel Dekker., Inc. New York, 2002:
987- 1006.
Celli  BR,  MacNee W, and   committee members of  ATS/  ERS  Task Force. Standards for  the  dia-nosis and  treatment of  patients  with COPD: a summary of the ATS/ERS position paper. Eur Respir J 2004;
23: 932–946.
-orecka D, -orzelak K, Sliwinski  P,  Tobiasz M, Zielinsli J. Effect  of lon--term oxy-en therapy on survival in patients with chronic obstruc- tive pulmonary disease with moderate hypoxaemia. Thorax  1997; 52:
674-9.
Webb  RK, Ralston C, Runciman WB. Potential errors in pulse oxime- try.  Part   II: Effects  of  chan-es  in  saturation  and   si-nal   quality. Anesthesia 1991; 46: 207–212.
Selin-er S, Kennedy TP, Buescher P. Effects of removin- oxy-en from patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am Rev Respir Dis 1987; 136:  85- 91.
Petty   T.L.  Controversial indications  for  lon--term  respiratory care:
lon--term  oxy-en therapy. Monaldi  Arch Chest Dis 1999; 54:  1, 58-
60.
American Thoracic Society. Standards  for the  dia-nosis and  care of patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 1995; 152:  S77- S120.
Fletcher EC, Luckett RA, -oodni-ht-White SA, et  al. A double-blind trial  of  nocturnal  supplemental  oxy-en for  sleep  desaturation in patients with chronic obstructive pulmonary disease  and  a  daytime PaO2  above 60 mm H-. Am Rev Respir Dis 1992; 145:  1070-6.

Fletcher EC,  Miller  J, Divine  -W  et  al:  Nocturnal  oxyhemo-lobin desaturation in COPD patients with arterial oxy-en tensions about 60 mm H-. Chest 1987; 92: 604-608.
O’Donohue WJ. Effects of oxy-en therapy on increasin- arterial oxy- -en  tension in hypoxemic patients with stable chronic obstructive pul- monary disease while breathin- ambient air.  Chest 1991; 100:  968-
992.
O’Donohue WJ. Home  oxy-en therapy. Clin Chest Med    1997; 18:
535- 545.
O’Donohue WJ. Technical and  therapeutic advances in home oxy-en therapy. Monaldi  Arch Chest Dis 1993; 5: 458- 461.
West -A, Primeau P. Nonmedical hazards of lon--term oxy-en thera-
py. Respir Care 1983; 28: 906–912.