Η ΔΙΕΓΧΕΙΡΗΤΙΚΗ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΤΗΣ ΥΠΟΞΥΓΟΝΑΙΜΙΑΣ ΣΕ ΘΩΡΑΚΟΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΕΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΜΕ ΑΕΡΙΣΜΟ ΤΟΥ ΕΝΟΣ ΠΝΕΥΜΟΝΑ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΟΣ ΤΟΜΕΑΣ ΚΛΙΝΙΚΗ ΑΝΑΙΣΘΗΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΕΝΤΑΤΙΚΗΣ ΘΕΡΑΠΕΙΑΣ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ : Ο ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΒΑΣΙΛΑΚΟΣ ΠΑΝΕΠ. ΕΤΟΣ ΑΡΙΘΜ Η ΔΙΕΓΧΕΙΡΗΤΙΚΗ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΤΗΣ ΥΠΟΞΥΓΟΝΑΙΜΙΑΣ ΣΕ ΘΩΡΑΚΟΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΕΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ ΜΕ ΑΕΡΙΣΜΟ ΤΟΥ ΕΝΟΣ ΠΝΕΥΜΟΝΑ ΙΩΑΝΝΗ Β. ΚΑΤΣΙΚΑ ΑΝΑΙΣΘΗΣΙΟΛΟΓΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2012

2 Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΣΥΜΒΟΥΛΕΥΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Αγγελική Κελεπούρη Παρλαπάνη, Καθηγήτρια Ελευθερία Κουρίλα Καπρίνη, Καθηγήτρια Ισαάκ Κεσίσογλου, Αναπληρωτής Καθηγητής Η ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ Αγγελική Κελεπούρη Παρλαπάνη, Καθηγήτρια Ελευθερία Κουρίλα Καπρίνη, Καθηγήτρια Ισαάκ Κεσίσογλου, Αναπληρωτής Καθηγητής Δημήτριος Βασιλάκος, Καθηγητής Κυριάκος Αναστασιάδης, Επίκουρος Καθηγητής Χριστόφορος Φορούλης, Επίκουρος Καθηγητής Βασίλειος Γροσομανίδης, Επίκουρος Καθηγητής «Η έγκρισης της Διδακτορικής Διατριβής υπό της Ιατρικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, δεν υποδοιλοί αποδοχήν των γνωμών του συγγραφέως» (Νόμος 5343/32, αρθρ και ν. 1268/82, αρθρ. 50 8)

3 AΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΕΔΡΟΣ ΤΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΤΑΡΛΑΤΖΗΣ

4

5 Σε μία Μαργαρίτα που τη λέγαν Κατερίνα.

6

7 7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ... 7 ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ 13 ΠΡΟΛΟΓΟΣ 17 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΚΑΙ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Λειτουργική ανατομική του αναπνευστικού συστήματος Βρογχικό δένδρο Πνευμονικό παρέγχυμα Αναπνευστικές κινήσεις Φάσεις της αναπνοής Αναπνευστικοί μύες Κυψελιδοτριχοειδική μεμβράνη Αερισμός των πνευμόνων Όγκοι και χωρητικότητες των πνευμόνων Ελαστικότητα των πνευμόνων Ελαστικότητα του θωρακικού τοιχώματος Κατανομή του αερισμού εξαιτίας της βαρύτητας Έργο της αναπνοής Πνευμονική κυκλοφορία Κατανομή της αιμάτωσης εξαιτίας της βαρύτητας Καρδιακή παροχή Υποξυγοναιμική πνευμονική αγγειοσύσπαση Ανταλλαγή των κυψελιδικών αερίων Διάχυση Υποαερισμός Shunt Κατανομή αερισμού αιμάτωσης ΠΑΘΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΠΛΑΓΙΑΣ ΚΑΤΑΚΕΚΛΙΜΜΕΝΗΣ ΘΕΣΗΣ Πλάγια θέση με αυτόματη αναπνοή 37

8 Πλάγια θέση με ανοιχτό ημιθωράκιο και αυτόματη αναπνοή Πλάγια θέση υπό γενική αναισθησία με μηχανική υποστήριξη της αναπνοής Πλάγια θέση υπό γενική αναισθησία με ανοιχτό ημιθωράκιο και μηχανική υποστήριξη της αναπνοής ΑΝΑΙΣΘΗΣΙΑ ΣΕ ΘΩΡΑΚΟΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΕΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ Προεγχειρητικός έλεγχος και προετοιμασία Προνάρκωση Εισαγωγή στην αναισθησία Διατήρηση της αναισθησίας Monitoring ΕΚΛΕΚΤΙΚΟΣ ΑΠΟΚΛΕΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΕΝΟΣ ΠΝΕΥΜΟΝΑ Ενδείξεις Απόλυτες ενδείξεις Σχετικές ενδείξεις Τεχνικές αποκλεισμού Τραχειοσωλήνας διπλού αυλού Επιλογή του δίαυλου τραχειοσωλήνα Η διαδικασία της διασωλήνωσης Επιπλοκές Σχετικές αντενδείξεις Βρογχικοί αποκλειστές ΑΕΡΙΣΜΟΣ ΕΝΟΣ ΠΝΕΥΜΟΝΑ Φυσιολογία Διαχείριση του αερισμού ενός πνεύμονα Συγκέντρωση εισπνεόμενου οξυγόνου Αναπνεόμενος όγκος PEEP στον αεριζόμενο πνεύμονα Αναπνευστική συχνότητα ΔΙΕΓΧΕΙΡΗΤΙΚΗ ΥΠΟΞΥΓΟΝΑΙΜΙΑ Αίτια 63

9 Αντιμετώπιση Εφαρμογή PEEP στον αεριζόμενο πνεύμονα Εφαρμογή CPAP στο μη αεριζόμενο πνεύμονα Συνδυασμός PEEP και CPAP Άλλες μέθοδοι ΑΠΝΟΪΚΗ ΟΞΥΓΟΝΩΣΗ Απνοϊκή οξυγόνωση στη θωρακοχειρουργική Ενδοβρογχική απνοϊκή οξυγόνωση ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 8. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ Ασθενείς Αναισθησία Προεγχειρητικός έλεγχος Εισαγωγή στη γενική αναισθησία Διατήρηση της αναισθησίας Ομάδες μελέτης Monitoring Μετρήσεις Παράμετροι Δημογραφικές παράμετροι Ειδικές παράμετροι Παράμετροι αναπνευστικού συστήματος Παράμετροι κυκλοφορικού συστήματος ΒΙΟΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Συλλογή δεδομένων Στατιστική ανάλυση ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Δημογραφικές παράμετροι Ηλικία 79

10 Δείκτης μάζας σώματος Φυσική κατάσταση κατά ASA Ειδικές παράμετροι Βίαιη ζωτική χωρητικότητα Όγκος βίαιης εκπνοής στο πρώτο δευτερόλεπτο Χρόνος εμφάνισης της υποξυγοναιμίας Παράμετροι αναπνευστικού συστήματος Μερική πίεση οξυγόνου στο αρτηριακό αίμα Μερική πίεση διοξειδίου του άνθρακα στο αρτηριακό αίμα Κορεσμός της αιμοσφαιρίνης σε οξυγόνο στο αρτηριακό αίμα ph PaO 2 / FiO Τελοεκπνευστικό διοξείδιο του άνθρακα SPO Μέγιστη πίεση αεραγωγών Πίεση Pplateau Ευενδοτότητα Παράμετροι κυκλοφορικού συστήματος Καρδιακή συχνότητα Συστολική συστηματική αρτηριακή πίεση Διαστολική συστηματική αρτηριακή πίεση Μέση συστηματική αρτηριακή πίεση Κεντρική φλεβική πίεση Καρδιακή παροχή Όγκος παλμού Μεταβλητότητα του όγκου παλμού Δείκτης όγκου παλμού ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ABSTRACT.. 149

11 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

12

13 ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ ASA : BAL : BB : C : C a O 2 : C C O 2 : C CW : C DYN : C L : CO : CPAP : C ST : C TOT : American Society of Anesthesiologists Αμερικάνικη Αναισθησιολογική Εταιρεία Bronchoalveolar Lavage Βρογχοπνευμονικό Έκπλυμμα Bronchial Blocker Βρογχικός Αποκλειστής Compliance Ευενδοτότητα Arterial Oxygen Content Περιεκτικότητα Αρτηριακού Αίματος σε Οξυγόνο Capillary Oxygen Content Περιεκτικότητα Μετατριχοειδικού Αίματος σε Οξυγόνο Chest Wall Compliance Ευενδοτότητα Θωρακικού Τοιχώματος Dynamic Compliance Δυναμική Ευενδοτότητα Lung Compliance Ευενδοτότητα Πνευμόνων Cardiac Output Καρδιακή Παροχή Continuous Positive Airway Pressure Συνεχής Θετική Πίεση Αεραγωγών Static Compliance Στατική Ευενδοτότητα Total Compliance Ολική Ευενδοτότητα

14 14 C V O 2 : CVP : DLT : ERV : ETCO 2 : Mixed Venus Oxygen Content Περιεκτικότητα σε Οξυγόνο στο Μικτό Φλεβικό Αίμα Central Venus Pressure Κεντρική Φλεβική Πίεση Double Lumen Tube Τραχειοσωλήνας Διπλού Αυλού Expiratory Reserve Volume Εκπνευστικός Εφεδρικός Όγκος Τελοεκπνευστικό Διοξείδιο του Άνθρακα FEV 1 : Forced Expiratory Volume 1 Όγκος Βίαιης Εκπνοής στο Πρώτο Δευτερόλεπτο FiO 2 : FRC : FVC : HFV : HR : HPV : IC : INS : IRV : Συγκέντρωση Οξυγόνου στο Εισπνεόμενο Μίγμα Αερίων Functional Residual Capacity Λειτουργική Υπολειπόμενη Χωρητικότητα Forced Vital Capacity Βίαιη Ζωτική Χωρητικότητα High Frequency Ventilation Υψίσυχνος Αερισμός Heart Rate Καρδιακή Συχνότητα Hypoxic Pulmonary Vasoconstriction Υποξική Πνευμονική Αγγειοσύσπαση Inspiratory Capacity Εισπνευστική Χωρητικότητα Insulfation Εμφύσηση Inspiratory Reserve Volume Εισπνευστικός Εφεδρικός Όγκος

15 15 P a CO 2 : P a O 2 : P Α O 2 : PEEP : Μερική Πίεση Διοξειδίου του Άνθρακα στο Αρτηριακό Αίμα Μερική Πίεση Οξυγόνου στο Αρτηριακό Αίμα Κυψελιδική Μερική Πίεση Οξυγόνου Positive End Expiratory Pressure Θετική Τελοεκπνευστική Πίεση pfev 1 : Preoperative FEV 1 Προεγχειρητική FEV 1 phα : PIP : P mean : P pl : ph στο Αρτηριακό Αίμα Peak Inspiratory Pressure Μέγιστη Πίεση Αεραγωγών Mean Pressure Μέση Πίεση Αεραγωγών Plateau Pressure Πίεση Επιπέδου ppofev 1 : Predicted Postoperative FEV 1 Προβλεπόμενη Μετεγχειρητική FEV 1 P v O 2 : PVR : Q : R : R e : RR : RV : Μερική Πίεση Οξυγόνου στο Μικτό Φλεβικό Αίμα Pulmonary Vascular Resistance Πνευμονικές Αγγειακές Αντιστάσεις Flow Ροή Resistance Αντίσταση Αριθμός Reynolds Respiratory Rate Αναπνευστική Συχνότητα Residual Volume Υπολειπόμενος Όγκος

16 16 SAP : SAPd : SAPm : SAPs : SαO 2 : SV : SVI : SVV : TLC : V/Q : VATS : VC : V D : V T : W : Systemic Artery Pressure Συστηματική Αρτηριακή Πίεση Diastolic Artery Pressure Διαστολική Αρτηριακή Πίεση Mean Artery Pressure Μέση Αρτηριακή Πίεση Systolic Artery Pressure Συστολική Αρτηριακή Πίεση Κορεσμός της Αιμοσφαιρίνης σε Οξυγόνο στο Αρτηριακό Αίμα Stroke Volume Όγκος Παλμού Stroke Volume Index Δείκτης Όγκου Παλμού Stroke Volume Variation Μεταβλητότητα του Όγκου Παλμού Total Lung Capacity Ολική Χωρητικότητα Πνευμόνων Ventilation Perfusion Ratio Σχέση Αερισμού / Αιμάτωσης Video Assisted Thoracoscopic Surgery Vital Capacity Ζωτική Χωρητικότητα Dead Volume Νεκρός Χώρος Tidal Volume Παλίνδρομος Όγκος Work Έργο

17 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Το μεγαλύτερο πρόβλημα που καλείται να αντιμετωπίσει ο αναισθησιολόγος κατά τη διάρκεια θωρακοχειρουργικών επεμβάσεων που εφαρμόζεται η τεχνική του αερισμού ενός πνεύμονα, είναι αναμφισβήτητα η υποξυγοναιμία. Η κατάσταση αυτή χρήζει άμεσης αναγνώρισης και επείγουσας αντιμετώπισης, για την ασφάλεια του ασθενούς και την ομαλή διεξαγωγή της επέμβασης. Στη συγκεκριμένη προοπτική μελέτη η αντιμετώπιση της υποξυγοναιμίας, επιχειρήθηκε με τρεις διαφορετικές τεχνικές. Την εφαρμογή τελοεκπνευστικής πίεσης στον αεριζόμενο πνεύμονα μετά από χειρισμό επιστράτευσης κυψελίδων, την εφαρμογή συνεχούς θετικής πίεσης των αεραγωγών στον υπερκείμενο πνεύμονα και την απνοϊκή οξυγόνωση με συνεχή ενδοβρογχική εμφύσηση οξυγόνου πάλι στον υπερκείμενο πνεύμονα. Σκοπός της μελέτης ήταν η αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας των τριών τεχνικών, η ασφάλεια που παρέχουν στον ασθενή και η αποκωδικοποίηση των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών τους. Το κλινικό μέρος της μελέτης πραγματοποιήθηκε εξολοκλήρου στο Θεαγένειο Αντικαρκινικό Νοσοκομείο Θεσσαλονίκης κατά τη διάρκεια των θωρακοχειρουργικών επεμβάσεων. Στο σημείο αυτό θα ήθελα να εκφράσω τις θερμές μου ευχαριστίες σε όλους όσους συντέλεσαν στην ολοκλήρωση αυτής της μελέτης. Στην Καθηγήτρια Αναισθησιολογίας κ. Κελεπούρη Παρλαπάνη Αγγελική για την ανάθεση του θέματος, τη συμπαράσταση και τις υποδείξεις καθόλη τη διάρκεια της μελέτης. Στην Καθηγήτρια Αναισθησιολογίας κ. Κουρίλα Καπρίνη Ελευθερία, για την υποστήριξη και την πολύτιμη βοήθεια στην ολοκλήρωση αυτής της μελέτης. Στον Αναπληρωτή Καθηγητή Χειρουργικής κ. Κεσίσογλου Ισαάκ, για τις χρήσιμες υποδείξεις στο χειρουργικά σημεία της μελέτης. Στον Καθηγητή Αναισθησιολογίας κ. Βασιλάκο Δημήτριο για την αμέριστη βοήθεια και υποστήριξη στην περάτωση της μελέτης. Στον Επίκουρο Καθηγητή Αναισθησιολογίας κ. Γροσομανίδη Βασίλειο για την απλόχερη διάθεση των γνώσεων και του πολύτιμου χρόνου του, σε όλα τα στάδια της μελέτης αυτής, από το σχεδιασμό και εκτέλεσή της, μέχρι την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων, τη συγγραφή και τις διορθώσεις της.

18 18 Στον Επίκουρο Καθηγητή Θώρακος Καρδιάς και μεγάλων Αγγείων κ. Αναστασιάδη Κυριάκο και στον Επίκουρο Καθηγητή της ίδιας κλινικής κ. Φορούλη Χριστόφορο, για τις χρήσιμες συμβουλές τους στον τομέα της θωρακοχειρουργικής. Στη Διευθύντρια της Αναισθησιολογικής Κλινικής του Θεαγενείου Α.Ν.Θ. κ. Αντύπα Αικατερίνη, καθώς και στο λοιπό αναισθησιολογικό προσωπικό, για την αμέριστη βοήθεια στο κλινικό μέρος της μελέτης. Στο Διευθυντή της Θωρακοχειρουργικής Κλινικής του Θεαγενείου Α.Ν.Θ. κ. Τσιλίκα Χριστόδουλο και το λοιπό προσωπικό της κλινικής, για την ανιδιοτελή και χωρίς όρους εμπιστοσύνη που έδειξε στο πρόσωπό μου, σε ότι αφορά τις μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα μελέτη, στους ασθενείς της κλινικής του. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους εκείνους, που ποικιλοτρόπως υπήρξαν αρωγοί σε αυτήν την προσπάθεια και που η περιορισμένη έκταση ενός προλόγου, δεν επιτρέπει να αναφερθούν ονομαστικά.

19 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

20

21 1. ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΚΑΙ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΑΝΑΠΝΕΥΣΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ 1.1. Λειτουργική ανατομική του αναπνευστικού συστήματος Το αναπνευστικό σύστημα αρχίζει από τη ρινική και τη στοματική κοιλότητα και υποδιαιρείται από λειτουργικής άποψης σε δύο τμήματα, του αεραγωγούς και την περιοχή ανταλλαγής αερίων. Οι αεραγωγοί. Στο τμήμα των αεραγωγών ανήκουν: η ρινική και η στοματική κοιλότητα, ένα τμήμα του φάρυγγα, ο λάρυγγας, η τραχεία και οι βρόγχοι. Ο αέρας που βρίσκεται μέσα στους αεραγωγούς δε συμμετέχει στην ανταλλαγή των αναπνευστικών αερίων. Η περιοχή της ανταλλαγής αερίων. Οι πνεύμονες, τα κύρια αναπνευστικά όργανα, αντιστοιχούν στην περιοχή αυτή και αποτελούνται από το βρογχικό δένδρο και το πνευμονικό παρέγχυμα. Η συνολική επιφάνεια των πνευμόνων ανέρχεται σε 100 m 2 και το πάχος της σε 0,5 μ. Οι πνεύμονες βρίσκονται μέσα στη θωρακική κοιλότητα και η επιφάνειά τους έρχεται σε στενή επαφή με το θωρακικό τοίχωμα. Ανάμεσα στους πνεύμονες και το θωρακικό τοίχωμα παρεμβάλλεται ο υπεζωκότας, ένας ορογόνος υμένας με δύο πέταλα, τα οποία φυσιολογικά δεν παρουσιάζουν καμία σύνδεση μεταξύ τους. Τα πέταλα αυτά είναι: α) Το περισπλάγχνιο πέταλο, που περιβάλλει εξωτερικά τους πνεύμονες. β) Το περίτονο πέταλο, που επενδύει εσωτερικά τη θωρακική κοιλότητα. Ανάμεσα στα δύο πέταλα του υπεζωκότα δημιουργείται μια σχισμοειδής κοιλότητα, η ενδοθωρακική κοιλότητα, η οποία είναι γεμάτη από ένα λεπτό στρώμα ορώδους διακυτταρικού υγρού. Η λειτουργική αποστολή του υγρού αυτού είναι: α) Να ελαττώνει την τριβή ανάμεσα στα δύο πέταλα του υπεζωκότα και να ολισθαίνει εύκολα το ένα πέταλο πάνω στο άλλο. β) Να δημιουργεί ισχυρές δυνάμεις συνάφειας ώστε να βρίσκονται συνεχώς τα δύο πέταλα σε στενή επαφή μεταξύ τους. Η ύπαρξη του υγρού, ενώ διευκολύνει την ολίσθηση της μίας πλάκας πάνω στην άλλη, συγχρόνως δεν επιτρέπει τη μεταξύ τους απομάκρυνση. Κάτω από τις συνθήκες αυτές οι πνεύμονες αναγκάζονται να ακολουθούν παθητικά τις κινήσεις του θωρακικού τοιχώματος. Τα δύο πέταλα του υπεζωκότα απομακρύνονται μεταξύ τους μόνο σε παθολογικές καταστάσεις [1].

22 Βρογχικό δένδρο Το βρογχικό δένδρο αρχίζει από την τραχεία και συνεχίζει με τις διάφορες υποδιαιρέσεις του. Η τραχεία. Αποτελεί τη συνέχεια του λάρυγγα και διαιρείται στους δύο κύριους βρόγχους, τον αριστερό και το δεξιό, οι οποίοι παρουσιάζουν στη συνέχεια, 23 διαδοχικές διαιρέσεις. Οι λοβιακοί βρόγχοι. Οι δύο κύριοι βρόγχοι διαιρούνται στους λοβιακούς βρόγχους (τρεις δεξιά και δύο αριστερά), που αντιστοιχούν ένας σε κάθε ένα πνευμονικό λοβό. Οι λοβιακοί βρόγχοι, μέσα στους πνευμονικούς λοβούς, υποδιαιρούνται σε όλο και μικρότερους βρόγχους, οι οποίοι φέρουν στο τοίχωμά τους στοιχεία χόνδρου και καταλήγουν (στη 12 η υποδιαίρεσή τους) στα βρογχιόλια. Τα βρογχιόλια. Το τοίχωμα του τμήματος αυτού του βρογχικού δένδρου δε φέρει χόνδρους, έχει όμως αρκετές ελαστικές και λείες μυϊκές ίνες και ο βλεννογόνος φέρει κροσσωτά κύτταρα (μέχρι τη 16 η υποδιαίρεση). Τα βρογχιόλια της 16 ης υποδιαίρεσης αποτελούν τα τελικά βρογχιόλια. Από εκεί και πέρα συμμετέχουν στην ανταλλαγή των αερίων και ονομάζονται αναπνευστικά βρογχιόλια. Ο τόνος των λείων μυϊκών ινών ελέγχεται από το αυτόνομο νευρικό σύστημα. Η διέγερση του παρασυμπαθητικού συστήματος προκαλεί βρογχόσπασμο, ενώ η διέγερση του συμπαθητικού συστήματος οδηγεί σε χάλαση. Η αιμάτωση του βρογχικού δένδρου γίνεται από τις βρογχικές αρτηρίες [2] Πνευμονικό παρέγχυμα Ο κυψελιδικός χώρος των πνευμόνων ονομάζεται επίσης και αναπνευστική ζώνη, διότι η περιοχή αυτή συμμετέχει στην ανταλλαγή των αναπνευστικών αερίων. Κάθε τελικό αναπνευστικό βρογχιόλιο χορηγεί 2 11 κυψελιδικούς πόρους οι οποίοι καταλήγουν στους αναπνευστικούς σάκους, ο καθένας από τους οποίους αποτελείται από δύο ή περισσότερες κυψελίδες. Η απόσταση από τα τελικά βρογχιόλια έως τις κυψελίδες είναι μόνο 5 mm ενώ ο όγκος τους είναι περίπου 3000 ml. Τα τοιχώματα των κυψελίδων αποτελούν την κύρια αναπνευστική επιφάνεια. Η συνολική επιφάνεια του πνεύμονα αποτελείται περίπου από 300 εκατομμύρια κυψελίδες που η καθεμία έχει διάμετρο περίπου 0,3 mm. Η αιμάτωση της αναπνευστικής ζώνης γίνεται από κλάδους της πνευμονικής αρτηρίας και η απαγωγή του αίματος από τις πνευμονικές φλέβες [2].

23 Αναπνευστικές κινήσεις Για την ανταλλαγή των αναπνευστικών αερίων μέσα από την αναπνευστική επιφάνεια, απαραίτητη προϋπόθεση είναι η συνεχής ανανέωση του κυψελιδικού αέρα. Η ανανέωση αυτή γίνεται με τις αναπνευστικές κινήσεις, οι οποίες μετακινούν συνεχώς τον ατμοσφαιρικό αέρα προς τις κυψελίδες και τον κυψελιδικό αέρα προς την ατμόσφαιρα. Για τη μετακίνηση αυτή του αέρα κινητήριος δύναμη είναι η διαφορά πίεσης που δημιουργείται από τις αναπνευστικές κινήσεις [3] Φάσεις της αναπνοής Η αναπνοή γίνεται σε δύο διαδοχικές φάσεις, την εισπνοή και την εκπνοή. Η εισπνοή. Πρόκειται για μια ενεργητική λειτουργία, η οποία επιτελείται με τη δράση των εισπνευστικών μυών. Κατά την εισπνοή παρατηρείται αύξηση του όγκου της θωρακικής κοιλότητας και έκπτυξη των πνευμόνων, η οποία γίνεται εξαιτίας της καθόδου του διαφράγματος και της μετακίνησης των πλευρών προς τα έξω και επάνω, λόγω της συστολής των εισπνευστικών μυών. Τελικό αποτέλεσμα της ενέργειας αυτής είναι η μετακίνηση του ατμοσφαιρικού αέρα προς τον κυψελιδικό χώρο. Κατά την εισπνοή τα κάτω χείλη των πνευμόνων εκπτύσσονται μέσα στους σφηνοειδείς πλευροδιαφραγματικούς χώρους. Η εκπνοή. Η ήρεμη εκπνοή γίνεται παθητικά, με την επίδραση της ελαστικότητας των πνευμόνων και του βάρους των πλευρών, μετά τη χάλαση των εισπνευστικών μυών. Κατά την εκπνοή παρατηρείται ελάττωση του όγκου της θωρακικής κοιλότητας και σύμπτυξη των πνευμόνων, διότι γίνονται κινήσεις αντίθετες προς εκείνες της εισπνοής, με αποτέλεσμα τη μετακίνηση του κυψελιδικού αέρα προς την ατμόσφαιρα. Η έντονη εκπνοή γίνεται ενεργητικά με τη συστολή των εκπνευστικών μυών [4,5] Αναπνευστικοί μύες Οι αναπνευστικοί μύες διακρίνονται σε εισπνευστικούς και εκπνευστικούς. Οι εισπνευστικοί μύες προκαλούν άνοδο των πλευρών και διακρίνονται σε δύο ομάδες, τους κύριους και τους επικουρικούς [6]. Οι κύριοι εισπνευστικοί μύες. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν το διάφραγμα και οι έξω μεσοπλεύριοι μύες.

24 24 Οι επικουρικοί εισπνευστικοί μύες. Οι μύες αυτοί ενεργοποιούνται κατά την έντονη εισπνοή και προκαλούν ανύψωση των πλευρών. Στην ομάδα των επικουρικών εισπνευστικών μυών ανήκουν: οι σκαληνοί, οι στερνοκλειδομαστοειδείς, οι μείζονες και ελάσσονες θωρακικοί μύες, οι πρόσθιοι οδοντωτοί μύες, οι τραπεζοειδείς και οι υποκλείδιοι μύες. Οι εκπνευστικοί μύες. Οι εκπνευστικοί μύες θεωρούνται ότι είναι όλοι επικουρικοί επειδή δε χρησιμοποιούνται στην ήρεμη εκπνοή. Στην ομάδα των εκπνευστικών μυών ανήκουν: οι έσω μεσοπλεύριοι, οι κάτω οδοντωτοί, οι τετράγωνοι οσφυϊκοί και οι κοιλιακοί μύες [7] Κυψελιδοτριχοειδική μεμβράνη Η μεμβράνη αυτή αποτελεί τον τόπο ανταλλαγής Ο 2 και CΟ 2. Το Ο 2 και κατά αντίθετη φορά το CΟ 2 διατρέχει από το αίμα των πνευμονικών τριχοειδών προς τις κυψελίδες τις εξής ανατομικές δομές: τριχοειδικό ενδοθήλιο, βασική μεμβράνη, διάμεσο χώρο, κυψελιδική βασική μεμβράνη και κυψελιδικό επιθήλιο. Στο διάμεσο χώρο βρίσκεται ο ινώδης σκελετός του πνευμονικού παρεγχύματος που αποτελείται από συνδετικό ιστό, ελαστικές ίνες, μακροφάγα και ινοβλάστες. Τα λεμφικά αγγεία απουσιάζουν από το διάμεσο χώρο της αναπνευστικής ζώνης και πρωτοεμφανίζονται στο επίπεδο των τελικών βρογχιολίων [8] Αερισμός των πνευμόνων Όγκοι και χωρητικότητες των πνευμόνων Η ολική ποσότητα των αερίων που περιέχονται στον πνεύμονα διαιρείται σε διάφορους όγκους και χωρητικότητες. Οι χωρητικότητες αποτελούν άθροισμα δύο ή και παραπάνω όγκων. Οι διάφοροι όγκοι είναι κατά 25% μικρότεροι στις γυναίκες και ελαττώνονται με τη μεταβολή της στάσης του σώματος (Εικ. 1.1). Ο αναπνεόμενος όγκος αέρα (Tidal Volume, V T ) είναι ο όγκος του αέρα που εισπνέεται στους πνεύμονες ή εκπνέεται από αυτούς στην ηρεμία. Η φυσιολογική του τιμή στον άνδρα είναι περίπου 500 ml και στη γυναίκα 350 ml. Ο εισπνευστικός εφεδρικός όγκος αέρα (Inspiratory Reserve Volume, IRV) είναι ο όγκος του αέρα που είναι δυνατό να εισπνευσθεί (επιπλέον από τον αναπνεόμενο αέρα), με

25 25 μία μέγιστη εισπνευστική προσπάθεια μετά το τέλος μιας ήρεμης εισπνοής. Η φυσιολογική τιμή του είναι ml. Ο εκπνευστικός εφεδρικός όγκος αέρα (Expiratory Reserve Volume, ERV) είναι ο όγκος του αέρα που είναι δυνατό να εκπνευσθεί από τους πνεύμονες σε μία μέγιστη εκπνευστική προσπάθεια, μετά τη λήξη μια ήρεμης εκπνοής. Η φυσιολογική τιμή του είναι ml. Ο υπολειπόμενος όγκος αέρα (Residual Volume, RV) είναι ο όγκος του αέρα που εξακολουθεί να παραμένει στους πνεύμονες μετά τη λήξη μιας μέγιστης εκπνοής. Η φυσιολογική του τιμή κυμαίνεται από 800 έως 2400 ml. Εικόνα 1.1: Όγκοι και χωρητικότητες των πνευμόνων. Ο νεκρός χώρος (Dead Volume, V D ) αφορά το τμήμα των αεροφόρων οδών μέχρι τα βρογχιόλια, δηλαδή το τμήμα εκείνο του αναπνευστικού συστήματος που δε συμμετέχει στην ανταλλαγή των αναπνευστικών αερίων. Ο νεκρός χώρος, παίζει σημαντικό ρόλο στη λειτουργία της αναπνοής, διότι προετοιμάζει τον εισπνεόμενο αέρα για να έρθει σε επαφή με την επιφάνεια ανταλλαγής των πνευμόνων. Ο εισπνεόμενος αέρας περνώντας μέσα από τις κοιλότητες του νεκρού χώρου, υγραίνεται, θερμαίνεται και καθαρίζεται από τα αιωρούμενα σωματίδια, ώστε η επαφή του με τα τοιχώματα των κυψελίδων να μην έχει βλαπτική επίδραση στην αναπνευστική μεμβράνη. Ο υπολογισμός του νεκρού χώρου γίνεται με την εξίσωση του Bohr: V D / V T = (P a CO 2 - P E CO 2 ) / P a CO 2 όπου V D ο νεκρός χώρος, V T ο όγκος αναπνεόμενου αέρα, P a CO 2 η μερικά πίεση CO 2 στο αρτηριακό αίμα και P E CO 2 η μερική πίεση του CO 2 στο εκπνεόμενο αέρα.

26 26 Οι χωρητικότητες των πνευμόνων χρησιμεύουν για την εκτίμηση της λειτουργικής τους κατάστασης και είναι οι εξής παρακάτω. Η ζωτική χωρητικότητα (Vital Capacity, VC), που αντιστοιχεί στο άθροισμα τριών όγκων αέρα, δηλαδή του αναπνεόμενου, του εισπνευστικού εφεδρικού και του εκπνευστικού εφεδρικού όγκου αέρα και αποτελεί το μέγιστο όγκο αέρα που είναι δυνατό να εκπνευστεί από τους πνεύμονες, μετά από μία μέγιστη εισπνοή. Η φυσιολογική τιμή της κυμαίνεται μεταξύ ml και εκπροσωπεί το 75% της ολικής πνευμονικής χωρητικότητας. Η ολική χωρητικότητα (Total Lung Capacity, TLC) είναι το άθροισμα και των τεσσάρων όγκων των πνευμόνων και η φυσιολογική της τιμή είναι περίπου 6000 ml. Η λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα (Functional Residual Capacity, FRC) είναι το άθροισμα του εκπνευστικού εφεδρικού όγκου και του υπολειπόμενου όγκου αέρα, δηλαδή του όγκου που παραμένει στους πνεύμονες μετά το τέλος μιας ήρεμης εκπνοής. Η φυσιολογική της τιμή είναι περίπου 2200 ml. Η εισπνευστική χωρητικότητα (Inspiratory Capacity, IC) είναι το άθροισμα του αναπνεόμενου όγκου και του εισπνευστικού εφεδρικού όγκου, δηλαδή του όγκου του αέρα που μπορεί να εισπνευσθεί μετά το τέλος μιας ήρεμης εκπνοής. Η φυσιολογική της τιμή είναι περίπου 4000 ml και αντιστοιχεί στο 60% της ολικής πνευμονικής χωρητικότητας [9] Ελαστικότητα των πνευμόνων Η επιφανειοδραστική ουσία (surfactant). Το επιθήλιο των κυψελίδων έχει επίστρωση υγρού, το οποίο δημιουργεί μια επιφανειακή τάση (Τ), η οποία τείνει να ελαττώσει την κυψελιδική επιφάνεια. Σύμφωνα με το νόμο του Laplace (P = 2T / R), η πίεση (P) στο εσωτερικό μιας κυψελίδας θα είναι ανάλογη της τάσης (Τ) που αναπτύσσεται στην επιφάνειά της και αντιστρόφως ανάλογη της ακτίνας της (R). Η ανάπτυξη επιφανειακής τάσης θα έχει ως αποτέλεσμα: α) την προοδευτική εκκένωση των μικρότερων κυψελίδων, οι οποίες έχοντας ολοένα και μικρότερη διάμετρο θα αυξάνουν την επιφανειακή τους τάση και επομένως και την πίεση στο εσωτερικό τους και τη δημιουργία μιας μεγάλης, τεράστιας κυψελίδας και β) την προοδευτική αύξηση των ελαστικών αντιστάσεων και των δυνάμεων που τείνουν να προκαλέσουν τη σύμπτωση του πνεύμονα περί των πυλών του, καθώς ελαττώνεται η διάμετρος των κυψελίδων κατά την εκπνοή.

27 27 Η ύπαρξη της επιφανειοδραστικής ουσίας τροποποιεί τα προηγούμενα, έτσι ώστε καθώς ελαττώνεται η διάμετρος των κυψελίδων, η επιφανειακή τάση να ελαττώνεται επίσης, με αποτέλεσμα η πίεση στο εσωτερικό των κυψελίδων να παραμένει σταθερή και επιπλέον να μην αυξάνονται οι ελαστικές δυνάμεις του πνεύμονα. Επίσης, επειδή η είσοδος διάμεσου υγρού στο εσωτερικό των κυψελίδων ευνοείται από την αυξημένη επιφανειακή τάση, η ελάττωσή της από την επιφανειοδραστική ουσία διατηρεί την κυψελίδα «στεγνή» [10]. Η ευενδοτότητα των πνευμόνων (Compliance, C). Ευενδοτότητα είναι ο λόγος της μεταβολής του όγκου (ΔV) προς την αντίστοιχη μεταβολή της πίεσης (ΔP): C = ΔV / ΔP. Η φυσιολογική ευενδοτότητα του αναπνευστικού συστήματος (πνευμόνων και θώρακα) στον άνθρωπο που αναπνέει αυτόματα, είναι περίπου 100 ml/cmh 2 O. Ποικίλει και μπορεί να κυμανθεί από 50 έως 170 ml/cmh 2 O. Στους διασωληνωμένους και μηχανικά υποστηριζόμενους ασθενείς με φυσιολογικούς πνεύμονες η ευενδοτότητα ποικίλει από 40 έως 50 ml/cmh 2 O στους άνδρες και από 35 έως 45 ml/cmh 2 O στις γυναίκες και μπορεί να φτάσει μέχρι και 100 ml/cmh 2 O και στους δύο. Στην κλινική πράξη μετράμε μόνο την ολική ευενδοτότητα, η οποία εκφράζει τόσο την ευενδοτότητα των πνευμόνων (C L ) όσο και την ευενδοτότητα του θωρακικού κλωβού (C CW ), οι οποίες συνδέονται μεταξύ τους με την εξίσωση: 1 / C TOT = 1 / C L + 1 / C CW. Ανάλογα με το αν στον παρονομαστή της εξίσωσης χρησιμοποιείται η δυναμική ή η στατική εισπνευστική πίεση, μπορεί να υπολογιστεί η δυναμική ή η στατική ευενδοτότητα. Η εξίσωση της στατικής ευενδοτότητας είναι: C ST = εκπνεόμενος όγκος / (plateau pressure end expiratory pressure), ενώ της δυναμικής είναι: C DYN = εκπνεόμενος όγκος / ( PIP EEP ). Η αντίσταση των αεροφόρων οδών (Resistance, R). Κάθε αέριο ρέει μέσω αγωγού εξαιτίας διαφοράς πιέσεων (ΔP) στα άκρα του αγωγού, ενώ οι αντιστάσεις (R) είναι ανάλογες της ταχύτητας (v) και του είδους της ροής. Όταν η ταχύτητα είναι μικρή, η ροή είναι γραμμική (laminar), το αέριο ρέει σε στρώσεις τα οποία κινούνται σε παράλληλα επίπεδα, με ταχύτητα που μειώνεται από το κέντρο προς τα τοιχώματα του αγωγού. Η ροή (Q) Q = v / t σχετίζεται με τη ΔP και R με την εξίσωση Q = ΔP / R, ενώ ο νόμος του Poiseuille για τη γραμμική ροή σχετίζει τη ροή με το μήκος του αγωγού (l), την ακτίνα του (r), το ιξώδες του αερίου (n) και την πίεση (P) σύμφωνα με τον τύπο: Q = Pπr 4 / 8nl. Από τις παραπάνω εξισώσεις προκύπτει ότι οι αντιστάσεις είναι αντιστρόφως ανάλογες της τέταρτης δύναμης της ακτίνας του αγωγού: R = 8nl / πr 4. Η γραμμική ροή εμφανίζεται στους αεραγωγούς περιφερικότερα των κύριων βρόγχων ενώ η ροή στην τραχεία και του βρόγχους είναι στροβιλώδης (turbulent) και είναι ανάλογη

28 28 της τετραγωνικής ρίζας της διαφοράς πίεσης: ΔP = Q 2 pfl / 4π 2 r 5, όπου p η πυκνότητα και f ένας παράγοντας σχετικός με την τριβή. Το εάν η ροή θα είναι γραμμική ή στροβιλώδης εξαρτάται από το εάν ο αριθμός Reynolds (Re = 2rvp / n) είναι πάνω από Η μεγάλη ταχύτητα και η αυξημένη πυκνότητα, αυξάνουν τον Re και την πιθανότητα δημιουργίας στροβιλώδους ροής. Αντίθετα, αέρια με χαμηλό ιξώδες δημιουργούν συνθήκες γραμμικής ροής. Στα τελικά βρογχιόλια ο Re ισούται με τη μονάδα. Οι διαδοχικές διακλαδώσεις του βρογχικού δένδρου αυξάνουν τη συνολική ακτίνα, με αποτέλεσμα τη σημαντική ελάττωση των αντιστάσεων στην περιφέρεια. Γενικά, οι αντιστάσεις των αεραγωγών αυξάνονται όταν ελαττώνεται ο όγκος του πνεύμονα καθώς και όταν αυξάνεται η πυκνότητα του εισπνεόμενου αερίου. Η αντίσταση σε φυσιολογικό, με συνείδηση άτομο, είναι περίπου 0,6 με 2,4 cmh 2 O/lt/sec. Η πραγματική τιμή ποικίλει κατά τη διάρκεια του αναπνευστικού κύκλου, πιο χαμηλή στο ξεκίνημα και το τέλος του κύκλου και πιο υψηλή στο μέσο του. Η σταθερά χρόνου στον πνεύμονα (time constant). Οι μεταβολές στην ευενδοτότητα και τις αντιστάσεις που παρατηρούνται στους πνεύμονες δε συμβαίνουν κατά τον ίδιο τρόπο σε όλο το πνευμονικό παρέγχυμα. Εξαιτίας αυτού, στην εισπνοή ή στην εκπνοή, άλλες περιοχές του πνεύμονα θα γεμίζουν ή θα αδειάζουν γρηγορότερα ή πιο αργά από κάποιες άλλες. Η ποσότητα και ο ρυθμός πλήρωσης κάθε αναπνευστικής μονάδας βασίζεται στην ευενδοτότητα και στις αντιστάσεις αυτής της μονάδας. Ο ρυθμός με τον οποίο γεμίζει μια μεμονωμένη μονάδα καλείται σταθερά του χρόνου (time constant). Είναι μια μαθηματική έκφραση που δίνεται από το γινόμενο της ευενδοτότητας επί των αντιστάσεων: t = C R. Μία σταθερά χρόνου επιτρέπει να γίνει κατά 63% μια μεταβολή στον όγκο, στην εισπνευστική ή στην εκπνευστική φάση. Δύο σταθερές χρόνου επιτρέπουν να επιτελεσθεί περίπου το 86% κάθε φάσης. Τρεις σταθερές χρόνου επιτρέπουν να γίνει περίπου το 95%, τέσσερεις το 98% και πέντε σταθερές χρόνου επιτρέπουν θεωρητικά να συμπληρωθεί πλήρως η εισπνοή ή η εκπνοή. Δηλαδή σε πέντε σταθερές χρόνου μια αναπνευστική μονάδα θα γεμίσει ή θα αδειάσει με το συνολικό όγκο που είναι ικανή να λάβει για τη συγκεκριμένη πίεση και ροή που της χορηγείται.

29 Ελαστικότητα του θωρακικού τοιχώματος Η ελαστικότητα του θωρακικού τοιχώματος οφείλεται στην αλληλεπίδραση των μυοσκελετικών δομικών στοιχείων του και γίνεται φανερή στην περίπτωση ανοικτού πνευμοθώρακα οπότε εξισώνονται οι πιέσεις και άρα η διαθωρακική διαφορά πιέσεων είναι μηδέν. Ο θωρακικός κλωβός εκπτύσσεται καταλαμβάνοντας όγκο ίσο περίπου με το 75% της ολικής ζωτικής χωρητικότητας, ενώ αντίθετα ο πνεύμονας συμπιέζεται γύρω από τις πύλες του και καταλαμβάνει όγκο μικρότερο του υπολειπόμενου όγκου. Αυτό σημαίνει ότι μετά από μία ήρεμη εκπνοή, ο θωρακικός κλωβός έχει την τάση να εκπτυχθεί, ενώ ο πνεύμονας να συμπτυχθεί Κατανομή του αερισμού εξαιτίας της βαρύτητας Ενώ ο πνεύμονας τείνει να συμπέσει περί των πυλών του, ο θωρακικός κλωβός τον διατηρεί σε έκπτυξη. Οι δύο αυτές δυνάμεις δημιουργούν την αρνητική ενδοθωρακική πίεση (P PL ). Η επίδραση της βαρύτητας τροποποιεί την P PL, έτσι ώστε να είναι περισσότερο αρνητική στην κορυφή, παρά στη βάση. Έτσι η απόλυτη τιμή της P PL, αυξάνει από την κορυφή προς τη βάση του πνεύμονα. Οι κυψελίδες διατείνονται λόγω της διαφοράς (ΔP) της ενδοπνευμονικής (P A ) προς την ενδοθωρακική πίεση (P PL ). Από τα παραπάνω φαίνεται ότι, κυψελίδες της κορυφής του πνεύμονα είναι περισσότερο διατεταμένες από αυτές της βάσης, οι οποίες είναι πιο συμπιεσμένες. Άρα οι περιοχές του πνεύμονα που βρίσκονται κατωφερέστερα (ράχη σε ύπτια θέση, βάσεις σε όρθια θέση, κάτω πνεύμονας σε πλάγια θέση) αερίζονται καλύτερα Έργο της αναπνοής Επειδή η εκπνοή φυσιολογικά είναι εξ ολοκλήρου παθητική, το εισπνευστικό και εκπνευστικό έργο της αναπνοής επιτελείται από τους εισπνευστικούς μυς και κυρίως από το διάφραγμα. Κατά τη διάρκεια του αερισμού θα πρέπει να υπερνικηθούν τρεις παράγοντες: η ελαστική επαναφορά του θώρακα, η αντίσταση τριβής στη ροή του αέρα στους αεραγωγούς και η αντίσταση τριβής των ιστών. Το έργο της αναπνοής (W) καθορίζεται από το γινόμενο της πίεσης (P) επί του όγκου (V): W = PV. Κατά τη διάρκεια της εισπνοής πρέπει να υπερνικηθούν η εισπνευστική αντίσταση των αεραγωγών και οι ελαστικές δυνάμεις επαναφοράς των πνευμόνων.

30 30 Περίπου 50% της ενέργειας που καταναλώνεται προέρχεται από τις ελαστικές δυνάμεις των πνευμόνων. Κατά τη διάρκεια της εκπνοής η αποθηκευμένη λανθάνουσα ενέργεια ελευθερώνεται και υπερνικά την εκπνευστική αντίσταση των αεραγωγών. Αυξήσεις της εισπνευστικής ή της εκπνευστικής αντίστασης, αντισταθμίζονται με αυξημένη προσπάθεια των εισπνευστικών μυών. Όταν αυξάνει η εκπνευστική αντίσταση, η φυσιολογική αντισταθμιστική απάντηση είναι η αύξηση του όγκου των πνευμόνων έτσι ώστε η αναπνοή να πραγματοποιείται σε ανωμάλως υψηλή λειτουργική υπολειπόμενη χωρητικότητα (ΛΥΧ). Η μεγαλύτερη ενέργεια ελαστικής επαναφοράς που αποθηκεύεται στον υψηλότερο όγκο υπερνικά την επιπρόσθετη εκπνευστική αντίσταση. Αν η εκπνευστική αντίσταση αυξηθεί υπερβολικά, ενεργοποιούνται οι εκπνευστικοί μύες. Οι αναπνευστικοί μύες φυσιολογικά είναι υπεύθυνοι για το 2 3% της κατανάλωσης του οξυγόνου αλλά λειτουργούν με το 10% περίπου της απόδοσης. Το 90% του έργου χάνεται με τη μορφή θερμότητας [11] Πνευμονική κυκλοφορία Κατανομή του αίματος εξαιτίας της βαρύτητας Η κατανομή της αιματικής ροής στον ανθρώπινο πνεύμονα επηρεάζεται από τη βαρύτητα (υδροστατική πίεση). Στην όρθια θέση, η κατανομή του αίματος αυξάνεται από την κορυφή προς τη βάση του πνεύμονα, δηλαδή από την υψηλότερη προς τη χαμηλότερη περιοχή. Αντίστοιχα, στην ύπτια θέση, περισσότερη αιμάτωση έχουν οι ραχιαίες παρά οι μετωπιαίες περιοχές του πνεύμονα. Ομοίως, στην πλάγια θέση, ο κάτω πνεύμονας αιματώνεται καλύτερα από τον επάνω. Εάν στο σύμπλεγμα του πνευμονικού τριχοειδούς και του περιβάλλοντος κυψελιδικού χώρου, θεωρήσουμε ως (P a ) την πίεση στην είσοδο του αγγείου και (P v ) την πίεση στην έξοδό του, ενώ το περιβάλλον κυψελιδικό διαμέρισμα έχει τη δική του πίεση (P A ), τότε υπάρχουν τέσσερεις ζώνες κατανομής αίματος στον πνεύμονα κατά West (Εικ. 1.2). Στην κορυφή του πνεύμονα (ζώνη I) η P A είναι μεγαλύτερη της πίεσης εισόδου P a και η ροή του αίματος μέσα από το κυψελιδικό τριχοειδές είναι ελάχιστη έως μηδενική. Η ζώνη αυτή δε συνεισφέρει στην ανταλλαγή των αερίων, επειδή απουσιάζει η αιματική ροή και καλείται κυψελιδικός νεκρός χώρος.

31 31 Εικόνα 1.2: Η κατανομή της αιμάτωσης των πνευμόνων (ζώνες κατά West). Χαμηλότερα (ζώνη II), η τριχοειδική πίεση εισόδου P a είναι μεγαλύτερη της περιβάλλουσας κυψελιδικής P A. Επειδή η πίεση εξόδου P v παραμένει χαμηλότερη της κυψελιδικής P A, η τριχοειδική ροή αίματος εξαρτάται από τη διαφορά (P a P A ) και όχι από την αρτηριοφλεβική διαφορά πιέσεων (P a P v ). Η ροή του αίματος διά του τριχοειδούς αγγείου είναι δυναμική και επηρεάζεται από τις κυκλικές μεταβολές τόσο της αρτηριακής όσο και της κυψελιδικής πίεσης. Ακόμη χαμηλότερα (ζώνη III), όπου η φλεβική πίεση P v είναι υψηλότερη της κυψελιδικής P Α, η τριχοειδική ροή του αίματος είναι συνεχής και επηρεάζεται από τη διαφορά (P a P v ). Τέλος, προς τις βάσεις στον όρθιο και προς τη ράχη στον ύπτιο, η υδροστατική πίεση των πνευμονικών αγγείων είναι αρκετά αυξημένη ώστε να προκαλεί την έξοδο υγρού στο διάμεσο χώρο. Η πίεση λοιπόν του διάμεσου χώρου, καταργεί την, υπό κανονικές συνθήκες αρνητική, πίεση του διάμεσου χώρου, η οποία τείνει να διατηρεί τα πνευμονικά αγγεία ανοιχτά. Έτσι στην περιοχή αυτή (ζώνη IV), η αιματική ροή εξαρτάται από τη διαφορά μεταξύ της τριχοειδικής πίεσης εισόδου P a και της πίεσης του υγρού του διάμεσου χώρου P ISF.

32 32 Υπό φυσιολογικές συνθήκες, η έκταση της ζώνης I είναι πολύ μικρή. Επίσης, επειδή η P a μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια του καρδιακού κύκλου και η P A μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια του αναπνευστικού κύκλου, ένα τμήμα του πνεύμονα που βρίσκεται στη ζώνη II μπορεί να βρεθεί υπό συνθήκες ζώνης I ή III. Κλινικά ζώνη IV συναντάται όταν οι πνευμονικοί όγκοι είναι πολύ μικροί ή όταν η P a είναι υπέρμετρα αυξημένη [12] Καρδιακή παροχή Τα πνευμονικά αγγεία έχουν λεπτό τοίχωμα και περιέχουν λίγες μυϊκές ίνες. Η κατανομή του αίματος στις διάφορες περιοχές του πνεύμονα γίνεται ομοιόμορφα, χωρίς σημαντικές διαφορές. Η πίεση της πνευμονικής κυκλοφορίας μεταβάλλεται με την καρδιακή παροχή (CO). Όταν η καρδιακή παροχή αυξάνεται, αυξάνει και η διάμετρος των πνευμονικών αγγείων ενώ οι αντιστάσεις της πνευμονικής κυκλοφορίας (PVR) ελαττώνονται. Αντίθετα, όταν μειώνεται η καρδιακή παροχή, η διάμετρος των πνευμονικών αγγείων ελαττώνεται και οι αντιστάσεις της πνευμονικής κυκλοφορίας παραμένουν σταθερές ή αυξάνονται. Η καρδιακή παροχή (CO), οι πνευμονικές αντιστάσεις (PVR), η μέση πίεση της πνευμονικής αρτηρίας (MPA) και η πίεση εξ ενσφήνωσης των πνευμονικών τριχοειδών σχετίζονται μεταξύ τους σύμφωνα με την εξίσωση: PVR = (MPA Wedge) / CO [13] Υποξυγοναιμική πνευμονική αγγειοσύσπαση Η υποξυγοναιμική πνευμονική αγγειοσύσπαση (HPV: Hypoxic pulmonary vasoconstriction) είναι ο κύριος ενδογενής μηχανισμός ελέγχου, ο οποίος εξιδανικεύοντας την κατανομή αερισμού αιμάτωσης στον πνεύμονα, βελτιώνει την ανταλλαγή των αερίων όταν το FiO 2 είναι χαμηλό. Το φυσιολογικό ερέθισμα για την έκλυση του HPV είναι οι μερικές πιέσεις του οξυγόνου στις κυψελίδες και στο μεικτό φλεβικό αίμα. Η έκλυση του αντανακλαστικού προκαλεί αγγειοσύσπαση των πνευμονικών αγγείων με αποτέλεσμα η αιματική ροή να ελαττώνεται στις περιοχές του πνεύμονα που υποαερίζονται και να αυξάνεται στις περιοχές του πνεύμονα όπου ο αερισμός υπερτερεί της αιμάτωσης. Με τον τρόπο αυτό ελαττώνεται η φλεβική πρόσμειξη στο αρτηριακό αίμα και βελτιώνεται η κατανομή αερισμού αιμάτωσης στις περιοχές που υπερτερούσε ο αερισμός. Το αντανακλαστικό της HPV εξαφανίζεται σε υψηλές τιμές FiO 2 [14].

33 Ανταλλαγή των κυψελιδικών αερίων Η μερική πίεση του οξυγόνου στις κυψελίδες (P A O 2 ) είναι μικρότερη της μερικής πίεσης του οξυγόνου στον αέρα. Αυτό αντικατοπτρίζει την ισορροπία μεταξύ της προσφοράς οξυγόνου με τον αερισμό και τη συνεχή απομάκρυνσή του από το αίμα των πνευμονικών τριχοειδών, μέσω της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης. Η ικανοποιητική ανταλλαγή των αερίων εκατέρωθεν της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης επιτυγχάνεται με την ακεραιότητα της μεμβράνης (διάχυση), την προσφορά αέρα από την κυψελιδική πλευρά της (αερισμός), την προσφορά αίματος από την τριχοειδική πλευρά της (αιμάτωση) καθώς και από την ικανοποιητική σχέση αερισμού αιμάτωσης (V / Q). Σύμφωνα με τα παραπάνω υπάρχουν τέσσερεις αιτίες υποξυγοναιμίας: ανωμαλίες διάχυσης, υποαερισμός, shunt (αιμάτωση χωρίς αερισμό) και άνιση κατανομή αερισμού αιμάτωσης Διάχυση Διάχυση είναι η παθητική τάση των μορίων να μετακινούνται ανάλογα με τη βαθμίδωση της συγκέντρωσης. Η διάχυση σε αέρια φάση περιγράφεται από το νόμο του Graham, που λέει ότι η ταχύτητα διάχυσης ενός αερίου είναι αντιστρόφως ανάλογη της τετραγωνικής ρίζας του μοριακού του βάρους (ΜΒ). Έτσι για το Ο 2 (ΜΒ = 32) και το CO 2 (MB = 44), ο λόγος των ταχυτήτων διάχυσης των δύο αερίων είναι: CO 2 / O 2 = = 0,85 και άρα το O 2 διαχέεται κατά 15% γρηγορότερα από το CO 2. Η διάχυση αερίου από την αέρια φάση στην υγρή, εξαρτάται επιπλέον και από τη διαλυτότητα του αερίου στην υγρή φάση. Όσο πιο διαλυτό είναι το αέριο τόσο πιο γρήγορα θα γίνει η διάχυση. Η διάχυση μέσω μεμβράνης που ξεχωρίζει την αέρια από την υγρή φάση είναι ανάλογη της διαλυτότητας και αντιστρόφως ανάλογη του μοριακού βάρους. Με βάση τα παραπάνω, για τη διάχυση μέσω της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης, η ταχύτητα του CO 2 (συντελεστής διαλυτότητας 0,567) σε σχέση με την ταχύτητα του O 2 (συντελεστής διαλυτότητας 0,0244) είναι: CO 2 / O 2 = 0,567 / 0,0244 = 20. Το CO 2 λοιπόν διαχέεται 20 φορές γρηγορότερα από το O 2 διά της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης [15].

34 Υποαερισμός Η εξίσωση των κυψελιδικών αερίων: P A O 2 = P I O 2 ( P A CO 2 / R), όπου R = 0,8, δείχνει ότι όποτε υπάρχει υποαερισμός και επομένως υπερκαπνία ελαττώνεται και η κυψελιδική μερική πίεση του οξυγόνου (P A O 2 ), άρα και η μερική πίεση του οξυγόνου στο αίμα (P a O 2 ) Shunt Υποδηλώνει το τμήμα της καρδιακής παροχής που δε συμμετέχει στην ανταλλαγή των αερίων (η βρογχική κυκλοφορία, το τμήμα της στεφανιαίας κυκλοφορίας που καταλήγει στην αριστερή κοιλία και η ύπαρξη ανατομικής επικοινωνίας μεταξύ αριστερών και δεξιών καρδιακών κοιλοτήτων). Όταν το τμήμα αυτό της καρδιακής παροχής αναμιγνύεται με το οξυγονωμένο αίμα προκαλεί πτώση του P a O 2. Στην περίπτωση αυτή, η ολική καρδιακή παροχή (Q T ) μεταφέρει οξυγονωμένο αίμα (C a O 2 ) και αποτελείται από το τμήμα της κυκλοφορίας του shunt (Q S ), το οποίο μεταφέρει αίμα με κορεσμό ίδιο με του μεικτού φλεβικού (C V O 2 ) και από το τμήμα που διέρχεται από του πνεύμονες (Q T - Q S ) και μεταφέρει μετατριχοειδικό οξυγονωμένο αίμα (C C O 2 ). Προκύπτει λοιπόν η εξίσωση: Q S / Q T = (C C O 2 C a O 2 ) / (C c O 2 C V O 2 ). Η υποξυγοναιμία από shunt δε διορθώνεται με εισπνοή 100% οξυγόνου, διότι η Q S δεν έρχεται σε επαφή με τις κυψελίδες [16] Κατανομή αερισμού αιμάτωσης στον πνεύμονα Μπορούμε να διακρίνουμε τρεις χαρακτηριστικές καταστάσεις για μια συγκεκριμένη περιοχή του πνεύμονα. 1. Περιοχή με ιδανική σχέση αερισμού - αιμάτωσης (V / Q = 1). Οι τιμές των αερίων στην κυψελίδα είναι: P A O 2 = 100 mmhg και P A CO 2 = 40 mmhg, λόγω της αφαίρεσης CO 2 από το μεικτό φλεβικό αίμα και της προσθήκης O Περιοχή χωρίς αερισμό (V = 0). Η κυψελίδα περιέχει αέρια με σύσταση ίδια με του μεικτού φλεβικού αίματος (περιοχή shunt): P A O 2 = 40 mmhg και P A CO 2 = 45 mmhg. 3. Περιοχή χωρίς αιμάτωση (Q = 0). Οι τιμές των αερίων στην κυψελίδα θα είναι: P A O 2 = 150 mmhg και P A CO 2 = 0, τιμές ίδιες με των εισπνεόμενων αερίων, γιατί κανένα αέριο δεν αφαιρείται ή προστίθεται στην πνευμονική κυκλοφορία.

35 35 Τόσο ο αερισμός (V) όσο και η αιμάτωση (Q) αυξάνουν από την κορυφή προς τη βάση του πνεύμονα (στην όρθια θέση), όχι όμως με τον ίδιο ρυθμό. Στην κορυφή υπερτερεί ο V της Q, ενώ στη βάση συμβαίνει το αντίθετο. Έτσι ο λόγος V / Q στη κορυφή είναι μεγαλύτερος της μονάδας (V / Q > 1), ενώ στη βάση μικρότερος (V / Q < 1). Περίπου στο ύψος της τρίτης πλευράς, ισούται με τη μονάδα (V / Q = 1). Αυτό εξηγεί το ότι, σε σύγκριση με την κορυφή, στη βάση του πνεύμονα υπάρχουν συνθήκες σχετικής υποξυγοναιμίας και υπερκαπνίας [16].

36

37 2. ΠΑΘΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΗΣ ΠΛΑΓΙΑΣ ΚΑΤΑΚΕΚΛΙΜΜΕΝΗΣ ΘΕΣΗΣ Η μεγάλη πλειοψηφία των ασθενών που πρόκειται να υποβληθούν σε θωρακοχειρουργικές επεμβάσεις, τοποθετούνται στο χειρουργικό τραπέζι σε πλάγια κατακεκλιμμένη θέση. Η αναπνευστική λειτουργία ενός τέτοιου ασθενή, σε πλάγια θέση, υπό γενική αναισθησία και μυοχάλαση, με ελεγχόμενο αερισμό και πνευμοθώρακα του άνω ημιθωρακίου, επηρεάζεται σημαντικά, με αποτέλεσμα να διαταράσσονται η κατανομή της αιμάτωσης (Q), του αερισμού (V) και της σχέσης αερισμού αιμάτωσης (V / Q) των πνευμόνων Πλάγια θέση με αυτόματη αναπνοή Είναι γνωστό, ότι στην όρθια θέση, η κατανομή τόσο του αερισμού (V) όσο και της αιμάτωσης (Q) μεταβάλλεται από την κορυφή προς τη βάση του πνεύμονα σαν αποτέλεσμα της βαρύτητας. Το ίδιο ακριβώς συμβαίνει και στην πλάγια θέση και για τον ίδιο λόγο. Εικόνα 2.1: Η κατανομή της αιμάτωσης των πνευμόνων σε πλάγια θέση. Και στην πλάγια λοιπόν θέση, δημιουργούνται οι τρεις ζώνες κατά West, αλλά υπάρχουν διαφορές στις ζώνες αυτές σε σχέση με την όρθια θέση. Η ζώνη I είναι μικρότερη στον άνω πνεύμονα, επειδή υπάρχει μικρότερη διαφορά υδροστατικής πίεσης μεταξύ ανώτερου και

38 38 κατώτερου τμήματος του πνεύμονα. Η ζώνη II καταλαμβάνει το μεγαλύτερο τμήμα του άνω πνεύμονα και το άνω τμήμα του κάτω πνεύμονα και η ζώνη III καταλαμβάνει το υπόλοιπο τμήμα του κάτω πνεύμονα. Η αιμάτωση του κάτω πνεύμονα είναι σημαντικά μεγαλύτερη από την αιμάτωση του άνω και αυτό έχει σημασία όταν ο άνω πνεύμονας είναι ο αριστερός ή ο δεξιός λόγω της διαφορετικής τους μάζας(εικ. 2.1). Η αιμάτωση του δεξιού πνεύμονα στην όρθια και ύπτια θέση είναι το 55% της καρδιακής παροχής και του αριστερού το 45% και αυτό οφείλεται στη μεγαλύτερη μάζα του δεξιού πνεύμονα. Όταν ο ασθενής πάρει πλάγια θέση και ο πάνω πνεύμονας είναι ο αριστερός τότε η κατανομή της αιμάτωσης γίνεται 35% για τον αριστερό και 65% για το δεξιό πνεύμονα που είναι κάτω. Όταν ο ασθενής είναι με το δεξιό πνεύμονα επάνω, τότε η κατανομή της καρδιακής παροχής γίνεται 45% για το δεξιό πνεύμονα και 55% για τον αριστερό [17,18]. Από τη βαρύτητα επηρεάζεται και ο αερισμός, όπως και στην όρθια θέση, που είναι μικρότερος στον άνω πνεύμονα και μεγαλύτερος στον κάτω. Επίσης, στην πλάγια θέση, ο θόλος του κατώτερου ημιδιαφράγματος πιέζεται ισχυρότερα προς το θώρακα από τα ενδοκοιλιακά όργανα σε σχέση με το θόλο του ανώτερου ημιδιαφράγματος. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα το κατώτερο ημιδιάφραγμα να συσπάται εντονότερα κατά την αυτόματη αναπνοή και ο κατώτερος πνεύμονας να αερίζεται καλύτερα. Αντίθετα ο άνω πνεύμονας αερίζεται λιγότερο και αυτό συμβαίνει ανεξάρτητα από το ποιός πνεύμονας είναι επάνω (δεξιός ή αριστερός) (Εικ. 2.2). Εικόνα 2.2: Η κατανομή του αερισμού ασθενούς σε πλάγια θέση με κλειστό ημιθωράκιο. Εφόσον ο αερισμός (V) και η αιμάτωση (Q) αυξάνονται από τα ανώτερα προς τα κατώτερα τμήματα, τόσο στην όρθια, όσο και στην πλάγια θέση, ο λόγος V / Q δεν

39 39 μεταβάλλεται σημαντικά όταν ο ξύπνιος άρρωστος βρεθεί από την όρθια στην πλάγια κατακεκλιμμένη θέση. Επειδή όμως, οι μεταβολές αυτές δε γίνονται με τον ίδιο ρυθμό, η σχέση V / Q διαφέρει από πάνω προς τα κάτω. Στην όρθια θέση ο ρυθμός μεταβολής της αιμάτωσης μεταξύ των ανώτερων και κατώτερων τμημάτων του πνεύμονα είναι πολύ μεγαλύτερος σε σχέση με τον αντίστοιχο ρυθμό μεταβολής του αερισμού. Το ίδιο ακριβώς συμβαίνει και στην πλάγια θέση, με την αιμάτωση να αυξάνεται πολύ περισσότερο σε σχέση με τον αερισμό από τον άνω προς τον κάτω πνεύμονα, με αποτέλεσμα η σχέση V / Q να ελαττώνεται από τον άνω προς τον κάτω πνεύμονα [19] Πλάγια θέση με ανοιχτό ημιθωράκιο και αυτόματη αναπνοή Ο άρρωστος που έχει αυτόματη αναπνοή και έχει ανοιχτό ημιθωράκιο δεν αναπνέει ικανοποιητικά. Η παθολογική αυτή κατάσταση ερμηνεύεται από τα φαινόμενα της μετακίνησης του μεσοθωρακίου και της παράδοξης αναπνοής (Εικ 2.3). Εικόνα 2.3: Τα φαινόμενα της μετακίνησης του μεσοθωρακίου και της παράδοξης αναπνοής ασθενούς σε πλάγια θέση με ανοιχτό ημιθωράκιο και αυτόματη αναπνοή. Η μετακίνηση του μεσοθωρακίου συμβαίνει λόγω της βαρύτητας, διότι στο ανοιχτό ημιθωράκιο αναπτύσσεται τόσο στην εισπνοή όσο και στην εκπνοή θετική πίεση, ενώ στο κλειστό ημιθωράκιο αναπτύσσεται αρνητική πίεση στην εισπνοή και θετική στην εκπνοή. Μάλιστα, η θετική πίεση κατά την εκπνοή είναι μεγαλύτερη στο κλειστό ημιθωράκιο σε σχέση με τη θετική πίεση που υπάρχει στο ανοιχτό. Έτσι, με την επίδραση της διαφοράς

40 40 πίεσης μεταξύ των δύο ημιθωρακίων το μεσαύλιο μετατοπίζεται προς το κλειστό ημιθωράκιο στην εισπνοή και προς το ανοιχτό στην εκπνοή. Στην πλάγια θέση, ένας άλλος σημαντικός παράγοντας είναι η βαρύτητα που μετατοπίζει το μεσαύλιο προς το κλειστό κάτω ημιθωράκιο τόσο κατά την εισπνοή όσο και κατά την εκπνοή. Επιπλέον, κατά την εισπνοή εισέρχεται αέρας κυρίως στον πνεύμονα του κλειστού ημιθωρακίου. Στον ίδιο όμως πνεύμονα εισέρχεται και αέρας από τον πνεύμονα του ανοιχτού. Στην εκπνοή, ο αέρας του κάτω πνεύμονα εκπνέεται στο περιβάλλον αλλά μέρος αυτού μετακινείται στον άνω πνεύμονα. Αυτά αποτελούν το φαινόμενο της παράδοξης αναπνοής, κατά το οποίο αέρας μετακινείται μεταξύ άνω και κάτω πνεύμονα με χαμηλό O 2 και υψηλό CO 2. Κλινικά, η μετακίνηση του μεσαυλίου αποτελεί το βασικό μηχανισμό που προκαλεί τη διαταραχή του αερισμού των πνευμόνων καθώς προκαλεί μείωση του αναπνεόμενου όγκου του κάτω πνεύμονα. Η φυσιολογία της αυτόματης αναπνοής με ανοιχτό ημιθωράκιο, αποδεικνύει γιατί ο μηχανικός αερισμός είναι ο μόνος πρακτικά τρόπος για να επιτευχθεί ικανοποιητική ανταλλαγή των αερίων κατά τη διάρκεια θωρακοτομής [20] Πλάγια θέση υπό γενική αναισθησία με μηχανική υποστήριξη της αναπνοής Η χορήγηση αναισθησίας δεν προκαλεί διαφορές ως προς την κατανομή της αιμάτωσης μεταξύ άνω και κάτω πνεύμονα σε σχέση με τον ξύπνιο ασθενή. Έτσι, στον αναισθητοποιημένο ασθενή, ο κάτω πνεύμονας συνεχίζει να δέχεται περισσότερο αίμα από τον άνω. Η εισαγωγή όμως στην αναισθησία, προκαλεί σημαντικές αλλαγές σε ότι αφορά την κατανομή του αερισμού μεταξύ των δύο πνευμόνων (Εικ 2.4). Εικόνα 2.4: Η κατανομή του αερισμού ασθενούς σε πλάγια θέση υπό γενική αναισθησία.

41 41 Στην πλάγια θέση, σε αναισθητοποιημένο ασθενή, αυξάνεται ο αερισμός στον άνω πνεύμονα ενώ στην ίδια θέση στον ξύπνιο άρρωστο ο αερισμός κατευθυνόταν κυρίως στον κάτω πνεύμονα. Υπάρχουν διάφοροι αλληλοεξαρτώμενοι λόγοι για τις αλλαγές αυτές στην κατανομή του αερισμού μεταξύ των δύο πνευμόνων [21,22]. Η εισαγωγή στην αναισθησία συνήθως προκαλεί μείωση της λειτουργικής υπολειπόμενης χωρητικότητας (FRC) και η μείωση αυτή κατανέμεται εξίσου στα δύο πνευμόνια. Ο κάθε πνεύμονας στον ξύπνιο ασθενή καταλαμβάνει διαφορετική θέση στην καμπύλη όγκου πίεσης. Με την εισαγωγή στην αναισθησία και τη μείωση της FRC, κάθε πνεύμονας μετακινείται σε ένα κατώτερο επίπεδο της καμπύλης. Ο κάτω πνεύμονας μεταφέρεται από το κατακόρυφο τμήμα της σιγμοειδούς καμπύλης προς τα κατώτερα πιο οριζόντια τμήματά της, με αποτέλεσμα να μειώνεται ο αερισμός του. Αντίθετα ο άνω πνεύμονας μετατοπίζεται από το άνω (οριζόντιο) τμήμα της σιγμοειδούς καμπύλης προς το κατώτερο κατακόρυφο τμήμα της, με αποτέλεσμα να αυξάνεται ο αερισμός του [23]. Επίσης η χρήση μυοχάλασης, παραλύει το διάφραγμα που πλέον παύει να συσπάται και επιπλέον το βάρος των ενδοκοιλιακών οργάνων, που πρωθύστερα συγκρατούνταν από το μυϊκό τόνο του ημιδιαφράγματος, ασκεί ακόμα μεγαλύτερη πίεση στο κάτω ημιθωράκιο, εμποδίζοντας περισσότερο το αερισμό του κάτω πνεύμονα. Τέλος, η κακή θέση του αρρώστου στο χειρουργικό τραπέζι μπορεί να παρεμποδίζει τη σωστή έκπτυξη του κάτω πνεύμονα. Η χειρουργική διάνοιξη του άνω ημιθωρακίου χειροτερεύει επιπλέον τον αερισμό του κάτω πνεύμονα [24] Πλάγια θέση υπό γενική αναισθησία με ανοιχτό ημιθωράκιο και μηχανική υποστήριξη της αναπνοής Η χειρουργική διάνοιξη του ημιθωρακίου σε αναισθητοποιημένο ασθενή σε πλάγια κατακεκλιμμένη θέση, δεν προκαλεί σημαντικές μεταβολές στην κατανομή της αιμάτωσης μεταξύ του άνω και κάτω πνεύμονα σε σχέση με τις ίδιες συνθήκες αλλά με κλειστό ημιθωράκιο. Έτσι, ο κάτω πνεύμονας συνεχίζει να αιματώνεται αναλογικά καλύτερα από τον άνω. Η κατανομή του αερισμού, όμως επηρεάζεται σημαντικά και ο αερισμός πρέπει να γίνεται υποχρεωτικά πια με θετική πίεση. Η αλλαγή αυτή φέρνει περεταίρω διαταραχή της σχέσης αερισμού αιμάτωσης. Με τη διάνοιξη του θώρακα, η ολική ευενδοτότητα του υπερκείμενου πνεύμονα ισούται πλέον με την ευενδοτότητα του πνευμονικού παρεγχύματος. Ο πνεύμονας αυτός, λοιπόν υπεραερίζεται ενώ ταυτόχρονα δεν αιματώνεται

42 42 καλά. Αντίστροφα, στον κάτω πνεύμονα επικρατούν συνθήκες τέτοιες, που επιφέρουν μείωση του αερισμού και αύξηση της αιμάτωσης και οδηγούν σε διαταραχές V / Q. Η τοποθέτηση των χειρουργικών διαστολέων και των κομπρέσων δίνουν μια παροδική αλλά μη φυσιολογική λύση στο πρόβλημα αυτό, εμποδίζοντας την έκπτυξη του άνω πνεύμονα [25] (Εικ 2.5). Εικόνα 2.5: Η κατανομή του αερισμού ασθενούς σε πλάγια θέση υπό γενική αναισθησία με ανοιχτό ημιθωράκιο. Στον ασθενή που είναι σε πλάγια θέση, υπό γενική αναισθησία και ανοιχτό ημιθωράκιο, η χορήγηση αναισθησίας δεν προκαλεί σοβαρές αλλαγές στην κατανομή της αιμάτωσης μεταξύ του άνω και του κάτω πνεύμονα. Έτσι, ο κάτω πνεύμονας συνεχίζει να δέχεται αναλογικά μεγαλύτερο μέρος της παροχής από τον άνω πνεύμονα. Η χορήγηση όμως μυοχάλασης προκαλεί σημαντικές διαταραχές στον αερισμό μεταξύ των δύο πνευμόνων. Η πίεση από το βάρος των ενδοκοιλιακών οργάνων είναι μεγαλύτερη στο κάτω ημιδιάφραγμα και μικρότερη στο άνω. Έτσι, η περισσότερη ποσότητα του αερισμού κατευθύνεται εκεί που η αιμάτωση είναι μικρότερη (άνω πνεύμονας) και η λιγότερη ποσότητα του αερισμού κατευθύνεται προς το μέρος με την περισσότερη αιμάτωση (κάτω πνεύμονας) [26]. Συμπερασματικά λοιπόν, ασθενής υπό γενική αναισθησία, μυοχάλαση, σε πλάγια κατακεκλιμμένη θέση και με ανοιχτό θώρακα, είναι πολύ πιθανό να εμφανίσει διαταραχές αερισμού αιμάτωσης που συνίστανται στον καλύτερο αερισμό και χειρότερη αιμάτωση στον άνω πνεύμονα και στον χειρότερο αερισμό αλλά καλύτερη αιμάτωση στον κάτω. Η κατανομή της αιμάτωσης απλά καθορίζεται κυρίως από τη βαρύτητα. Ο καλύτερος αερισμός του άνω πνεύμονα οφείλεται στον ανοιχτό θώρακα και τη μυοχάλαση, ενώ ο

43 43 κακός αερισμός του κάτω πνεύμονα οφείλεται στην επίδραση της αναισθησίας και στην πίεση που του ασκείται από το μεσοθωράκιο και τα ενδοκοιλιακά όργανα [27]. Σε περίπτωση που αποκλειστεί ο άνω πνεύμονας, όπως πολύ συχνά συμβαίνει στις θωρακοχειρουργικές επεμβάσεις, οπότε παύει πλέον τελείως ο αερισμός του ενώ συνεχίζει να αιματώνεται, οι διαταραχές αερισμού αιμάτωσης επιδεινώνονται ακόμα περισσότερο. Ο αερισμός ενός πνεύμονα θα αναλυθεί διεξοδικά σε επόμενο κεφάλαιο.

44

45 3. ΑΝΑΙΣΘΗΣΙΑ ΣΕ ΘΩΡΑΚΟΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΕΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ 3.1. Προεγχειρητικός έλεγχος και προετοιμασία Η κλασική προαναισθητική φροντίδα του ασθενή περιλαμβάνει τη λήψη λεπτομερούς ιστορικού και τον έλεγχο όλων των εργαστηριακών εξετάσεων, την καταγραφή της φαρμακευτικής αγωγής και την κλινική εξέταση. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δίνεται στον έλεγχο του αεραγωγού, κυρίως όταν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί τραχειοσωλήνας διπλού αυλού [28,29]. Η σωστή αναισθησιολογική εκτίμηση επιβάλλει και τον έλεγχο της αναπνευστικής λειτουργίας. Η πλέον εύκολη και αξιόπιστη εξέταση, που πρέπει να αποτελεί εξέταση ρουτίνας πριν από θωρακοχειρουργικές επεμβάσεις, είναι η σπιρομέτρηση [30,31]. Προσδιορίζεται λοιπόν ο όγκος της βίαιης εκπνοής το πρώτο δευτερόλεπτο (Forced Expiratory Volume 1, FEV 1 ) και υπολογίζεται η επί τοις εκατό τιμή της FEV 1 %. Ο υπολογισμός της προεγχειρητικής FEV 1 % (preoperative FEV 1 %, p FEV 1 %) είναι απαραίτητη για να υπολογισθεί η προβλεπόμενη μετεγχειρητική FEV 1 % (predicted postoperative FEV 1 %, ppo FEV 1 %) σύμφωνα με το μαθηματικό τύπο: ppo FEV 1 % = p FEV 1 % (1 functional lung tissue removed%) όπου functional lung tissue removed% είναι το επί τοις εκατό ποσοστό του λειτουργικού πνευμονικού παρεγχύματος που πρόκειται να αφαιρεθεί (Εικ. 3.1). Ασθενείς με ppo FEV 1 % > 40% δεν κινδυνεύουν από μετεγχειρητικές αναπνευστικές επιπλοκές [32,33]. Σήμερα με τις νεότερες τεχνικές και κυρίως με την ευρεία χρήση της θωρακικής επισκληριδίου αναλγησίας μετεγχειρητικά, χειρουργούνται χωρίς επιπλοκές και ασθενείς με μικρότερες τιμές ppo FEV 1 %. Παρόλα αυτά οι τιμές ppo FEV 1 % 30 με 40% αποτελούν σημείο αναφοράς για τους αναισθησιολόγους κατά την αντιμετώπιση των περιστατικών [34-36]. Επειδή οι ασθενείς που υποβάλλονται σε θωρακοχειρουργικές επεμβάσεις είναι εξαιρετικά επιρρεπείς σε μετεγχειρητικές επιπλοκές του αναπνευστικού, πρέπει να λαμβάνονται μία σειρά μέτρων που αποδεδειγμένα ελαττώνουν τις επιπλοκές αυτές [37-39]. Εάν το επιτρέπει η πάθηση, επιβάλλεται η διακοπή του καπνίσματος για χρονική περίοδο 4 με 8 εβδομάδες επειδή στους χρόνιους καπνιστές ελαττώνεται ο επιφανειοδραστικός παράγοντας, η ευενδοτότητα, η λειτουργική χωρητικότητα και η ικανότητα διάχυσης. Έχει αποδειχθεί όμως ότι ακόμα και 12 με 24 ώρες διακοπής του καπνίσματος έχουν ευεργετικά αποτελέσματα [40-42].

46 46 Εικόνα 3.1: Πνευμονικό παρέγχυμα χωρισμένο στα αντίστοιχα λειτουργικά του τμήματα (42). Επιβάλλεται επίσης προσπάθεια για να επιτευχθεί η καλύτερη δυνατή διάταση των αεροφόρων οδών. Αυτό επιτυγχάνεται με τη χορήγηση διαφόρων βρογχοδιασταλτικών όπως β 2 αγωνιστών και εισπνεόμενων κορτικοστεροειδών [43-46]. Σημαντική είναι επίσης και η ρευστοποίηση των εκκρίσεων με τη χρήση κατάλληλων μέτρων (χορήγηση αποχρεμπτικών, ενυδάτωση, ύγρανση των αεραγωγών με υγραντήρες και νεφελοποιητές) και η απομάκρυνσή τους με συστηματική φυσικοθεραπεία του θωρακικού τοιχώματος και πρόκληση βήχα [47] Προνάρκωση Η προνάρκωση που χορηγείται καθορίζεται από τη γενική κατάσταση, την κύρια πνευμονική νόσο, τη λειτουργική επιβάρυνση του αναπνευστικού και του καρδιαγγειακού συστήματος και από την ηλικία. Συνήθως χορηγείται κάποιο αγχολυτικό το προηγούμενο βράδυ (βρωμαζεπάμη 1,5 3 mg p.o.) και κάποια βενζοδιαζεπίνη (μιδαζολάμη 0,10 0,15 mg/kg i.m.) 30 με 45 λεπτά πριν από το χειρουργείο Εισαγωγή στην αναισθησία και διατήρηση της αναισθησίας Ο ασθενής προοξυγονώνεται αναπνέοντας οξυγόνο 100% μέσω προσωπίδας που συνδέεται με το αναπνευστικό κύκλωμα. Έπειτα χορηγείται ενδοφλέβια φεντανύλη σε δόση περίπου 2 μg/kg βάρους σώματος (ΒΣ) μέχρι η αναπνευστική συχνότητα να γίνει 8 με 10

47 47 αναπνοές το λεπτό. Έπειτα χορηγείται προποφόλη σε δόση 2 mg/kg, ή ετομιδάτη εάν ο ασθενής είναι ασταθής αιμοδυναμικά σε δόση 0,1 με 0,2 mg/kg. Μόλις ο ασθενής αναισθητοποιηθεί και γίνει απνοϊκός, αρχίζει ο αερισμός του με τον ασκό και 100% οξυγόνο και ταυτόχρονα χορηγείται μυοχάλαση cis-ατρακούριο σε δόση 0,2 mg/kg ή σουκυνιλοχολίνη (εάν πρόκειται για ταχεία διασωλήνωση) σε δόση 1 mg/kg. Μόλις δράσει η μυοχάλαση και παραλύσουν οι φωνητικές χορδές ο ασθενής λαρυγγοσκοπείται, διασωληνώνεται και εφαρμόζεται μηχανική υποστήριξη της αναπνοής. Η διαδικασία της διασωλήνωσης με τραχειοσωλήνα διπλού αυλού και η διαχείριση του αερισμού αναλύονται σε επόμενα κεφάλαια Διατήρηση της αναισθησίας Η διατήρηση της αναισθησίας μπορεί να πραγματοποιηθεί είτε με ενδοφλέβιους είτε με εισπνεόμενους παράγοντες. Τα πτητικά αναισθητικά είναι φάρμακα εκλογής διότι αυξάνεται εύκολα και γρήγορα το βάθος αναισθησίας με σχετική αιμοδυναμική σταθερότητα και περιορίζεται η παραγωγή των εκκρίσεων, ενώ η χάλαση των λείων μυϊκών ινών των βρόγχων αποτρέπει την ανάπτυξη βρογχόσπασμου. Κυρίως χρησιμοποιείται σεβοφλουράνιο ή ισοφλουράννιο σε τέτοιες συγκεντρώσεις που η MAC να είναι 0,5 με 1. Το κύριο μειονέκτημα των πτητικών αναισθητικών είναι ότι μπορεί να αναστείλουν το αντανακλαστικό της υποξυγοναιμικής πνευμονικής αγγειοσύσπασης (HPV). Η διατήρηση όμως της αναισθησίας μπορεί να πραγματοποιηθεί εξίσου καλά και με ενδοφλέβιους παράγοντες. Χρησιμοποιείται προποφόλη σε συνεχή στάγδην ενδοφλέβια έγχυση σε δόση 0,025 με 0,050 mg/kg/min σε συνδυασμό με remi-φεντανύλη σε δόση 0,07 με 0,15 μg/kg/min. Τα ενδοφλέβια αναισθητικά δεν αναστέλλουν το HPV και προκαλούν ταχεία απώλεια της συνείδησης και αμνησία [48] Monitoring Στο χειρουργείο εκτός από το βασικό monitoring που περιλαμβάνει το ηλεκτροκαρδιογράφημα (ΗΚΓ), τη μέτρηση της συστολικής, της διαστολικής και της μέσης αρτηριακής πίεσης (ΣΑΠ, ΔΑΠ, ΜΑΠ) έμμεσης ή άμεσης, τη μέτρηση της κεντρικής φλεβικής πίεσης (ΚΦΠ) και του κορεσμού της αιμοσφαιρίνης σε οξυγόνο με το παλμικό οξύμετρο (SpO 2 ), είναι απαραίτητη η χρήση monitoring για τον έλεγχο επιπλέον παραμέτρων όπως η πυκνότητα του εισπνεόμενου οξυγόνου, ο αναπνεόμενος όγκος, οι

48 48 πιέσεις των αεροφόρων οδών (PIP, P pl, P mean, PEEP), το εκπνεόμενο CO 2 (P ET CO 2 ), η ευενδοτότητα (C) και οι αντιστάσεις των αεροφόρων οδών (R). Καθόλη τη διάρκεια του χειρουργείου το αναπνευστικό ψιθύρισμα ελέγχεται με το διοισοφάγειο στηθοσκόπιο και η θερμοκρασία του ασθενούς με το διοισοφάγειο θερμόμετρο. Απαραίτητη είναι επίσης η ανά τακτά χρονικά διαστήματα παρακολούθηση της μυοχάλασης με τη χρήση νευροδιεγέρτη και της διούρησης με την τοποθέτηση ουροκαθετήρα. Σε ασθενείς με προϋπάρχουσα πάθηση του καρδιαγειακού συστήματος ή σε ασταθείς αιμοδυναμικά ασθενείς, απαραίτητη είναι η παρακολούθηση της λειτουργίας του κυκλοφορικού με τοποθέτηση της συσκευής Vigileo για τη συνεχή μέτρηση της καρδιακής παροχής (Cardiac Output, CO) και του όγκου παλμού (Stroke Volume, SV), ή του καθετήρα Swan-Ganz στην πνευμονική αρτηρία [49,50].

49 4. ΕΚΛΕΚΤΙΚΟΣ ΑΠΟΚΛΕΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΕΝΟΣ ΠΝΕΥΜΟΝΑ Ο εκλεκτικός αποκλεισμός του ενός πνεύμονα είναι μία πολύ συνηθισμένη πρακτική σε ασθενείς που υποβάλλονται σε θωρακοχειρουργικές επεμβάσεις. Η καθιέρωσή της βελτίωσε τις συνθήκες στη χειρουργική του θώρακα και έδωσε τη δυνατότητα να πραγματοποιούνται δυσκολότερες και πολυπλοκότερες επεμβάσεις με ευκολία και ασφάλεια [51] Ενδείξεις Οι ενδείξεις για το διαχωρισμό των δύο πνευμόνων κατά τη διάρκεια των επεμβάσεων του θώρακα διακρίνονται σε απόλυτες και σχετικές Απόλυτες ενδείξεις Ο διαχωρισμός των πνευμόνων σε ότι αφορά τις απόλυτες ενδείξεις, αποτελεί επιτακτική ανάγκη, διότι σε περίπτωση αποτυχίας δύναται να απειληθεί άμεσα η ζωή του ασθενούς [52]. Οι απόλυτες ενδείξεις είναι λοιπόν οι εξής τρεις. Ο διαχωρισμός των πνευμόνων είναι απολύτως αναγκαίος για να αποφευχθεί η διασπορά πύου ή αίματος από το μολυσμένο προς τον υγιή. Η οξεία μόλυνση του πνεύμονα από πύον ή μολυσμένο αίμα, συνήθως έχει σαν αποτέλεσμα σε σοβαρή μαζική ατελεκτασία, πνευμονία και σήψη. Κάποιες παθήσεις του ενός πνεύμονα μπορεί να εμποδίσουν τον επαρκή αερισμό του υγιούς πνεύμονα. Για παράδειγμα μεγάλα βρογχοπλευριτικά ή βρογχοδερματικά συρίγγια ή η χειρουργική διάνοιξη των αεροφόρων οδών, έχουν τόσο μικρή αντίσταση (R) στη ροή του αέρα, που ο εισπνεόμενος όγκος ακολουθώντας αυτή την οδό της χαμηλής αντίστασης καθιστά πρακτικά αδύνατο τον αερισμό του υγιούς πνεύμονα (που έχει μεγαλύτερες αντιστάσεις). Επίσης μεγάλες αερώδεις κύστεις μπορεί να υποστούν ρήξη από τον αερισμό με θετική πίεση με επακόλουθο πνευμοθώρακα υπό τάση. Τέλος, απόλυτη ένδειξη για διαχωρισμό των πνευμόνων, είναι η πραγματοποίηση ετερόπλευρης βρογχοπνευμονικής πλύσης (bronchoalveolar lavage, BAL) σε ασθενείς με κυψελιδική πρωτεΐνωση (και σπανιότερα σε άσθμα ή κυστική ίνωση).

50 Σχετικές ενδείξεις Ο διαχωρισμός των πνευμόνων έχει και σχετικές ενδείξεις που αφορούν κυρίως στο καλύτερο χειρουργικό πεδίο με τη σύμπτυξη του πνεύμονα στο ανοιχτό ημιθωράκιο. Οι σχετικές ενδείξεις διακρίνονται σε υψηλής και χαμηλής προτεραιότητας. Στις υψηλής προτεραιότητας σχετικές ενδείξεις ανήκει κυρίως η χειρουργική διόρθωση ανευρύσματος της θωρακικής αορτής καθώς απαιτείται η παρασκευή της κατά μήκος ολόκληρου του αριστερού ημιθωρακίου. Επίσης οι πνευμονεκτομές ιδίως αν πραγματοποιούνται με μέση στερνοτομή [53], που απαιτείται η παρασκευή των πυλών του πνεύμονα, οι άνω λοβεκτομές, που τεχνικά είναι οι δυσκολότερες λοβεκτομές και οι θωρακοσκοπικές επεμβάσεις (video assisted thoracoscopic surgery, VATS) υποβοηθούνται ιδιαίτερα από τη διακοπή της έκπτυξης του χειρουργούμενου πνεύμονα. Στις χαμηλής προτεραιότητας ενδείξεις ανήκουν οι μέσες και κάτω λοβεκτομές, οι τμηματεκτομές, η χειρουργικές επεμβάσεις της σπονδυλικής στήλης με θωρακική προσπέλαση και η χειρουργική του οισοφάγου. Σε όλες αυτές τις επεμβάσεις δεν είναι απαραίτητος ο αποκλεισμός του ενός πνεύμονα [54]. Εντούτοις, η πραγματοποίησή του, προσφέρει σημαντικότατη βοήθεια στο χειρουργό και καθιστά την αντίστοιχη επέμβαση πιο ασφαλή και πιο βραχεία Τεχνικές αποκλεισμού Γενικά, τρεις τύποι συσκευών διατίθενται για το διαχωρισμό των πνευμόνων, οι τραχειοσωλήνες διπλού αυλού (double-lumen tubes, DLT), οι βρογχικοί αποκλειστές (bronchial blockers) και οι ενδοβρογχικοί σωλήνες (endobronchial tubes) [55]. Οι τραχειοσωλήνες διπλού αυλού θεωρούνται ως η μέθοδος εκλογής για τις περισσότερες θωρακοχειρουργικές επεμβάσεις. Οι βρογχικοί αποκλειστές έχουν τελευταία ραγδαία ανάπτυξη και η χρήση τους διαδίδεται ολοένα και περισσότερο [56]. Τέλος, οι ενδοβρογχικοί σωλήνες δε χρησιμοποιούνται ευρέως στις μέρες μας, λόγω κάποιων μειονεκτημάτων που παρουσιάζουν σε σχέση με τις άλλες δύο συσκευές. Ο λόγος για τον οποίο οι DLTs βρίσκουν πιο ευρείας εφαρμογής από τις άλλες συσκευές, είναι λόγω της πολυχρηστικότητάς του. Το μεγάλο τους πλεονέκτημα σε αντίθεση με τους αποκλειστές είναι ότι μέσω του αυλού τους μπορεί να γίνει αναρρόφηση εκκρίσεων. Επίσης με τους DLTs είναι ευκολότερη η εφαρμογή συνεχούς θετικής πίεσης των αεραγωγών (CPAP) στο μη αεριζόμενο πνεύμονα και η εναλλαγή από αερισμό ενός πνεύμονα σε

51 51 αερισμό δύο πνευμόνων και αντίστροφα επιτυγχάνεται πολύ γρηγορότερα. Οι ενδοβρογχικοί σωλήνες δίνουν τη δυνατότητα μόνο για αερισμό ενός πνεύμονα, γεγονός που καθιστά πολύ περιορισμένη τη χρήση τους. Σε σχέση με τους βρογχικούς αποκλειστές, οι DLTs παρουσιάζουν δυο βασικά μειονεκτήματα. Σε ανατομικά στενό ή με άλλου είδους στενώσεις τραχειοβρογχικό δένδρο, η τοποθέτηση ενός DLT μπορεί να είναι δύσκολη ή και αδύνατη. Επιπρόσθετα, η αλλαγή από DLT σε απλό τραχεισωλήνα κατά τη διάρκεια ή το τέλος της επέμβασης μπορεί να ανακύψει απροσδόκητα δύσκολη η και επικίνδυνη, κάτι που αποτρέπεται με τη χρήση του βρογχικού αποκλειστή, που ούτως ή άλλως η εφαρμογή του γίνεται μέσω απλού τραχειοσωλήνα [57] Τραχειοσωλήνας διπλού αυλού (Double-lumen tube, DLT) Ο τραχειοσωλήνας διπλού αυλού είναι ουσιαστικά δύο ξεχωριστοί σωλήνες ενωμένοι μεταξύ τους, με σκοπό κάθε αυλός να αερίζει έναν από τους δύο πνεύμονες. Οι DLTs κατασκευάζονται ως αριστερόστροφοι ή δεξιόστροφοι. Στους αριστερόστροφους, ο σωλήνας για τον αριστερό πνεύμονα τοποθετείται στον αριστερό κύριο βρόγχο, ενώ ο σωλήνας για το δεξιό πνεύμονα τοποθετείται στην τραχεία. Αντίστροφα, στους δεξιόστροφους σωλήνες, ο σωλήνας για το δεξιό πνεύμονα τοποθετείται στο δεξιό κύριο βρόγχο, ενώ ο σωλήνας για τον αριστερό πνεύμονα καταλήγει στην τραχεία (Εικ 4.1). Όλοι οι DLTs φέρουν έναν εγγύς (proximal) αεροθάλαμο (cuff) για την τραχεία και έναν άπω (distal) για τον εκάστοτε κύριο βρόγχο. Το ενδοβρογχικό cuff διαχωρίζει τους δύο πνεύμονες μεταξύ τους ενώ το τραχειακό cuff τους διαχωρίζει από το περιβάλλον. Στο δεξιόστροφο DLT το τμήμα του σωλήνα του δεξιού πνεύμονα βρίσκεται στο δεξιό κύριο βρόγχο, φέρει δύο οπές για να επιτυγχάνεται ο αερισμός του δεξιού άνω λοβού. Στο εμπόριο κυκλοφορούν διάφοροι τύποι τραχειοσωλήνων διπλού αυλού με τις ίδιες βασικές προδιαγραφές. Στην κλινική πράξη, οι πιο ευρέως διαδεδομένοι, είναι οι Carlens και οι Robertshaw [58-60] Επιλογή του δίαυλου σωλήνα Οι αριστερόστροφοι DLTs είναι κατάλληλοι για δεξιές θωρακοτομές που απαιτούν τον αποκλεισμό του δεξιού πνεύμονα και τον αερισμό του αριστερού. Για τις αριστερές θωρακοτομές, όπου απαιτείται αποκλεισμός του αριστερού πνεύμονα και αερισμός του

52 52 δεξιού, μπορούν να χρησιμοποιηθούν είτε αριστερόστροφοι είτε δεξιόστροφοι DLTs. Όμως από το ενδοβρογχικό cuff των δεξιόστροφων DLTs είναι δυνατό να αποκλειστεί και ο άνω δεξιός λοβός προκαλώντας σοβαρές διαταραχές του αερισμού. Για το λόγο αυτό, οι αριστερόστροφοι DLTs προτιμώνται για τις περισσότερες επεμβάσεις με αερισμό ενός πνεύμονα. Σε περίπτωση απολίνωσης του κύριου βρόγχου (πνευμονεκτομή) από τη μεριά που βρίσκεται ο DLT, τότε αυτός ανασύρεται προς την τραχεία και συμπεριφέρεται πλέον σαν απλός ενδοτραχειακός σωλήνας. : Εικόνα 4.1: Τεχνικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά των δεξιόστροφων και αριστερόστροφων τραχειοσωλήνων διπλού αυλού. Γενικά το μέγεθος του DLT αυξάνει με την αύξηση του ύψους και του βάρους του ασθενούς. Το ύψος είναι καλύτερος δείκτης από το βάρος. Κοντοί ασθενείς διασωληνώνονται με DLT διαμέτρου από 35 έως 37 French, οι μετρίου αναστήματος με DLT διαμέτρου από 37 έως 39 French και οι ψηλοί με DLT διαμέτρου από 39 έως 41 French [61]. Ασθενείς με βρογχιεκτασίες, με χρόνιες πνευμονικές νόσους και οι χρόνιοι καπνιστές, κατά κανόνα έχουν πιο διευρυμένες αεροφόρους οδούς και άρα μπορούν να ανεχθούν μεγαλύτερου μεγέθους από το προβλεπόμενο με βάση το ύψος τους DLTs. Επιπρόσθετα, οι άντρες έχουν ελαφρώς μεγαλύτερους αεραγωγούς από τις γυναίκες [62,63] Η διαδικασία της διασωλήνωσης Πριν από τη διασωλήνωση με DLT ή την εισαγωγή στην αναισθησία, πρέπει να γίνεται πλήρης έλεγχος του αεραγωγού του ασθενούς. Εάν υπάρχει υπόνοια δύσκολης

53 53 διασωλήνωσης, τότε ο ασθενής πρέπει να διασωληνωθεί ξύπνιος. Εάν δεν υπάρχει τέτοια υπόνοια, γίνεται κανονικά εισαγωγή στην αναισθησία και ακολουθεί η διαδικασία της διασωλήνωσης. Πριν από τη διασωλήνωση ελέγχεται η λειτουργικότητα των cuffs και των συνδετικών. Στο άκρο του ενδοβρογχικού cuff τοποθετείται σύριγγα των 3-5 ml, ενώ στο άκρο του τραχειακού cuff τοποθετείται σύριγγα των 10 ml. Επειδή τα cuffs μπορούν εύκολα να σχιστούν από τα δόντια, γίνεται επάλειψη του σωλήνα με αλοιφή που περιέχει κατά προτίμηση τοπικό αναισθητικό (gel λιδοκαΐνης) και τοποθετείται προστατευτικό μασελάκι στους άνω κοπτήρες. Τέλος, στον αυλό του τραχειοσωλήνα τοποθετείται ο ειδικός οδηγός. Μετά γίνεται εισαγωγή στη γενική αναισθησία και αερισμός με την κατάλληλου μεγέθους προσωπίδα και με οξυγόνο 100%. Για τη λαρυγγοσκόπηση προτιμάται συνήθως κυρτό λαρυγγοσκόπιο γιατί φέρει παρόμοια κύρτωση με τον τραχειοσωλήνα. Μπορεί όμως να χρησιμοποιηθεί και ευθύ λαρυγγοσκόπιο σε ασθενείς με προεξέχοντες άνω κοπτήρες ή προγναθισμό. Αρχικά ο τραχειοσωλήνας διπλού αυλού προωθείται με το κοίλο τμήμα προς τα άνω. Μόλις περάσει τις φωνητικές χορδές και προωθηθεί κατά μερικά εκατοστά, στρέφεται κατά 90 μοίρες ανάλογα με το είδος του (ο δεξιόστροφος προς τα δεξιά και ο αριστερόστροφος προς τα αριστερά) και συνεχίζεται η προώθησή του προς τον αντίστοιχο βρόγχο. Η σωστή θέση του τραχειοσωλήνα διπλού αυλού ορίζεται ως το σημείο που η άνω επιφάνεια του ενδοβρογχικού cuff βρίσκεται κάτωθεν του διχασμού της τραχείας. Για να επιτευχθεί η σωστή θέση του τραχειοσωλήνα, έχει βρεθεί ότι τόσο στους άνδρες όσο και στις γυναίκες ύψους 170 cm, πρέπει η προώθηση να γίνει κατά 29 cm. Για κάθε 10 cm αύξησης ή μείωσης του ύψους αυτού αναφοράς η προώθηση του σωλήνα αυξάνεται ή μειώνεται κατά 1 cm. Παρόλα αυτά, η ακριβής θέση του τραχειοσωλήνα επιβεβαιώνεται βρογχοσκοπικά. Ο τραχειοσωλήνας διπλού αυλού μπορεί να χρησιμοποιηθεί και διαμέσου τραχειοστομίας αν και στη συγκεκριμένη περίπτωση προτιμάται η χρήση βρογχικού αποκλειστή [64,65]. Μέτα από τη διασωλήνωση, φουσκώνονται και τα δύο cuffs και ελέγχεται ακροαστικά αν έχει γίνει διασωλήνωση της τραχείας ή του οισοφάγου. Εάν από την ακρόαση το αναπνευστικό ψιθύρισμα περιορίζεται στο ένα μόνα ημιθωράκιο, σημαίνει ότι και οι δύο αυλοί αερίζουν τον ένα πνεύμονα. Στην περίπτωση αυτή ξεφουσκώνονται τα cuffs, ανασύρεται ο σωλήνας κατά 1 με 2 cm τη φορά και επαναλαμβάνεται η διαδικασία μέχρι να ακροασθούν και οι δύο πνεύμονες. Κατόπιν, αποκλείεται ο ένας αυλός και επανελέγχονται ακροαστικά οι δύο πνεύμονες. Φυσιολογικά, σύστοιχα του αποκλεισμού δεν ακούγεται αναπνευστικό ψιθύρισμα και

54 54 αντίστοιχα του αποκλεισμού ακούγεται κανονικά. Εάν παρά τον αποκλεισμό, ακούγεται αναπνευστικό ψιθύρισμα και στα δύο ημιθωράκια, σημαίνει ότι και τα δύο cuffs παραμένουν στην τραχεία, οπότε προωθούμε σταδιακά το σωλήνα κατά 2 cm τη φορά μέχρι το άπω cuff να εισέλθει στον αντίστοιχο κύριο βρόγχο. Εάν δεν ακούγεται ικανοποιητικά η κορυφή του πνεύμονα, σημαίνει ότι ο σωλήνας βρίσκεται πολύ βαθιά και το ενδοβρογχικό cuff εμποδίζει τον αερισμό του άνω λοβού. Στην περίπτωση αυτή, ανασύρεται ο σωλήνας κατά 1 cm τη φορά μέχρι να ακουστεί αναπνευστικό ψιθύρισμα στην κορυφή του πνεύμονα. Στο σημείο αυτό πρέπει να σημειωθεί ότι, μπορεί με βάση τα κλινικά σημεία ο DLT να φαίνεται ότι είναι στη σωστή θέση, αλλά μετά από ινοπτική βρογχοσκόπηση να αποδεικνύεται το αντίθετο, σε ποσοστό από 38% έως 78% [66,67] Επιπλοκές Εκτός από τις διαταραχές στην αρτηριακή οξυγόνωση, που οφείλονται στη χρήση των DLTs, αυτοί καθαυτοί οι σωλήνες, είναι δυνατό να προκαλέσουν περιστασιακά και άλλες πολύ σοβαρές επιπλοκές. Τέτοιες επιπλοκές μπορεί να είναι ρήξη του τραχειοβρογχικού δένδρου (ιδιαίτερα με τους παλαιότερους DLTs), τραυματική λαρυγγίτιδα ή και απολίνωση ενός πνευμονικού αγγείου μαζί με τον DLT [68-71]. Σε ότι αφορά τους τραυματισμούς του τραχειοβρογχικού δένδρου, πολύ συχνά οφείλονται στοn υπερβολικό όγκο και πίεση στο ενδοβρογχικό cuff. Για να ελαχιστοποιηθούν αυτοί οι τραυματισμοί του τραχειοβρογχικού τοιχώματος από τα cuffs, πρέπει να δίδεται ιδιαίτερη προσοχή κατά την εισαγωγή DLT σε ασθενείς με ανωμαλίες του τοιχώματος του τραχειοβρογχικού δένδρου, να επιλέγεται το σωστό μέγεθος σωλήνα, να βεβαιώνεται η σωστή τοποθέτηση του DLT (με ινοπτικό βρογχοσκόπιο), να αποφεύγεται το υπερβολικό φούσκωμα του ενδοβρογχικού cuff, να ξεφουσκώνεται το ενδοβρογχικό cuff σε κάθε αλλαγή θέσης του ασθενούς, να φουσκώνεται το cuff αργά αργά και να εξασφαλίζεται η σταθεροποίηση του σωλήνα σε κάθε αλλαγή της θέσης του αρρώστου [72] Σχετικές αντενδείξεις Ο διαχωρισμός των πνευμόνων με διπλού αυλού τραχειοσωλήνα αντενδείκνυται σε συγκεκριμένες καταστάσεις, όταν η εισαγωγή του είναι είτε δύσκολή είτε επικίνδυνη. Σε αυτές τις καταστάσεις περιλαμβάνονται ασθενείς με γεμάτο στομάχι (κίνδυνος εισρόφησης), ασθενείς με βλάβες (στένωση, όγκοι) κατά μήκους της οδού που θα τοποθετηθεί ο DLT που

55 55 μπορεί να τραυματιστούν, μικρόσωμοι ασθενείς στους οποίους ένας σωλήνας διαμέτρου 35 French είναι πολύ μεγάλος ενώ ένας σωλήνας διαμέτρου 28 French είναι πολύ μικρός, ασθενείς των οποίων η ανατομία των ανώτερων αεραγωγών δυσχεραίνει την ασφαλή τοποθέτηση του DLT (προγναθισμός, προεξέχοντα δόντια, κοντός και παχύς τράχηλος), ασθενείς σε εξαιρετικά κρίσιμη κατάσταση που είναι ήδη διασωληνωμένοι με απλό τραχειοσωλήνα και που δεν αντέχουν τη διακοπή του μηχανικού αερισμού έστω και για μικρό χρονικό διάστημα και τέλος ασθενείς με συνδυασμό των άνω καταστάσεων [73,74]. Σε αυτούς τους ασθενείς και πάλι είναι εφικτός ο διαχωρισμός των δύο πνευμόνων με τοποθέτηση βρογχικού αποκλειστή μέσω του απλού τραχειοσωλήνα με την καθοδήγηση ινοπτικού βρογχοσκοπίου Βρογχικοί αποκλειστές (bronchial blockers, BB) Ο διαχωρισμός των πνευμόνων μπορεί να γίνει και με τους βρογχικούς αποκλειστές υπό ινοπτική καθοδήγηση. Η τεχνική αυτή είναι συχνά χρήσιμη στα παιδιά γιατί, οι τραχειοσωλήνες διπλού αυλού είναι πολύ μεγάλοι. Ο μικρότερος διαθέσιμος DLT, είναι ο αριστερόστροφος σωλήνας διαμέτρου 26 French, που χρησιμοποιείται σε παιδιά 8 με 12 ετών που ζυγίζουν 25 με 35 kg [75,76]. Αρχικά γίνεται κανονικά εισαγωγή στην αναισθησία και διασωλήνωση με σωλήνα μονού αυλού. Έπειτα εισάγεται μέσω του αυλού του σωλήνα το ινοπτικό βρογχοσκόπιο και ο χειριστής κατατοπίζεται ανατομικά, εντοπίζοντας την τραχεία, το διχασμό της και τους δύο κύριους βρόγχους. Μετά ξεφουσκώνεται το cuff και ο απλός σωλήνας στρέφεται κατά 90 μοίρες προς τη μεριά που πρέπει να τοποθετηθεί ο βρογχικός αποκλειστής. Προωθείται ο αποκλειστής προς τον αντίστοιχο βρόγχο και φουσκώνεται το cuff του. Ελέγχεται η σωστή θέση του βρογχικού αποκλειστή και τέλος απομακρύνεται το ινοπτικό βρογχοσκόπιο [77,78]. Η τυφλή προώθηση του βρογχικού αποκλειστή, χωρίς το ινοπτικό βρογχοσκόπιο, οδηγεί κατά 87% στην κατάληξή του στο δεξιό κύριο βρόγχο. Η φυσιολογία του αερισμού ενός πνεύμονα με βρογχικό αποκλειστή ταυτίζεται με αυτήν του τραχειοσωλήνα διπλού αυλού [79-81].

56

57 5. ΑΕΡΙΣΜΟΣ ΕΝΟΣ ΠΝΕΥΜΟΝΑ 5.1. Φυσιολογία Κατά τη διάρκεια αερισμού δύο πνευμόνων σε ασθενή σε πλάγια θέση με ανοιχτό ημιθωράκιο υπό αναισθησία και μυοχάλαση παρατηρούνται διαταραχές στη σχέση αερισμού αιμάτωσης για λόγους που αναφέρθηκαν σε προηγούμενο κεφάλαιο. Εάν σε αυτή την κατάσταση προστεθεί και η διακοπή του αερισμού του άνω πνεύμονα, γίνεται κατανοητό ότι η σχέση αερισμού αιμάτωσης επιβαρύνεται ακόμη περισσότερο (Εικ. 5.1). Εικόνα 5.1: Σχηματική απεικόνιση της πνευμονικής αιματικής ροής, του αερισμού και της σχέσης αερισμού αιμάτωσης, σε αερισμό δύο πνευμόνων και ενός πνεύμονα αντίστοιχα. Στον αερισμό ενός πνεύμονα, η ροή αίματος στον αποκλεισμένο πνεύμονα αποτελεί shunt, που προστίθεται στο shunt που ενδεχομένως υπάρχει και στον αεριζόμενο πνεύμονα. Οπότε με την ίδια εισπνεόμενη συγκέντρωση Ο 2 και την ίδια αιμοδυναμική κατάσταση του ασθενούς, παρατηρείται επιπλέον μείωση της μερικής πίεσης του οξυγόνου στο αίμα (P a O 2 ) [82]. Ο αερισμός ενός πνεύμονα δεν επηρεάζει τόσο πολύ το P a CO 2 όσο το P a O 2. Το αίμα που περνάει από το μη αεριζόμενο πνεύμονα κατακρατεί περισσότερο από το φυσιολογικό διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ), ενώ δεν προσλαμβάνει οξυγόνο (O 2 ). Αντίθετα στον αεριζόμενο πνεύμονα, το αίμα απομακρύνει περισσότερο CO 2 από το φυσιολογικό και προσλαμβάνει περισσότερο O 2. Έτσι στον αερισμό ενός πνεύμονα, ο αεριζόμενος πνεύμονας αποβάλει ικανή ποσότητα CO 2 που αντισταθμίζει την κατακράτηση CO 2 από το