Ультразвуковая технология в неотложной бронхопульмонологии

Г. И. Назаренко, доктор медицинских наук, профессор, Л. Е. Логинов, В. А. Трембач, кандидат медицинских наук, А. Б. Канючевский, В. В. Валетова
Медицинский центр ЦБ РФ, Москва

Эффективность антибиотикотерапии гнойно-воспалительного процесса в бронхах и легочной ткани у больных с инвазивной и неинвазивной респираторной поддержкой остается насущной проблемой. Одна из причин этого — плохая проницаемость антибиотика непосредственно в очаги воспаления в легочной ткани из-за пневмосклеротических изменений и редукции легочного кровотока. Поэтому важное значение приобретает выбор способа терапии, максимально обеспечивающего очаг воспаления в легких антибактериальными препаратами.

В настоящее время нет унифицированных и эффективно воздействующих на бронхолегочную инфекцию методов эндобронхиальной антибиотикотерапии. Определенное значение в решении этой проблемы имеют работы, выполненные ранее в клиниках ММА им. И. М. Сеченова [2, 4, 7], в которых показано, что при традиционной антибиотикотерапии больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких (ХНЗЛ) с гнойным эндобронхитом местное лечение эффективно при II степени активности эндобронхита, однако при III степени как местное, так и системное введение препаратов не всегда обеспечивает их стабильные терапевтические концентрации в очаге бронхолегочного воспаления.

В доступной литературе мы не нашли сведений о дифференцированной, в зависимости от степени активности инфекционно-воспалительного процесса, антибиотикотерапии обструктивных гнойных эндобронхитов у реаниматологических больных с продленной инвазивной и неинвазивной респираторной поддержкой.

В современной бронхопульмонологии широко используют физические факторы воздействия, в частности ультразвук. Благодаря таким явлениям, как кавитация, акустическое течение, переменное звуковое давление, которые возникают при воздействии ультразвука низкой частоты на жидкую лекарственную среду, повышаются антимикробная активность [8] и концентрация антибиотиков в биофазе в шесть-десять раз [3].

В комплексе лечения больных ХНЗЛ с обструктивным гнойным эндобронхитом приняты два способа применения низкочастотного ультразвука, при которых осуществляется эндобронхиальная активация растворов антибиотиков.

Кластеры (от англ. сluster, буквально — пучок, рой, скопление) — группы близко расположенных, тесно связанных друг с другом атомов, молекул, ионов, иногда ультрадисперсные частицы. В химии под кластерами чаще всего понимают соединения, общим структурным признаком которых является наличие остова из атомов элемента-кластерообразователя, и кластерные частицы. Теория химической связи в кластерных соединениях находится в стадии разработки [9]

I. Способ поднаркозной ультразвуковой бронхоскопической санации. Во время ригидной бронхоскопии, выполняемой с помощью жесткого бронхоскопа Фриделя по стандартной методике под общей анестезией с миорелаксацией и инжекционной искусственной вентиляцией легких (ИВЛ), в просвет главных бронхов каждого легкого поэтапно вводят жидкость и в состоянии апноэ производят ее акустическую обработку с помощью ультразвукового волновода-концентратора, помещенного в тубус (режим: частота 26,5 кГц, амплитуда 50-60 мкм, экспозиция 45 сек). Количество жидкости, вводимой в каждый бронх, составляет 100-150 мл и определяется преимущественно уровнем обструкции бронхов [6].

II. Способ поднаркозного эндобронхиального ультразвукового инжекционно-аэрозольного распыления антибиотика. При раздельной интубации главных бронхов ригидным бронхоскопом, не прекращая инжекционной ИВЛ, вводят помещенный в тубус ультразвуковой волновод-концентратор (режим тот же), на дистальном конце которого укреплена специальная насадка, обеспечивающая создание аэрозольного “факела” активированного раствора антибиотика, который таким образом подается в глубокие отделы бронхиального дерева [1].

Однако анестезиологический риск подобных бронхологических мер у реаниматологических больных может превысить их информативность и лечебный эффект. Поэтому в реализации технологии эндобронхиальной антибиотикотерапии с использованием физического фактора необходимо дальнейшее исследование модифицирующего воздействия акустического поля низкой интенсивности на растворы антибиотиков, чтобы определить возможность использования этой методики под местной анестезией.

Известно, что энергия ультразвука может проявляться в образовании тепла, в возникновении механических и, что наиболее важно, в виде химических превращений.

При этом эффект от воздействия ультразвуковых колебаний зависит от их частоты, интенсивности, времени воздействия и режима работы. Для выявления особенностей воздействия акустического фактора и уточнения характера его использования при лечебной бронхоскопии были проведены эксперименты, в которых заложен ряд методических приемов, в том числе спектральный анализ и электронный парамагнитный резонанс.

Рисунок 1. Влияние ультразвука на структуру водных растворов гентамицина

При анализе отснятых на спектрофотометре Hitachi 3400 спектров поглощения гентамицина и цефамезина обнаружено увеличение поглощающей способности обработанных низкочастотным ультразвуком (режим: частота 26,5 кГц, амплитуда 50-60 мкм, мощность 1 Вт/см2, экспозиция 30 сек) растворов антибиотиков in vitro. В течение часа после обработки определена релаксация параметров спектров поглощения к их первоначальным значениям. Эти исследования были подтверждены методом спиновых зондов и меток (электронный парамагнитный резонанс), зафиксировавшим образование в растворе антибиотика “кластеров” при УЗ-обработке в указанных режимах [3]. Выявленный механизм физико-химических превращений представлен на рис. 1.

Обнаруженное микробиологическим методом диффузии в агаре повышение активности обработанных ультразвуком растворов антибиотиков, а также зависимость процессов всасывания и распределения антибиотика от способа его введения подтверждают эффективность поднаркозной ультразвуковой инжекционно-аэрозольной бронхоскопической санации при лечении гнойно-воспалительных заболеваний легких. Преимущество этого метода заключается в локальном повышении концентрации антибиотика в очаге воспаления и, как результат, в снижении терапевтических доз препаратов.

Клиническое подтверждение получено при наблюдении и фармакокинетическом анализе поднаркозного ультразвукового инжекционно-аэрозольного распыления антибиотика у 24 больных в возрасте от 15 до 65 лет, страдавших гнойно-воспалительными поражениями бронхов (бронхоэктатическая болезнь, пневмония с бронхоэктазами, гнойный деформирующий бронхит).

У всех при диагностической бронхоскопии был констатирован диффузный гнойный эндобронхит III степени активности. Им неоднократно проводили курс антибиотикотерапии по различным схемам, однако стойкой ремиссии добиться не удавалось [7]. Результаты этого исследования продемонстрированы на рис. 2.

Однако предпринятый фармакокинетический анализ фармакологического эффекта поднаркозного ультразвукового инжекционно-аэрозольного распыления антибиотика по сути является клинико-экспериментальным обоснованием экстракорпоральной акустической обработки растворов антибиотиков при фибробронхоскопии под местной анестезией, т. к. воздушно-кислородная смесь инжекционной ИВЛ является акустически не активной средой и не проводит ультразвуковую волну.

Рисунок 2. Сопоставление концентраций гентамицина в бронхиальном секрете и сыворотке крови у больных опытной (ультразвуковое эндобронхиальное инжекционно-аэрозольное распыление + внутримышечное введение антибиотика) и контрольной группы (традиционное эндобронхиальное + внутримышечное введение антибиотика)

Проведенные исследования позволили разработать технологический процесс акустической эндобронхиальной антибиотикотерапии инфекционно-воспалительного очага в бронхолегочной системе под местной анестезией с учетом неспецифичности воздействия низкочастотного ультразвука на антибиотики различного ряда [5] и рекомендовать его использование в лечении обструктивного гнойного эндобронхита II и Ш степени активности воспаления у реаниматологических больных, когда инфекция нижних дыхательных путей толерантна к традиционной антибактериальной химиотерапии.

Антибиотикотерапия показана при II и III степенях активности воспалительного процесса, когда содержание микробных тел в 1 мл бронхиального секрета 1086 и 1045, соответственно. После тщательного туалета бронхов по классической методике и восстановления бронхиальной проходимости (промывание изотоническим раствором натрия хлорида или 0,5%-ным раствором диоксидина с последующей бронхоаспирацией содержимого) в зависимости от локализации гнойно-воспалительного процесса через катетер, соединенный со шприцем, подается подобранный в соответствии с антибиотикограммой акустически обработанный in vitro раствор антибиотика.

Предлагаемый технологический процесс представлен на рис. 3.

В качестве примера использования акустической эндобронхиальной антибиотикотерапии под местной анестезией приводим следующее клиническое наблюдение.

Рисунок 3. Схема терапевтических мероприятий в зависимости от степени активности эндобронхита

Больной Л., 21года, история болезни № 144, поступил в отделение реанимации и интенсивной терапии для хирургических больных 18.09.96 г. в крайне тяжелом состоянии с диагнозом: острый криптогенный сепсис, септикопиемия.

В процессе обследования выявлена двусторонняя стафилококковая деструкция легких, правосторонний пиопневмоторакс, левосторонняя эмпиема плевры, образование множественных бронхоплевральных свищей справа, правосторонний гнойный гонит, флегмона правого предплечья, нагноившаяся гематома правого бедра. Выполнено дренирование правой плевральной полости, вскрытие флегмоны правого предплечья, дренирование правого коленного сустава, в последующем пункция и дренирование левой плевральной полости, вскрытие нагноившейся гематомы правого бедра.

Интенсивная терапия включала искусственную вентиляцию легких, инфузионно-трансфузионную внутривенную и внутриаортальную терапию, экстракорпоральную детоксикацию, коррекцию трофического гомеостаза (парентеральное и энтерально-зондовое питание), иммунозаместительную терапию, бронхоскопическую санацию с использованием фторхинолонов и аминогликозидов по обычной методике. Рациональную антибиотикотерапию проводили на основе антибиотикограммы. Несмотря на проводимое лечение нарастала полиорганная недостаточность. При динамическом рентгенологическом, ультразвуковом и бронхоскопическом исследованиях состояния легких и плевральных полостей выявлены тяжелая средне- и нижнедолевая деструктивная пневмония справа с распадом легочной ткани и бронхоплевральными свищами, свернувшимся инфицированным гемотораксом до 700 см3.

В связи с неэффективностью консервативного лечения 1.11.96 г. выполнена операция: правосторонняя торакотомия, декортикация легкого, удаление свернувшегося гемоторакса, атипичная резекция нижней доли правого легкого, закрытие бронхоплевральных свищей. В послеоперационном периоде полиорганная недостаточность нарастала, очаги деструкции в легких не уменьшались, в смывах из бронхов высевалась устойчивая к применяемым антибиотикам (меронем, тиенам, ванкоцин, амикацин) ассоциация микрофлоры: Рseudomonas aeruginosa, Acinetobacter anitratus, Stenotrophomonas maltophilia.

В связи с недостаточной эффективностью традиционной эндобронхиальной антибиотикотерапии, проявлявшейся в толерантности к ней инфекции нижних дыхательных путей (определение в бронхиальном секрете микробной флоры в титре более чем 104) и в продолжавшейся гнойной бронхорее с элементами обструкции на уровне центральных отделов трахеобронхиального дерева, решено с 10.11.96 г. дополнить лечебное бронхологическое пособие использованием экстракорпоральной низкочастотной ультразвуковой обработкой санирующих растворов с катетеризацией сегментарных бронхов. После проведенного курса акустической эндобронхиальной антибиотикотерапии под местной анестезией наступила медленная положительная динамика: разрешение деструктивной пневмонии, свернувшегося гемоторакса и эмпиемы плевры, купирование гнойного обструктивного эндобронхита. При бактериологическом исследовании бронхиального секрета роста флоры в биосреде не отмечено. На этом фоне по данным контрольных посевов крови исчезли признаки септицемии. Наряду с этим отмечено купирование и периферических очагов инфекции, являвшихся результатом диссеминации: раны после вскрытия флегмоны предплечья стали заживать вторичным натяжением, стихли проявления гнойного гонита, уменьшились полости вскрытой нагноившейся гематомы бедра вдоль скелетированной бедренной кости.

30.12.96 г. больной выписан из стационара с выздоровлением. При динамическом диспансерном наблюдении здоров.

Из нерешенных вопросов использования ультразвуковой технологии в лечении инфекции нижних дыхательных путей в реаниматологической практике самыми важными остаются следующие:

оптимизация режима акустической эндобронхиальной антибиотикотерапии под местной анестезией на основе фармакокинетического анализа; исследование побочного эффекта в виде герпетических высыпаний на слизистых оболочках полости рта и носа, появлявшихся после бронхологического пособия с использованием низкочастотного ультразвука при любом указанном технологическом процессе.

Все вышеперечисленные вопросы определяют актуальность дальнейшего изучения ульразвуковой технологии в неотложной бронхопульмонологии.

Литература

1. Заводнов В. Я., Овчаренко С. И., Логинов Л. Е., Филиппов В. В., Морозова Н. В.. Устройство для . ультразвукового орошения лекарственными веществами: АС № 17540076 МПК А61В, 17/24. 1989.
2. Климанская Е. В., Лекомцева Ф. С., Пикалева Э. Э.. Результаты изучения распределения ампициллина и доксициклина в бронхолегочной системе у детей с хронической пневмонией // Новые лекарственные препараты. 1980. № 2. С. 8-15.
3. Логинов Л. Е., Гаврилова И. И., Климанская Е. В., Заводнов В. Я.. Эндобронхиальная ультразвуковая инжекционно-аэрозольная обработка растворов антибиотиков // Тезисы докладов IV Всесоюзной научно-технической конференции “Метрология в медицине”. М., 1985. С. 118.
4. Логинов Л. Е.. Эндобронхиальная ультразвуковая аэрозольтерапия у больных с гнойно-воспалительными заболеваниями легких: Дисс. ... канд. мед. наук. М., 1995.
5. Николаев Г. А., Лощилов В. И.. Ультразвуковая технология в хирургии. М.: Медицина. 1980. С. 226.
6. Овчаренко С. И., Заводнов В. Я., Климанская Е. В., Логинов Л. Е., Филиппов В. В., Кочановская И. В., Веденков В. Г. Способ лечения больных бронхолегочными заболеваниями с бронхообструктивным синдромом: АС № 1378844 МПК А61В 17/24, 17/32. 1987.
7. Овчаренко С. И., Логинов Л. Е., Заводнов В. Я. Антибиотикотерапия гнойно-воспалительных поражений бронхов с эндобронхиальным использованием низкочастотного ультразвука // Клин. мед. 1991. № 9. С. 29-31.
8. Химическая энциклопедия: В 5т. // Под ред. Кнунянц И. Л.. М.: Сов. энцикл., 1990. т. 2. Стб. 792-797.

Статья опубликована в журналеЛечащий Врач