Физиология

АНЕСТЕЗИЯ В ПЕДИАТРИИ

Лин Рази, Медицинский Колледж Висконсина, Отделение анестезиологии детской больницы Висконсина, США;
Эльмира Усалева, Научно-исследовательский Институт Материнства и Детства,
Ростов-на-Дону, Россия

В нашей статье изложены основные принципы анестезии в педиатрии, при этом особое внимание уделено анатомо-физиологическим и фармакологическим различиям между взрослыми и детьми. Отражено, как принципы взрослой анестезиологии можно адаптировать к детской практике, в том числе описаны методы мониторинга, режимы инфузионной терапии и новые достижения в лечении боли. Статья разделена на три раздела: физиология, фармакология и практические рекомендации.

ФИЗИОЛОГИЯ

Одним из главных различий между взрослыми и детьми является потребление кислорода, которое у детей превышает 6 мл/кг/мин, что вдвое больше, чем у взрослых. В сердечно-сосудистой и дыхательной системах ребёнка существуют физиологические механизмы, которые обеспечивают подобное потребление кислорода.
Сердечно-сосудистая система. Сердечный индекс (отношение сердечного выброса к площади поверхности тела) у новорожденных и детей увеличен на 30-60% для обеспечения высокого потребления кислорода. Фетальный гемоглобин, который присутствует в эритроцитах до трёх месяцев после рождения, не способен доствлять кислород к тканям столь же эффективно, как нормальный гемоглобин, т.е. кривая диссоциации гемоглобина сдвигается влево, что приводит к ухудшению отдачи кислорода. Тем не менее, у новорожденных выше концентрация гемоглобина (17 г/дл) и объём циркулирующей крови, что вместе с увеличенным сердечным выбросом компенсирует сниженное высвобождение кислорода от гемоглобина к тканям. Замещение фетального гемоглобина на взрослый начинается на 2-3 месяце жизни; этот период известен как физиологическая анемия, так как концентрация гемоглобина может упасть до 11 г/дл. Анемия может декомпенсировать доставку кислорода, если концентрация гемоглобина ниже 13 г/дл у новорожденных или ниже 10 г/дл у детей младше 6 месяцев.
Миокард новорожденных богат митохондриями, ядрами и эндоплазматическим ретикулумом для обеспечения роста клеток и синтеза белка, однако эти ткани не участвуют в сократимости и делают миокард жестким и малоподвижным. Подобные обстоятельства нарушают наполнение левого желудочка и ограничивают его способность увеличивать сердечный выброс за счёт возрастания ударного объёма (механизм Франка-Старлинга). В силу этого ударный объём у них фиксирован, и единственным путём увеличения сердечного выброса является увеличение частоты сердечных сокращений.
Симпатическая нервная система недоразвита, что предрасполагает к брадикардии. Анатомическое закрытие овального отверстия происходит между 3 и 12 месяцами. Артериальное давление увеличивается с возрастом (табл. 1).

Дыхательная система. У детей имеются важные особенности строения дыхательных путей. Голова относительно большая с выдающися затылком, короткая шея и большой язык, что создает повышенную склонность к обструкции дыхательных путей. Новорожденные в основном дышат через нос, хотя ноздри у них узкие и легко обтурируются. Гортань располагается высоко: на уровне С3 у недоношенных и С4 - у доношенных детей по сравнению с С5-6 у взрослых. Надгортанник крупный, широкий, в форме буквы U. Трахея короткая (примерно 4-9 см), направлена вниз и кзади, а правый главный бронх располагается под меньшим углом, чем левый, в силу чего легче произвести ошибочную интубацию правого бронха. Гортань раполагается больше кпереди; наиболее узкое место верхних дыхательных путей - уровень перстневидного хряща, тогда как у взрослых таковым являются голосовые связки. Диаметр трахеи у новорожденных 4-5 мм. Поскольку сопротивление газотоку через трубку прямо пропорционально длине трубки и обратно пропорционально радиусу в четвёртой степени, то отёк слизистой трахеи всего лишь на 1 мм может значительно увеличить сопротивление дыханию.
Размер эндотрахеальной трубки очень важен, т.к. слишком большая трубка будет оказывать давление на внутреннюю поверхность перстневидного хряща, что может вести к постинтубационному отёку и обструкции трахеи после удаления трубки. У детей до 10 лет следует использовать трубку без манжетки с обязательной утечкой газотока вокруг трубки при вентиляции. Трубка без манжетки обеспечивает больший внутренний диаметр по сравнению с манжеточной. Внутренний диаметр трубки соотносится с возрастом согласно данным, приведенным в табл. 2.
Из-за высокого расположения гортани и формы надгортанника интубация трахеи может быть облегчена при использовании прямого клинка, который поднимает надгортанник в отличие от изогнутого клинка Макинтоша. Хотя длина трахеи варьирует, у большинства детей до 1 года при отметке 10 на уровне дёсен конец трубки будет находиться над кариной. У старших детей формула возраст/2 + 12 позволяет рассчитать глубину введения эндотрахеальной трубки от уровня губ.
После интубации трубку нужно тщательно зафиксировать к верхней, а не к нижней челюсти, так как последняя более подвижна. Кроме того, важно тщательно проверить положение трубки с помощью аускультации и/или капнографии, если есть такая возможность.
Альвеолярная минутная вентиляция увеличивается при нарастании потребности в кислороде. Продукция углекислоты у новорожденных также увеличена, но нормальный уровень её легко поддерживается увеличением альвеолярной вентиляции. Дыхательный объём при расчете в мл/кг одинаков для взрослых и детей, поэтому увеличение альвеолярной вентиляции достигается увеличением частоты дыхания. Все эти факторы приводят к уменьшению резервных возможностей легких, поэтому даже у хорошо оксигенированного ребёнка при обструкции верхних дыхательных путей цианоз развивается за несколько секунд. Контроль дыхания у новорожденных недоразвит, и ответ на гипоксию непредсказуем, что иногда приводит к эпизодам апноэ. Недоношенные дети обладают повышенным риском возникновения апноэ после общей анестезии и требуют послеоперационного наблюдения в течение 24 часов.
У новорожденных довольно мягкая грудная клетка по сравнению с детьми и взрослыми. Это приводит к втяжению межреберных промежутков и грудины при обструкции дыхательных путей. Диафрагма обеспечивает большую часть вентиляции и всё, что приводит к ограничению её подвижности, например, увеличение живота, ведёт к респираторному дистресс-синдрому.
Почки и водный баланс. Почки новорожденного характеризуются более низкими клубочковой фильтрации, выведением натрия и концентрационной споссобностью. Эти показатели постепенно к 12 мес. достигают показателей, характерных для взрослого возраста. Вследствие этого новорожденный не может переносить большие водные нагрузки и эффективно выводить электролиты.
Внеклеточная жидкость составляет 40% веса тела у новорожденных по срвнению с 20% у взрослых. Эта разница исчезает к 2 годам. Увеличенный метаболизм новорожденных приводит в быстрому обороту внеклеточной жидкости, поэтому перерыв в нормальном приёме жидкости быстро приводит к дегидратации, и необходимо большое внимание к интраоперационному инфузионному режиму. Потребности в жидкости можно разделить на поддерживающую инфузию и возмещающую инфузию.
Поддерживающая инфузия расчитывается на почасовой основе в зависимости от веса тела. Удобным путём расчёта является следующий: 4 мл/кг на первые 10 кг, плюс 2 мл/кг на вторые 10 кг и 1 мл/кг на каждый кг свыше 20кг.

Поддерживающая инфузия заменяет жидкость, потребляемую ребёнком в норме. После большинства мелких и средних операций дети начинают пить довольно быстро и восполняют дефицит жидкости самостоятельно. Однако, после крупных операций или при наличии предоперационного дефицита жидкости потребуется возмещающая инфузия. Смесь, составленная на 30% из физиологического раствора и на 70% - из 5% раствора глюкозы, лучше всего подходит для этой цели. В качестве альтернативы можно использовать 4% глюкозу в 0.18% растворе хлорида натрия.
Возмещающая инфузия. Больные, идущие на операцию, могут нуждаться в возмещении жидкости по причине кровотечения, потерь жидкости в "третье пространство", а также из-за исходной гиповолемии. "Третье пространство" - это жидкость, потерянная из циркуляции во время операции. Часть этой жидкости участвует в формировании отёка в зоне операции, часть может быть секвестрирована в ЖКТ, и еще часть теряется при испарении. Как правило, чем обширнее операция, тем больше потребность в возмещающей жидкости. Подобные потери чаще всего возмещают такими сбалансированными солевыми растворами, как раствор Гартмана. При тяжелых потерях дополнительно используют коллоидные растворы.
Операции на поверхности тела или конечностях ведут к сравнительно небольшим потерям жидкости, и возмещение требуется только при значительной кровопотере. Абдоминальные или торакальные операции требуют гораздо большего возмещения жидкости и, нередко, являются показанием к гемотрансфузии. Как правило, при абдоминальных операциях требуется возмещение потерь третьего пространства примерно из расчета 10 мл/кг/час.
Исходный дефицит жидкости. Больные с исходным дефицитом жидкости нуждаются в его предоперационной коррекции пропорционально степени дегидратации, оцениваемой на основе анамнеза и клинических признаков. Сухая кожа и слизистые говорят о дефиците жидкости в 5%. Холодная периферия, потеря тургора, запавшие роднички, глазные яблоки и олигурия характерны для 10% дефицита. Больной с артериальной гипотензией, без реакции на боль имеет до 15% дефицита жидкости. Объём, требуемый для возмещения исходного дефицита, расчитывается как процент, умноженный на 10 мл/кг. По возможности, дефицит жидкости надо скоррегировать до операции, хотя нередко, особенно при срочных операциях, время, необходимое для проведения инфузионной терапии, бывает весьма ограничено. При отсутствии венозного доступа жидкость можно вводить внутрикостно.
Возмещение кровопотери. Оценка тяжести кровопотери по клинико-лабораторным данным варьирует в зависимости от возраста (см. табл. 1). Обычно гемотрансфузия требуется при падении гематокрита ниже 0,25 (Hb около 8 г/дл), или когда кровопотеря превышает 20% объёма циркулирующей крови. Меньшая кровопотеря может быть возмещена коллоидами (желатин, декстран или альбумин) или кристаллоидами. При использовании кристаллоидов их объём должен быть в три раза больше кровопотери. Обычно используют растовор Рингера (Гартмана) или физиологический растовор. Оптимально согревание жидкости в операционной в процессе вливания до 37-40С.
Расчёт кровопотери лучше всего достигается сбором и измерением крови в отсосе во время операции. Можно взвешивать салфетки на обычных весах. Если отнять вес сухих салфеток от общего веса, то можно определить в миллилитрах объем крови в салфетках. Во избежание погрешностей измерения, обусловленных процессом испарения, салфетки нужно взвешивать до того как они высохнут.
Температурный режим. Поддержание температуры тела ребенка во время операции может быть проблемой даже в теплых странах. Новорожденные и дети имеют большое соотношение поверхности тела к его массе, что обуславливает большую поверхность испарения, особенно в области головы. Детский организм характеризуется высокой скоростью метаболтических процессов, однако у него недостаточно жира для термоизоляции от внешней среды, и поэтому тепло теряется очень быстро. У детей младше 3 месяцев не сформировался механизм мышечной дрожи, тем не менее, у них имеются другие пути продукции тепла. Только у детей тепло вырабатывается коричневым жиром; этот жир располагается вокруг лопаток, в средостении и вокруг надпочечников и почек. Особенности терморегуляции у детей приводят к необходимости поддержания в операционной достаточно теплой температуры воздуха для уменьшения потерь тепла. Так, для новорожденных температуру в операционной надо повышать несмотря на протесты одетого в халат хирурга. Наряду с повышением температуры воздуха потери тепла можно уменьшить оборочиванием головы и конечностей ребенка шерстяной тканью, помещением его на матрас с подогревом, согреванием и увлажнением дыхательной смеси, согреванием внутривенно вводимых растворов. Иногда в жаркой операционной дети могут перегреваться, особенно если у них была высокая температура до операции; перегревание может быть усилено введением атропина и ингаляцией эфира. Температуру воздуха в операционной следует постояннго контролировать с помощью обычного термометра.