Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

"Emergency medicine" №4(91), 2018

Back to issue

Preoxygenation: terminology, physiological basis, techniques, efficiency increasing methods, features in critical patients, possible risks

Authors: Мальцева Л.А., Гришин В.И., Халимончик В.В., Базиленко Д.В., Голота П.П., Гарус М.В., Шкапяк Р.А.
ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины», г. Днепр, Украина

Categories: Medicine of emergency

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Преоксигенація є значно поширеним прийомом перед індукцією в анестезію і інтубацією трахеї, призначеним для збільшення запасів кисню в організмі і, таким чином, уповільнення початку десатурації гемоглобіну під час апное. Показниками ефективності преоксигенації є збільшення фракції альвеолярного кисню, збільшення напруження кисню в артеріальній крові і зниження фракції альвеолярного азоту. Кінцева точка максимальної преоксигенації — концентрація кисню в кінці видиху 90 % або концентрація азоту в кінці видиху 5 %. Для проведення преоксигенації використовуються дві техніки: за дихальним об’ємом і шляхом глибоких вдихів. Існують різні методики для поліпшення ефекту преоксигенації. Вони включають підняття голови, апнойну дифузну оксигенацію, використання постійного позитивного тиску/позитивного тиску кінця видоху, дворівневий позитивний тиск у дихальних шляхах і трансназальну зволожену швидку інсуфляцію. Преоксигенація з високим ризиком включає таких пацієнтів, як вагітні жінки, пацієнтів, які страждають від ожиріння, дітей, осіб похилого віку, пацієнтів із супутніми легеневими захворюваннями, пацієнтів на великій висоті. Потенційні ризики преоксигенації включають відстрочене визначення стравохідної інтубації, абсорбційний ателектаз, продукцію часток активного кисню і небажані гемодинамічні ефекти. Через те що преоксигенація за часом нетривала, гемодинамічні ефекти і накопичення часток активного кисню є незначними. Абсорбційний ателектаз є наслідком преоксигенації. Для зниження ризику виникнення абсорбційного ателектазу під час преоксигенації запропоновано два підходи: помірне зниження фракції кисню до 0,8 і використання рекрутмент-маневрів, таких як постійний позитивний тиск, позитивний тиск кінця видиху і/або маневри з життєвою ємністю легень. Хоча незначний тиск фракції кисню зменшує ризик ателектазування, це відбувається за рахунок зниження кисневого резерву. Техніка преоксигенації повинна використовуватися правильно, з моніторуванням концентрації кисню в кінці видиху. Анестезіолог повинен бути ознайомлений з різними методиками проведення преоксигенації, вибираючи найбільш прийнятну.

Преоксигенация является широко распространенным приемом перед индукцией в анестезию и интубацией трахеи, предназначенным для увеличения запасов кислорода в организме и, таким образом, замедления начала десатурации гемоглобина во время апноэ. Показателями эффективности преоксигенации являются увеличение фракции альвеолярного кислорода, увеличение напряжения кислорода в артериальной крови и снижение фракции альвеолярного азота. Конечная точка максимальной преоксигенации — концентрация кислорода в конце выдоха 90 % или концентрация азота в конце выдоха 5 %. Для проведения преоксигенации используются две техники: по дыхательному объему и путем глубоких вдохов. Существуют различные методики для улучшения эффекта преоксигенации. Они включают поднятие головы, апнойную диффузную оксигенацию, использование постоянного положительного давления/положительного давления конца выдоха, двухуровневое положительное давление в дыхательных путях и трансназальную увлажненную быструю инсуффляцию. Преоксигенация с высоким риском включает таких пациентов, как беременные женщины, пациенты, страдающие ожирением, дети, лица пожилого возраста, пациенты с сопутствующими легочными заболеваниями, пациенты на большой высоте. Потенциальные риски преоксигенации включают отсроченное определение пищеводной интубации, абсорбционный ателектаз, продукцию частиц активного кислорода и нежелательные гемодинамические эффекты. Так как преоксигенация по времени не продолжительна, гемодинамические эффекты и накопление частиц активного кислорода незначительны. Абсорбционный ателектаз является следствием преоксигенации. Для снижения риска возникновения абсорбционного ателектаза во время преоксигенации предложено два подхода: умеренное снижение фракции кислорода до 0,8 и использование рекрутмент-маневров, таких как постоянное положительное давление, положительное давление конца выдоха и/или маневры с жизненной емкостью легких. Хотя незначительное давление фракции кислорода уменьшает риск ателектазирования, это происходит за счет снижения кислородного резерва. Техника преоксигенации должна использоваться правильно, с мониторированием концентрации кислорода в конце выдоха. Анестезиолог должен быть ознакомлен с различными методиками проведения преоксигенации, выбирая наиболее подходящую.

Preoxygenation is a widespread technique before induction into anesthesia and tracheal intubation, designed to increase the body oxygen stores and, thereby, to delay the onset of arterial hemoglobin desaturation during apnea. The indicators of preoxygenation effectiveness are: an increase in the fraction of alveolar oxygen, an increase in arterial oxygen tension and a decrease in the fraction of alveolar nitrogen. The end point of maximum preoxygenation is the end expiratory oxygen concentration of 90 % or end expiratory nitrogen concentration of 5 %. Two techniques are used for preoxygenation: tidal volume breathing and deep breathing. There are various techniques for improving the effect of preoxygenation. They include head lifting, apneic diffusion oxygenation, the use of continuous positive airway pressure/positive end expiratory pressure, bilevel positive airway pressure and transnasal humidified rapid insufflation ventilator exchange. High risk preoxygenation includes such patients as pregnant women, obese patients, children, the elderly, patients with concomitant pulmonary disea­ses, patients at high altitude. Potential risks of preoxygenation include a delayed esophageal intubation, absorption atelectasis, the production of active oxygen particles and undesirable hemodynamic effects. Hemodynamic effects and accumulation of active oxygen particles during preoxygenation are insignificant. Absorptive atelectasis is a consequence of preoxygenation. To reduce the risk of absorption atelectasis during preoxygenation, two approaches have been proposed: a moderate reduction in the oxygen fraction to 0.8 and the use of recruitment maneuvers such as constant positive airway pressure, positive end expiratory pressure and/or vital capacity maneuver. Although the slight pressure of the oxygen fraction reduces the risk of atelectasis, this is due to the reduction of the oxygen reserve. The technique of preoxygenation should be used correctly, with monitoring of oxygen concentration at the end of expiration. An anesthetist should be familiarized with the various methods of conducting preoxygenation, choosing the most suitable.


Keywords

преоксигенація; фізіологічні ефекти; можливі ризики

преоксигенация; физиологические эффекты; возможные риски

preoxygenation; physiological effects; possible risks


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. Snow R.G., Nunn J.F. Induction of anaesthesia in the footdown position for patients with a full stomach // Br. J. Anaesth. — 1959. — 31. — Р. 493-497.
2. Benumof J.L. Preoxygenation: best method for both efficacy and efficiency // Anesthesiology. — 1999. — 91. — Р. 603-605.
3. American Society of Anesthesiologists Task Force on Management of the Difficult Airway. Practice guidelines for the management of the difficult airway // Anesthesiology. — 2003. — 98. — Р. 1269-1277.
4. Lake A. A response to ‘Avoiding adverse outcomes when faced with “difficulty with ventilation”’ // Anaesthesia. — 2003. — 58. — Р. 945-948; Anaesthesia. — 2004. — 59. — Р. 202-203.
5. Frerk C., Mitchell V.S., McNarry A.F. et al. Difficult airway society 2015 guidelines for management of unanticipated difficult intubation in adults // Br. J. Anaesth. — 2015. — 115. — Р. 827-848.
6. Baraka A.S., Taha S.K., Aouad M.T., El-Khatib M.F., Kawkabani N.I. Preoxygenation: comparison of maximal breathing and tidal volume breathing techniques // Anesthesiology. — 1999. — 91. — Р. 612-616.
7. Baraka A.S., Salem M.R. Preoxygenation // Hagberg C.A. Benumof and Hagberg’s Airway Management, 3rd ed. — Philadelphia, PA: Mosby Elsevier, 2012. — Р. 657-682.
8. Nimmagadda U., Salem M.R., Joseph N.J. et al. Efficacy of preoxygenation with tidal volume breathing. Comparison of brea–thing systems // Anesthesiology. — 2000. — 93. — Р. 693-698.
9. Nimmagadda U., Chiravuri S.D., Salem M.R. et al. Pre–o–xygenation with tidal volume and deep breathing techniques: the impact of duration of breathing and fresh gas flow // Anesth. Analg. — 2001. — 92. — Р. 1337-1341.
10. Benumof and Hagberg’s Airway Management. — 2013. — Р. 286-288; Nimmagadda U., Salem M.R., Joseph N.J. et al. Efficacy of preoxygenation with tidal volume breathing: Comparison of breathing systems // Anesthesiology. — 2000. — 93. — Р. 1-7.
11. Gold M.I., Duarte I., Muravchik S. Arterial oxygenation in conscious patients after 5 minutes and after 30 seconds of oxygenbreathing // Anesth. Analg. — 1981. — 60. — Р. 313-315.
12. Gambee A.M., Hertzka R.E., Fisher D.M. Preoxygena–tion techniques: Comparison of three minutes and four breaths // Anesth. Analg. — 1987. — 66. — Р. 468-470.
13. Nimmagadda U., Chiravuri S.D., Salem M.R. et al. Preoxygenation with tidal volume and deep breathing techniques: The impact of duration of breathing and fresh gas flow // Anesth. Analg. — 2001. — 92. — Р. 1337-1341.
14. Benumof J.L. Preoxygenation: Best method for both efficacy and efficiency [editorial] // Anesthesiology. — 1999. — 91. — Р. 603-605.
15. Baraka A., Salem M.R., Joseph N.J. Critical hemoglobin desaturation can be delayed by apneic diffusion oxygenation // Anesthesiology. — 1999. — 90. — Р. 332-333.
16. Baraka A., Haroun-Bizri S., Khoury S., Chehab I.R. Single vitalcapacity breath for preoxygenation // Can. J. –Anaesth. — 2000. — 47. — Р. 1144-1146.
17. Eger E.I., Severinghaus J.W. The rate of rise of PaCO2 in theapneic anesthetized patient // Anesthesiology. — 1961. — 22. — Р. 419-425.
18. Алексеев А.В., Выжигина М.А., Паршин В.Д., Федоров Д.С. Апнойная оксигенация // Анестезиология и реаниматология. — 2013. — № 5. — С. 69-74.
19. Rusca M., Proietti S., Schnyder P. et al. Prevention of atelectasis formation during induction of general anesthesia // Anesth. Analg. — 2003. — 97. — Р. 1835-1839.
20. El-Khatib M.F., Kanazi G., Baraka A.S. Noninvasive bile–vel positiveairway pressure for preoxygenation of the critically ill morbidlyobese patient // Can. J. Anesth. — 2007. — 54. — Р. 744-747.
21. Joris J.L., Sottiaux T.M., Chiche J.D., Desaive C.J., Lamy M.L. Effectof bi-level positive airway pressure (BiPAP) nasal ventilationon the postoperative pulmonary restrictive syndrome in obesepatients undergoing gastroplasty // Chest. — 1997. — 111. — Р. 665-670.
22. Patel A., Nouraei S.A. Transnasal humidified rapid-insufflation ventilatory exchange (THRIVE): a physiological metho–d of increasing apnoea time in patients with difficult airways // –Anaesthesia. — 2015. — 70. — Р. 323-329.
23. Ritchie J.E., Williams A.B., Gerard C., Hockey H. Evaluation of ahumidified nasal high-flow oxygen system, using oxygraphy, capnography and measurement of upper airway pressures // Anaesth. Intensive Care. — 2011. — 39. — Р. 1103-1110.
24. Byrne F., Oduro-Dominah A., Kipling R. The effect of pregnancyon pulmonary nitrogen washout. A study of pre-oxyge–nation // Anaesthesia. — 1987. — 42. — Р. 148-150.
25. Baraka A.S., Hanna M.T., Jabbour S.I. et al. Preoxygenation of pregnant and non-pregnant women in head-up versus supine position // Anesth. Analg. — 1991. — 46. — Р. 824-827.
26. Russel E.C., Wrench J., Feast M., Mohammed F. Preoxygenationin pregnancy: the effect of fresh gas flow rates within a circle breathing system // Anaesthesia. — 2008. — 63. — Р. 833-836.
27. Baraka A.S., Taha S.K., Siddik-Sayyid S.M. et al. Supplementation of pre-oxygenation in morbidly obese patients using nasopharyngeal oxygen insufflation // Anaesthesia. — 2007. — 62. — Р. 769-773.
28. Jense H.G., Dubin S.A., Silverstein P.I., O’Leary-Escolas U. Effect of obesity on safe duration of apnea in anesthetized humans // Anesth. Analg. — 1991. — 72. — Р. 89-93.
29. Dixon B.J., Dixon J.B., Carden J.R. et al. Preoxygena–tion is moreeffective in the 25 degrees head-up position than in the supine position in severely obese patients: a randomized controlled study // Anesthesiology. — 2005. — 102. — Р. 1110-1115.
30. Gil K.S.L., Diemunsch P.A. Fiberoptic and flexible endoscopicaided techniques / Hagberg C.A. // Benumof’s and Hagberg’s Airway Management, 3rd ed. — Philadelphia, PA: Elsevier Saunders, 2013. — Р. 184-198.
31. Morrison J.E. Jr, Collier E., Friesen R.H., Logan L. Preoxygenation before laryngescopy in children: how long is enough? // Paediatr. Anaesth. — 1998. — 8. — Р. 293-298.
32. Xue F.S., Tong S.Y., Wang X.L., Deng X.M., An G. Study of theoptimal duration of preoxygenation in children // J. Clin. Anesth. — 1995. — 7. — Р. 93-96.
33. Hardman J.G., Wills J.S. The development of hypoxaemia duringapnoea in children: a computational modelling investigation // Br. J. Anaesth. — 2006. — 97. — Р. 564-570.
34. Priebe H.J. Cricoid force in children // Br. J. Anaesth. — 2010. — 104. — 511.
35. Davies G.A., Bolton C.E. Age related changes in respiratory system / Fillit H.M., Rockwood K., Woodhouse K.W. — Phi–ladelphia, PA: Saunders Elsevier. Brockhurst’s Text Book of Geriatric Medicine and Gerontology, 7th ed. — 2010. — Р. 97-100.
36. McCarthy G., Elliott P., Mirakhur R.K., McLoughlin C. A comparison of different pre-oxygenation techniques in the elderly // Anaesthesia. — 1991. — 46. — Р. 824-827.
37. Samain E., Biard M., Farah E., Holtzer S., Delefosse D., Marty J. Monitoring expired oxygen fraction in preoxygenation of patients with chronic obstructive pulmonary disease // Ann. Fr. Anesth. Reanim. — 2002. — 21. — Р. 14-19.
38. Leissner K.B., Mahmood F.U. Physiology and pathophysiology at high altitude: considerations for the anesthesio–logist // J. Anesth. — 2009. — 23. — Р. 543-553.

Similar articles

Non-invasive respiratory CPAP ventilation of obese patients before laparoscopic surgeries
Authors: Туркевич О.М.
Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, м. Львів, Україна

"Emergency medicine" №6(101), 2019
Date: 2019.10.14
Categories: Medicine of emergency
Sections: Clinical researches
The risk of obstructive sleep apnea syndrome in patients with type 2 diabetes mellitus
Authors: Даминова Л.Т.(1), Есимова Д.М.(2), Муминова С.У.(3), Садыкова Д.Ш.(3), Султанова Ф.Т.(3)
1 - Ташкентский государственный стоматологический институт, г. Ташкент, Республика Узбекистан
2 - Республиканский специализированный научно-практический медицинский центр эндокринологии, г. Ташкент, Республика Узбекистан
3 - Ташкентский педиатрический медицинский институт, г. Ташкент, Республика Узбекистан

International journal of endocrinology Том 14, №2, 2018
Date: 2018.06.18
Categories: Endocrinology
Sections: Clinical researches
Authors: Л.А. ЯШИНА, Ю.Н. СИРЕНКО, К.В. МИХЕЕВА, Институт фтизиатрии и пульмонологии им. Ф.Г. Яновского АМН Украины, г. Киев; ННЦ «Институт кардиологии им. Н.Д. Стражеско» АМН Украины, г. Киев
"News of medicine and pharmacy" Артериальная гипертензия (216) 2007 (тематический номер)
Date: 2007.11.28
Categories: Cardiology, Neurology
Sections: Specialist manual
The role of obstructive sleep apnea in atherosclerotic damage to the carotid arteries in type 2 diabetes mellitus
Authors: Дорошкевич И.П. (1), Мохорт Т.В. (2)
1 - УО «Гродненский государственный медицинский университет», г. Гродно, Беларусь
2 - УО «Белорусский государственный медицинский университет», г. Минск, Беларусь

International journal of endocrinology Том 15, №2, 2019
Date: 2019.05.28
Categories: Endocrinology
Sections: Clinical researches

Back to issue