Введение
Воздушная эмболия, также известная как газовая эмболия, – это закупорка кровеносного сосуда, вызванная одним или несколькими пузырьками воздуха или другого газа в системе кровообращения. Воздух может попадать в кровоток во время хирургических вмешательств, при перерастяжении легких, декомпрессии и некоторых других причинах. У растений воздушные эмболии также могут возникать в ксилеме сосудистых растений, особенно при водном стрессе. У водолазов могут развиваться артериальные газовые эмболии как следствие перерастяжения легких. Дыхательный газ, поступающий в венозную систему легких из-за легочной баротравмы, не задерживается в альвеолярных капиллярах и, следовательно, циркулирует по всему телу через системные артерии, что несет высокий риск эмболии. Пузырьки инертных газов, образующиеся при декомпрессии, обычно формируются в венозной части системного кровообращения, где концентрация инертных газов наиболее высока. Эти пузырьки обычно задерживаются в капиллярах легких, где обычно выводятся без проявления симптомов. Если они попадают в системный кровоток через открытое овальное окно, они могут достигать и задерживаться в головном мозге, вызывая инсульт, в коронарных капиллярах, вызывая ишемию миокарда, или в других тканях, где последствия обычно менее серьезны. Первая помощь включает в себя подачу кислорода в максимально возможной концентрации, лечение шока и транспортировку в больницу, где терапевтическая рекомпрессия и гипербарическая оксигенотерапия являются методом выбора.
An air embolism, also known as a gas embolism, is a blood vessel blockage caused by one or more bubbles of air or other gas in the circulatory system. Air can be introduced into the circulation during surgical procedures, lung over expansion injury, decompression, and a few other causes. In flora, air embolisms may also occur in the xylem of vascular plants, especially when suffering from water stress. Divers can develop arterial gas embolisms as a consequence of lung over expansion injuries. Breathing gas introduced into the venous system of the lungs due to pulmonary barotrauma will not be trapped in the alveolar capillaries, and will consequently be circulated to the rest of the body through the systemic arteries, with a high risk of embolism. Inert gas bubbles arising from decompression are generally formed in the venous side of the systemic circulation, where inert gas concentrations are highest, these bubbles are generally trapped in the capillaries of the lungs where they will usually be eliminated without causing symptoms. If they are shunted to the systemic circulation through a patent foramen ovale they can travel to and lodge in the brain where they can cause stroke, the coronary capillaries where they can cause myocardial ischaemia or other tissues, where the consequences are usually less critical. The first aid treatment is to administer oxygen at the highest practicable concentration, treat for shock and transport to a hospital where therapeutic recompression and hyperbaric oxygen therapy are the definitive treatment.
Пневмония, вызванная вентилятором
Травма легких также может привести к воздушной эмболии. Это может произойти, например, после подключения пациента к аппарату искусственной вентиляции легких, когда воздух попадает в поврежденную вену или артерию, вызывая внезапную смерть. Задержка дыхания при подъеме с аквалангом также может привести к попаданию воздуха из легких в легочные артерии или вены из-за разницы в давлении.
Прямой ввод
Воздух может случайно попасть непосредственно в вену или артерию во время клинических процедур. Неправильное использование шприца для аккуратного удаления воздуха из сосудистой трубки гемодиализа может привести к попаданию воздуха в сосудистую систему. Венозная воздушная эмболия – редкое осложнение диагностических и терапевтических процедур, требующих катетеризации вены или артерии. При значительной эмболии могут быть затронуты сердечно-сосудистая, легочная или центральная нервная системы.
Механизм
Воздушная эмболия может возникнуть при наличии открытого кровеносного сосуда и градиента давления, способствующего проникновению газа. Поскольку давление кровообращения в большинстве артерий и вен выше атмосферного, воздушная эмболия обычно не возникает при повреждении кровеносного сосуда. Однако в венах, расположенных выше сердца, таких как в голове и шее, венозное давление может быть ниже атмосферного, и травма может привести к попаданию воздуха. Это одна из причин, по которой хирурги должны проявлять особую осторожность при операциях на головном мозге, а также почему при установке или удалении центрального венозного катетера из яремной или подключичной вен изголовье кровати опускают вниз. Попадая в вены, воздух направляется в правую сторону сердца, а затем в легкие. Это может вызвать сужение сосудов легких и повышение давления в правой части сердца. Если давление достаточно повысится у пациента, входящего в 20–30% населения с незакрытым овальным окном, газовый пузырь может попасть в левую сторону сердца, а затем в мозг или коронарные артерии. Именно такие пузырьки вызывают наиболее серьезные симптомы газовой эмболии. Венозная или легочная воздушная эмболия возникает при попадании воздуха в системные вены и его транспортировке в правую сторону сердца, а оттуда – в легочные артерии, где он может задерживаться, блокируя или уменьшая кровоток. Эксперименты на животных показывают, что количество газа, необходимое для этого, может значительно варьироваться. Большие количества симптоматических венозных воздушных эмболов также могут возникать при быстрой декомпрессии при глубоководных погружениях или декомпрессионных авариях, что может нарушать кровообращение в легких и приводить к дыхательной недостаточности и гипоксии.
Профилактика и скрининг
Если есть подозрение на открытое овальное окно (PFO), для диагностики дефекта может быть проведено эхокардиографическое исследование. В ходе этого теста очень мелкие пузырьки вводятся в вену пациента путем встряхивания физиологического раствора в шприце для образования пузырьков, после чего они вводятся в вену на руке. Через несколько секунд эти пузырьки становятся отчетливо видны на ультразвуковом изображении, проходя через правое предсердие и желудочек пациента. В этот момент можно наблюдать, как пузырьки непосредственно пересекают дефект межпредсердной перегородки, либо открытое овальное окно может быть временно открыто, попросив пациента выполнить маневр Вальсальвы во время прохождения пузырьков через правое сердце – действие, которое раскроет створку окна и покажет прохождение пузырьков в левое сердце. Эти пузырьки слишком малы, чтобы причинить вред во время теста, однако такая диагностика может предупредить пациента о возможных проблемах, связанных с более крупными пузырьками, образующимися при таких занятиях, как подводное плавание, где пузырьки могут увеличиваться во время декомпрессии. Тест на PFO может быть рекомендован дайверам, планирующим подвергать себя относительно высокому декомпрессионному стрессу при глубоких технических погружениях.
Диагноз
Как правило, любой дайвер, вдохнувший газ под давлением на любой глубине, который поднимается на поверхность без сознания, теряет сознание вскоре после подъема или проявляет неврологические симптомы в течение примерно 10 минут после подъема, должен рассматриваться как пострадавший от артериальной газовой эмболии. Симптомы артериальной газовой эмболии могут присутствовать, но маскироваться воздействием окружающей среды, например, гипотермией или болью от других очевидных причин. Неврологическое обследование рекомендуется при подозрении на баротравму легких. Симптомы декомпрессионной болезни могут быть очень похожи на симптомы артериальной газовой эмболии и вызывать путаницу, однако лечение в основном одинаковое. Различать газовую эмболию и декомпрессионную болезнь может быть сложно для пострадавших дайверов, и оба состояния могут возникать одновременно. История погружений может исключить декомпрессионную болезнь во многих случаях, а наличие симптомов другой баротравмы легких повысит вероятность газовой эмболии. При венозной и артериальной воздушной эмболии рекомендуется подача кислорода с высокой концентрацией. Это направлено на борьбу с ишемией и ускорение уменьшения размера пузырьков. Гипербарическая оксигенация со 100% кислородом рекомендуется пациентам с клиническими признаками артериальной воздушной эмболии, поскольку она ускоряет выведение азота из пузырьков путем растворения и улучшает оксигенацию тканей. Это особенно рекомендуется в случаях с поражением сердечно-легочной системы или нервной системы. Раннее лечение дает наибольший эффект, но оно может быть эффективным в течение 30 часов после травмы. Большинство полностью замкнутых ребризеров могут обеспечивать постоянную высокую концентрацию кислорода, богатого дыхательной смесью, и могут использоваться в качестве альтернативы аппаратам искусственной вентиляции легких с открытым контуром, подающим чистый кислород. Однако чистый кислород из кислородного баллона через маску с невозвратным клапаном является оптимальным способом доставки кислорода пациенту с декомпрессионной болезнью.
Эпидемиология
С точки зрения эпидемиологии воздушных эмболий, наибольшая частота случаев наблюдается внутриоперационным периоде. Например, частота ВАЭ (воздушной эмболии сосудов) в неврологических случаях достигает 80%, а в операциях акушерства и гинекологии может возрастать до 97% для ВАЭ. У дайверов частота возникновения составляет 7 случаев на 100 000 погружений.
В обществе и культуре
Прямая инъекционная воздушная эмболия была одним из методов, использованных бельгийским убийцей Иво Поппе для убийства некоторых своих жертв (другим методом был валиум). Уильям Дэвис, бывший медбрат в Техасе, был осужден в октябре 2021 года за убийство четырех и нанесение увечий двум пациентам путем введения воздуха в их артериальные катетеры после операции на сердце. Во время вступительных заявлений при вынесении приговора прокуроры заявили суду, что представят доказательства еще трех убийств и трех покушений на убийство. Дороти Л. Сэйерс использовала прямую инъекционную воздушную эмболию в качестве способа убийства в своем детективном романе о лорде Питере Уимси "Неестественная смерть" (1927 год, опубликованном в США в 1928 году как "Родословная Доусонов"), хотя ее описание впоследствии подверглось критике как маловероятное из-за места инъекции и объема. Воздушная эмболия была методом, использованным душевнобольной медсестрой для эвтаназии семи пациентов, находящихся на грани смерти, в эпизоде "Удивительная благодать" телесериала "Охотники за тенями". Ближе к концу романа для молодежи "И вспыхнет пламя", а также его экранизации, главная героиня Китнисс Эвердин берет шприц и наполняет его воздухом, намереваясь быстро убить Питу Мелларк с помощью воздушной эмболии.
В растениях
Воздушные эмболии обычно возникают в ксилеме сосудистых растений, поскольку падение гидравлического давления приводит к кавитации. Падение гидравлического давления происходит из-за водного стресса или физических повреждений. Ряд физиологических адаптаций направлен на предотвращение кавитации и восстановление после неё. Распространение кавитации может быть ограничено узкими порами в стенках между элементами сосудов. Ксилемный сок растения может обходить участки кавитации благодаря межсоединениям. Потеря воды может быть уменьшена путем закрытия устьиц листьев для снижения транспирации, или некоторые растения создают положительное давление в ксилеме, исходящее от корней. При повышении ксилемного давления газы, образовавшие кавитацию, могут повторно растворяться.