История СИПАП-терапии. Часть I

Колин Салливан — врач и ученый, изменивший лечение апноэ сна

Сегодня непрерывное положительное давление в дыхательных путях — СИПАП-терапия — является основным методом лечения пациентов с выраженным обструктивным апноэ сна (ОАС). СИПАП быстро устраняет эпизоды обструкции, уменьшает дневную сонливость и другие проявления заболевания, улучшает качество сна и жизни, а также позволяет контролировать целый ряд связанных с ОАС сердечно-сосудистых осложнений. Для пациентов с тяжелым ОАС появление этого метода стало настоящей революцией.

Трудно представить, что еще несколько десятилетий назад ситуация была совершенно иной. Одним из немногих способов радикально устранить ночную обструкцию дыхательных путей при тяжелом апноэ была трахеостомия. В трахее хирургическим путем формировали искусственное отверстие и, минуя верхние дыхательные пути и уровень их обструкции, воздух во время сна поступал непосредственно в нижние дыхательные пути и легкие.

Операция была высокоэффективной, но калечащей. Она действительно спасала жизнь пациента, но цена была высокой. Трахеостома требовала постоянного ухода и сопровождалась риском местных осложнений и инфекций. Кроме того, пациент фактически становился зависимым от хирургически созданного дыхательного пути. В противном случае тяжелое нелеченое ОАС могло сопровождаться выраженной дневной сонливостью, гипоксемией и другими серьезными последствиями заболевания.

Именно поэтому история СИПАП — это не просто история нового медицинского аппарата. Это история того, как сравнительно простая физиологическая идея смогла заменить крайне травматичное лечение и радикально изменить мир медицины сна. И началась эта история с австралийского врача и физиолога Колина Эдварда Салливана.

С чего все начиналось?

Колин Салливан родился в Сиднее в 1945 году. Он окончил медицинский факультет Сиднейского Университета в 1970 году, после чего продолжил подготовку в области физиологии и заболеваний органов дыхания. В 1977 году он получил докторскую степень.

Еще до создания СИПАП Колин Салливан занимался фундаментальными исследованиями механизмов дыхания. В 1976–1978 годах он работал в Университете Торонто в Канаде в лаборатории известного физиолога Элиота Филлипсона. Здесь изучались механизмы регуляции дыхания во время сна, реакции на гипоксию и гиперкапнию, особенности дыхания во время разных стадий сна, механизмы пробуждения и взаимодействие дыхательной системы с верхними дыхательными путями. Этот период оказался исключительно важным для формирования научного мировоззрения Колина Салливана. Он оказался на стыке двух быстро развивавшихся направлений — физиологии дыхания и медицины сна.

В 1979 году Колин Салливан вернулся в Австралию и стал старшим преподавателем медицины в Сиднейского Университета, одновременно работая врачом в Королевском Госпитале Принца Альфреда. Продолжая свои исследования, он изучал механизмы нарушения дыхания во сне на экспериментальных животных. В частности, моделировалась обструкция носовых и трахеальных дыхательных путей у собак — в том числе в рамках исследований механизмов синдрома внезапной детской смерти.

Необычная маска, с которой все началось

Для таких экспериментов необходимо было получить доступ к дыхательным путям животного и одновременно измерять параметры дыхания, не выполняя трахеотомию. Колин Салливан разработал специальную маску, плотно прилегавшую к морде собаки. Для обеспечения герметичности ее фиксировали с помощью специального силиконового материала. Через маску можно было подавать воздух или газовую смесь и одновременно регистрировать параметры дыхательного потока.

На первый взгляд это была всего лишь экспериментальная методика. Но именно она впоследствии стала ключом к созданию прибора СИПАП. Салливан обнаружил принципиально важную вещь: если создать положительное давление в дыхательных путях, их просвет можно удерживать открытым даже тогда, когда мышцы верхних дыхательных путей во время сна расслабляются. Иными словами, дыхательные пути можно было не «пробивать» и не обходить хирургически — их можно было удерживать открытыми изнутри давлением воздуха.

От эксперимента к человеку

К началу 1980-х годов представления о механизмах ОАС быстро менялись. Становилось понятно, что во время сна верхние дыхательные пути могут периодически закрываться, несмотря на сохраняющиеся дыхательные усилия. В 1980 году Колин Салливан и Фрэнсис Исса опубликовали работу, посвященную патофизиологическим механизмам обструктивного апноэ сна.

Их следующий шаг был гораздо смелее. Колин Салливан решил проверить, можно ли использовать положительное давление не у животного, а у человека и сделать это через нос. Для первых пациентов требовалась маска, которая обеспечивала бы достаточно надежную герметичность. Маски изготавливались индивидуально: первоначально создавался слепок носа пациента, а затем изготавливалась соответствующая конструкция. Ранние варианты были изготовлены из стекловолокна и фиксировались к лицу с помощью силиконового материала. Сегодня такая конструкция кажется почти невероятной, но в 1980 году другого варианта просто не существовало.

1981 год: рождение СИПАП

В апреле 1981 года в журнале Lancet появилась статья Колин Салливана о возможности устранять обструктивное апноэ за счет воздушного потока, подаваемого под давлением через нос. В ней были представлены результаты лечения первых пяти пациентов с тяжелым обструктивным апноэ сна. Воздух подавался через носовую маску под постоянным положительным давлением. При этом у всех пяти пациентов удалось полностью предотвратить обструкцию верхних дыхательных путей во время сна, обеспечить нормальное дыхание и непрерывный ночной сон.

Авторы сформулировали принцип, который впоследствии стал фундаментом всей СИПАП-терапии: положительное давление действует как своеобразная «пневматическая шина» — оно поддерживает просвет верхних дыхательных путей и препятствует их коллапсу. Это было чрезвычайно простое объяснение чрезвычайно сложной проблемы. И одновременно — чрезвычайно важное медицинское открытие.

Причем эффект не был постоянным. Когда СИПАП отключали, нарушения дыхания возвращались, а когда терапию возобновляли, обструкция вновь исчезала. Это означало, что ученые нашли способ не изменять анатомию пациента хирургически, а механически контролировать патологический процесс каждую ночь.

Но первый СИПАП был далек от идеала

Сегодня достаточно трудно представить, каким был аппарат Колин Салливана. Это был не небольшой бесшумный прибор, стоящий на прикроватной тумбочке. Первый генератор воздушного потока представлял собой массивный промышленный компрессор, весящий почти 7 кг, а уровень создаваемого им шума был настолько высоким, что аппарат нельзя было нормально размещать рядом с кроватью.

Воздух подавался по гибкой трубке к системе, соединенной с носовой маской. Давление регулировалось вручную. Первоначальная система была далека от современных аппаратов, которые автоматически контролируют давление, компенсируют утечки и способны практически бесшумно работать всю ночь. Но с физиологической точки зрения устройство выполняло главную задачу. Оно создавало положительное давление. А положительное давление удерживало глотку открытой.

Скептицизм был вполне закономерен

Несмотря на впечатляющие результаты первых пациентов, медицинское сообщество встретило новую методику далеко не с восторгом. Причина была очевидна: первые СИПАП-аппараты были крайне неудобными. Пациенту приходилось спать с громоздким и шумным оборудованием, необычной маской и системой трубок. Маску необходимо было индивидуально подгонять и обеспечивать ее герметичность. Для исследователя это было приемлемо, но для повседневного домашнего лечения — совсем другая история. Более того, первые попытки воспроизвести результаты Колин Салливана не всегда были успешными.

Группа исследователей из Нью-Йорка опубликовала опыт лечения четырех пациентов и пришла к выводу, что СИПАП в существовавшем тогда виде «часто оказывается неэффективным или непрактичным». Один пациент нуждался в постоянном ночном уходе и в итоге прекратил лечение; другая пациентка вообще не могла заснуть с аппаратом; у третьего пациента сохранялись эпизоды апноэ даже при весьма высоком воздушном давлении; четвертый примерно через три часа сна внезапно проснулся и сорвал с лица маску.

На первый взгляд такие результаты могли поставить под сомнение всю концепцию. Но проблема заключалась не столько в самом принципе положительного давления, сколько в несовершенстве оборудования и методики. Именно это вскоре стало очевидно.

Следующий этап — лечение дома

Салливан продолжал совершенствовать методику. Уже в начале 1980-х годов его группа накопила значительный опыт лечения пациентов. В опубликованной в 1984 году работе сообщалось о применении СИПАП-терапии уже у 50 пациентов с тяжелым ОАС: постоянное положительное давление полностью предотвращало обструктивные апноэ во время сна. В рамках начатой ранее программы пациенты после обучения продолжали лечение дома. Дневная сонливость у них исчезала в течение нескольких дней после начала терапии и возвращалась при прекращении регулярного лечения.

Это был важный переход. СИПАП переставал быть исключительно лабораторным экспериментом и постепенно превращался в метод длительного домашнего лечения. Но оставалась одна огромная проблема: аппарат необходимо было сделать пригодным для массового использования.

Маска, которую больше не нужно было приклеивать к лицу

Одним из важнейших направлений работы Колин Салливана и его техника Джима Брудерера стало совершенствование интерфейса. В 1986 году они разработали многоразовую носовую маску, которую уже не требовалось каждый вечер приклеивать к лицу.

Вместо этого использовалась силиконовая «подушка», обеспечивавшая герметичный контакт с кожей. Она крепилась к жесткой пластиковой рамке и удерживалась системой гибких ремней. Это решение может показаться очевидным сегодня. Но именно такие, на первый взгляд небольшие, технические изменения постепенно превратили экспериментальный аппарат в медицинскую технологию, которой человек мог пользоваться каждую ночь.

От лабораторного устройства — к коммерческому аппарату

Колин Салливан понимал, что без промышленного партнера его разработка не сможет выйти за пределы университетской лаборатории.

В середине 1980-х годов начались переговоры о коммерциализации технологии. Важную роль в этом процессе сыграл представитель крупной медицинской компании Питер Фаррелл. В 1986 году при его участии был создан специализированный центр медицинских исследований, после чего проект Колин Салливана получил возможность перейти от университетской разработки к промышленному производству.

Это был поворотный момент. После нескольких лет, в течение которых оборудование фактически создавалось небольшими силами самого Колин Салливана и его техника, появилась возможность организовать полноценные научно-технические разработки и производство.

В 1988–1989 годах на рынок был выведен Sullivan Nasal CPAP System — первый коммерческий вариант системы, созданной на основе разработок Колина Салливана. Таким образом, путь от первой экспериментальной системы до коммерческого аппарата занял почти десятилетие.

От ветродуя до мировой медицинской технологии

История первого СИПАП сегодня кажется почти невероятной. В начале 1980-х годов это был огромный, шумный генератор воздушного потока массой почти семь килограммов, соединенный с индивидуально изготовленной маской, которую приходилось практически «приклеивать» к лицу пациента. Но уже к 1986 году появилась многоразовая маска, а к 1988–1989 годам — коммерческая медицинская система.

А сама идея оказалась настолько жизнеспособной, что впоследствии стала основой целой индустрии. Показательно, что даже тот самый массивный нагнетатель воздуха, на первый взгляд совершенно непригодный для массового применения, к 1986 году уже использовался примерно у 1000 пациентов, хотя это медицинские устройство было огромными и шумным. В этом и заключается один из самых удивительных парадоксов истории СИПАП. Технология была почти примитивной. Но сама идея была гениально простой.

Колин Салливан не создал очередную разновидность аппарата искусственной вентиляции легких. Он предложил принципиально иной подход к лечению заболевания: вместо хирургического обхода препятствия или попыток изменить анатомию верхних дыхательных путей — создать внутри них постоянную воздушную опору. Именно этот принцип используется в СИПАП-терапии и сегодня.

А дальше началась уже другая история — история превращения громоздкого лабораторного аппарата в маленький, тихий и интеллектуальный прибор, способный самостоятельно регулировать давление, компенсировать утечки и практически незаметно сопровождать человека всю ночь.

Продолжение следует.