Механическая респираторная поддержка Доцент В.А. Мазурок 1 БИОФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ (ДВУХКОМПОНЕНТНАЯ) Р = Рдин + Рстат = F*R + V/C = R*dV/dt + V/C C = 50–80 мл/см Н2О R = 0.02–0.03 см Н2О*мин/л 2 Дыхательный цикл Pplat = Vt/C С = Vt/(Pplat – PEEP) Ppeak – Pplat = R*F F = Vt/Ti R = (Ppeak – Pplat)/F R = (Ppeak – Pplat) * Ti/Vt 3 Compliance Burton SL & Hubmayr RD: Determinants of Patient-Ventilator Interactions: Bedside Waveform Analysis, in Tobin MJ (ed): Principles & Practice of Intensive Care Monitoring 4 Растяжимость и сопротивление DV C= D P DP R= DF N = 50-80 мл/см н2о 5 ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ МРП 1. Изменение регионарного распределения легочной вентиляции • максимум вентиляции смещается к прикорневой зоне • "стереотипность" дыхательных актов грозит ателектазами 2. Нарушения дренажа мокроты • увеличение вязкости из-за высушивания слизистой • отсутствие кашля 3. Гипероксическое повреждение альвеол 6 Cough Assist Emerson Co. USA 7 ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ МРП 4. Нарушение центральной регуляции дыхания • РаСО2 «инспираторного драйва» • возбуждение рецепторов растяжения легких 5. Препятствие венозному возврату • сердечного выброса • нарушение оттока крови по яремным и печеночным венам • нарушение лимфатического дренажа 6. Задержка воды в организме • высокое ЦВД отеки • стимуляции волюморецепторов выброс АДГ 8 Физиологические проблемы МРП Травмы: •Волюмотравма •Баротравма •Ателектотравма •Биотравма •? 9 Нормальная кривая давление/объем ё 10 Перераздувание 11 Ателектотравма 12 Повышенное сопротивление 13 ОСЛОЖНЕНИЯ МРП 1. Инфекции на любом уровне системы внешнего дыхания 2. Обусловленные выбором параметров вентиляции: • отклонения ГАК, чаще респираторный алкалоз • гиповентиляция и ателектазирование • внеальвеолярный газ в грудной клетке • падение МОК и/или ОПСС 3. Обусловленные аппаратурой 14 ПАРАМЕТРЫ ДЫХАТЕЛЬНОГО ЦИКЛА ДО (Vt) ЧД (f, BR, Rate) МОД (МОВ, МВЛ, Vi, Ve) МАВ (Va) МВМП (Vd) Поток ( , Flowrate) 15 Терминология • Давление в дыхательных путях – Пиковое давление вдоха (PIP) – ПДКВ (PEEP) – Давление выше ПДКВ (PAP или ΔP) – Среднее давление (MAP) – Постоянно повышенное давление (CPAP) • Время вдоха или I:E отношение • Объем вдоха: количество газа, доставляемого за каждый вдох 16 ДИНАМИКА ДАВЛЕНИЯ В ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЯХ 17 РЕЖИМЫ МРП 18 Кривая поток/время 19 МОДУЛЬНАЯ РАБОЧАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МРП (КМЛ, 1991) 1. Запуск аппаратного вдоха: - Автоматический, независимый от больного; - по дыхательной попытке Больного: - по разрежению от ПДКВ; - по объему (интеграл потока); - по потоку в линии вдоха (Flow-by). 2. Исполнитель работы вдоха: - Аппарат: путем подачи в контур заданного Объема; - путем создания в контуре заданного Давления; - Больной (самостоятельное дыхание через контур). 3. Критерий завершения вдоха (циклирующая переменная): - подача заданного дыхательного Объема (объемная); - достижение заданного Давления (прессоциклическая); - окончание заданного Времени вдоха (таймциклическая); - падение Потока на вдохе ниже заданной величины. 4. Форма кривой потока на вдохе: - синусоидальная, прямоугольная, трапециевидная или 5. Давление в конце выдоха (ДКВ): - нулевое (ZEEP, IPPV); - положительное (PEEP, ПДКВ): управляемое, спонтанное; - отрицательное (NEEP) ? 20 Варианты кривой потока 21 Показания к МРП 1. Клинические показания: • Апноэ • Брадипноэ < 8 /мин • Тахипноэ > 35 /мин • Остро развившийся аномальный ритм дыхания • Клиника нарастающей ОДН, не купирующейся FiO2=l 2. Инструментальные данные: • ЖЕЛ<15 мл/кг • Объем форсированного выдоха < 10 мл/кг • Разрежение при вдохе из замкнутой системы < 25 см Н2О 3. Лабораторные критерии: • РаО2 < 60 мм рт. ст. • РаСО2 > 60 мм рт. ст. или < 25 мм рт. ст. • SaO2<70% • AaDO2 > 400 мм рт. ст. при FiO2 = 1 в течение 10 мин 22 Начало МРП Перевод на МРП технически идентичен вводному наркозу, т.к. должно быть выключено сознание и обеспечены условия для интубации трахеи. Выбор анестетиков (можно - чистых гипнотиков) и релаксантов подчиняется общей клинической ситуации, главным образом состоянию гемодинамики. Одна из самых безопасных схем: → если ЧСС < 80 в мин → атропин 0,01 мг/кг в/в; → после появления тахикардии → диазепам 0,3 мг/кг в/в медленно; → после выключения сознания → масочная вентиляция; → убедившись в эффективности ВИВЛ → ардуан 0,06 0,08 мг/кг в/в; → после наступления релаксации → интубация трахеи. 23 Перевод на самостоятельное дыхание • Четкая положительная динамика по основному • • • • • заболеванию Отсутствие массивной инфильтрации в легких, септических осложнений, гиперкоагуляции, гипертермии Ясное сознание и словесный контакт (если были исходно!) Появление спонтанной дыхательной активности Восстановление гортанных и глоточных рефлексов (реакция на трубку) РаО2 >80 мм рт. ст. при FiO2 <0,3 в течение суток 24 ПРОЦЕСС ПЕРЕВОДА Но если доступны все режимы: ? 25 Процедура экстубации • • • • • • • • • Лучше утром Объяснить, что собираешься делать Поднять изголовье на 20-30° Зафиксировать все показатели Приготовить систему подачи О2 через маску Приготовить все для реинтубации Тщательно санировать глотку, потом - другим катетером! - трахею Распустив манжетку, на кашлевом толчке извлечь трубку Контролировать показатели в динамике минимум 3-4 ч Допустимые сдвиги: подъем АД на 10-15 мм рт. ст., пропорциональный рост ЧСС, снижение РаСО2 не более чем на 5 мм рт. ст. - все транзиторные, с последующим возвратом к исходным цифрам в течение нескольких ближайших минут или часов. Не должно быть: падения гемодинамики, снижения темпа диуреза, падения сатурации, роста РаСО2. 26 Настройка дыхательного цикла на современных аппаратах ИВЛ 27 Цикл PCV/PC/BiLevel Давление C D B A Время A - триггерная работа B - Ускорение потока- flow acceleration percent (rise time) C - защита от чрезмерного повышения давления и поддержка дыхания D - переход к выдоху 28 Цикл PCV/PC/BiLevel Давление C D B A время A - триггерная работа B - Ускорение потока- flow acceleration percent (rise time) C - защита от чрезмерного повышения давления и поддержка дыхания D - переход к выдоху 29 Цикл PCV/PC/BiLevel Давление C D B A Время A - триггерная работа B - ускорение потока /flow acceleration percent (rise time) C - защита от чрезмерного повышения давления и поддержка дыхания D - переход к выдоху 30 Ускорение Потока % (Flow Acceleration) • Обычно обозначается как % нарастания, или как время нарастания (давления до заданного значения) • Действует во всех режимах по давлению (PC, PS, и спонтанный) • Изменяет нарастание вдоха в соответствии с потребностями пациента 31 Ускорение Потока % Временное превышение Р FAP = 1 FAP = 50 FAP = 100 F 32 Flow Acceleration Percent (FAP) PEEPHigh FAP Pressure Support P FAP PEEP T F T 33 Цикл PCV/PC/BiLevel Давление C D B A Время A - триггерная работа B - flow acceleration percent (rise time) C - защита от чрезмерного повышения давления и поддержка дыхания D - переход к выдоху 34 Активный клапан выдоха • Позволяет больному спонтанно дышать в • • • фазу заданного вдоха Сбрасывает избыточноое давление при превышении заданного значения в PCV Сбрасывает избыточноое давление при кашле Пациент больше контролирует вентиляцию, реже нужны седативные и релаксанты 35 Активный клапан выдоха P T 36 Цикл PCV/PC/BiLevel Давление C D B A Время A - триггерная работа B - Ускорение потока- flow acceleration percent (rise time) C - защита от чрезмерного повышения давления поддержка дыхания D - переход к выдоху 37 Циклирующий механизм • Время (Time) – Общепринято в респираторах для новорожденных • Объем (Volume) – Взрослые/Детские респираторы • Давление (Pressure) – Респираторы серии Bird Mark • Поток (Flow) – Pressure Support – Современные респираторы для новорожденных (FSV) 38 Чувствительность выдоха • % пикового потока, достигнув который респиратор переключается на выдох • Устанавливается так, чтобы соответствовать потребностям пациента или компенсировать утечки • Улучшает синхронизацию 39 Чувствительность выдоха % 35% (Реально) 20% (Задано) 40% (Задано) 40 Чувствительность Выдоха (ESens) Пиковый Поток 40% F 20% 5% T 41 Циклирование или ограничение Pressure Pressure Limited Time Cycled Time 42 Современная респираторная поддержка: требования цели стратегия 43 Цели: Достижение и поддержание адекватного газообмена Снижение риска легочного повреждения Снижение работы дыхания больного Оптимизация комфорта пациента 44 Новые ориентиры: Избегать перерастяжения легких Избегать недостаточного ДО Держать альвеолы открытыми Снизить FiO2 Richard Branson: Toronto Critical Care Symposium Oct 31- Nov 2, 2002 45 Стратегии респираторной поддержки Параметр Традиционная Lung-Protective Vt 10-15 ml/kg 5-10 ml/kg PIP Peak Pr<50cm H2O Plateau Pr<35 PEEP Держать FiO2<0.6 5-15 cm H2O ABG Normal, pH 7.36-7.44 Пермиссивная гиперкапния, pH 7.2-7.4 46 47 Какой режим?? AutoFlow Auto Mode VS PPS PCV 48 Volume Ventilation • Постоянный поток (Flow rate) • Гарантированный объем вдоха (Vt) • Объем вдоха не зависит от CLи Raw • Давление изменяется Pressure Flow 49 Volume Control Assist Control 50 Pressure Ventilation • Изменяемый поток • Давление не изменяется • Объем вдоха зависит от CLи Raw • Объем вдоха не гарантирован Pressure Flow 51 PCV: Assist Control 52 PCV: изменение Ti 53 Volume = Flow X Time Time Flow Rate Volume 54 Начальные установки • PС – FiO2 – Rate – I-time или I:E – PEEP – PIP or PAP • VС – FiO2 – Rate – I-time или I:E – PEEP – Tidal Volume 55 PCV: установки • Режим, частота, FIO2 и PEEP – Все тоже, что и для Volume control ventilation • Установить Ppeak <30 – 35 cmH2O – Ppeak = Pi + PEEP – Начинать Ppeak = 20 cmH2O – Ti – по умолчанию заводские установки • Время вдоха (Ti): – Зависит от задачи 56 VC или РС Compliance Pressure Ventilation : Volume Ventilation Volume Volume Pressure Pressure 57 58 Преимущества Pressure Ventilation • Поток устанавливается в соответствие с • • • • • потребностью больного Снижает работу дыхательных мышц Ограничивает пиковое давление (PIP) Можно установить время вдоха (Ti) Быстрое раскрытие альвеол Улучшенное газораспределение, V/Q соответствие и оксигенация 59 Недостатки Pressure Ventilation • Дыхательный объем меняется в зависимости от проходимости дыхательных путей и состояния легочной паренхимы: –Airway resistance (Raw) –Lung compliance (CL) 60 Маневр открытия альвеол Оборудование: • Респиратор с режимом PC • Газоанализатор • Графический дисплей • Компьютерный томограф V ВТ НТ Р 61 62 63 64 65 66 67 Взглянем на типы поддержки: • Assist Control (полная) • SIMV (частичная) • CPAP (самостоятельное) 68 Assist/Control (AC) 69 AС (volume) Ingento EP & Drazen J: Mechanical Ventilators, in Hall JB, Scmidt GA, & Wood LDH(eds.): Principles of Critical Care 70 Assist/Control Ventilation • Респиратор и пациент запускают вдох • Респиратор обеспечивает минутную вентиляцию с установленными параметрами F и Vt • Пациент запускает вдох в выставленными параметрами Vt 71 AC показания: • Нормальный дыхательный драйв при слабости дыхательной мускулатуры (в т.ч. после анестезии) • То же при увеличенной работе дыхания (низкий Сompliance при RDS) • Когда желательно разрешить пациенту дышать с его собственной частотой 72 IMV (volume-limited) Ingento EP & Drazen J: Mechanical Ventilators, in Hall JB, Scmidt GA, & Wood LDH(eds.): Principles of Critical Care 73 IMV (Intermittent Mandatory Ventilation) 74 IMV V Spontaneous Breaths Mechanical Breaths P 75 SIMV (Synchronized IMV) • В течение SIMV, использование триггера позволяет синхронизировать доставку автоматических вдохов со спонтанным дыханием. 76 SIMV 77 78 SIMV+PS 79 SIMV+PS против A/C SIMV цикл SIMV 5 bpm PS Р 12 sec A/C 5 bpm Р Time 80 SIMV показания: • Нормальный респираторный драйв при слабой дыхательной мускулатуре – в т.ч. недоношенные дети • Нормальный респираторный драйв и повышенная работа дыхания – в т.ч. «жесткие» легкие (RDS) • Поддержание самостоятельного драйва больного • Отучение от респиратора 81 Pressure Support (PS) • Дыхание запускает пациент (Patient-triggered) • Вдох ограничен по давлению (Pressure-limited) • Вдох циклируется по потоку (Flow-cycled) 82 PS 83 CPAP P • Самостоятельное дыхание при постоянно повышенном давлении 84 CPAP + PS 85 Режим ПДКВ Цели: • повышение среднего эффективного РАО2; • увеличение ФОЕ, т.е. ликвидация ателектазов. Показания: • любая стойкая изолированная гипоксемия; • все ситуации, связанные с повреждением сурфактанта; • избыток внесосудистой воды в легких; • экспираторная обструкция. А именно: • тяжелые пневмонии, ателектазы, отек легких (наиболее часто - некардиогенный, т.е. не сочетающийся с низким выбросом), РДСВ, астматический статус, состояния после утопления и ингаляции дыма. 86 Auto PEEP: воздушная ловушка 87 Утечка или воздушная ловушка 88 BiLevel PH P PL Спонтанные дыхания Pressure Support Синхронизированные переходы T 89 BiLevel + PS PEEPH PEEPHigh Pressure Support Pressure Support P PEEPL T 90 BiLevel + PS 91 BiLevel / APRV Спонтанные дыхания P Синхронизированные переходы T 92 Новые режимы респираторной поддержки 93 Движение в направлении Pressure-Limited вентиляции Главная особенность – управляемый высокий поток (High Variable Flow) 94 Избыточная работа дыхания при VC 95 Недостатки Pressure Control • Зависимость ДО от изменений легочной механики • Избыточный ДО вследствие улучшения растяжимости • Трудно предсказуемый ДО в ответ на изменение PIP или PEEP. 96 Эволюция режимов Volume control Pressure support Pressure control Dual control 97 Режимы с двойным контролем 98 Независимая переменная Независимая переменная 99 Режимы с двойным контролем • Переключение во время одного дыхательного цикла – VAPS – PA • Переключение между вдохами – Volume Support (VS) – Pressure-Regulated Volume Control (PRVC) 100 Двойной контроль в течение дыхательного цикла: Переключение между PC и VC •Volume-Assured Pressure Support (VAPS) •Pressure Augmentation (PA) 101 VAPS • Bear 1000 (Pressure Augmentation) – SIMV, AC, PS • Bird 8400STi – VAPS – SIMV – AC – PS 102 VAPS Устанавливаемые параметры: • Pressure limit • Minimum TV • Respiratory rate • Peak flow rate (когда TV < Minimum) • PEEP • FiO2 • Trigger sensitivity 103 VAPS Pressure Support P Снижение растяжимости F 104 VAPS ограничения : • Если Pressure limit слишком высокое PS • Если пиковый поток слишком низкий переключение с Pressure на Volume запаздывает увеличивается время вдоха 105 Двойной контроль между дыхательными циклами: Переключение между PS и PC • Volume Support (Flow Cycled) • Pressure-Regulated Volume Control PRVC (Time Cycled) 106 Двойной контроль между дыхательными циклами: • Минимальное пиковое давление, • • необходимое для постоянного ДО Относительно постоянный ДО при разных Сl и Raw Автоматическое снижение давления и скорости потока при постоянной минутной вентиляции 107 Двойной контроль между дыхательными циклами: • Siemens Servo-300 – Volume Support (VS) – PRVC • Hamilton Galileo – Adaptive Pressure Ventilation • Drager Evita 4 – Autoflow • Venturi Cardiopulmonary Corp. – Variable Pressure Support 108 VS Servoventilator - 300A • Pressure-limited • Flow cycled • Автоматическое снижение давления поддержки при приближении ДО к установленным параметрам 109 Volume Support • Что происходит если возрастает импеданс ( R или С)? ДО снижается давление повышается до уровня, который обеспечивает ДО с установленными параметрами 110 PRVC • Pressure-Limited • Time Cycled – Adaptive Pressure Ventilation (Galileo) – Autoflow (Drager Evita 4) • Автоматически подстраивает уровень давления поддержки для получения постоянного ДО с установленными параметрами 111 Реакция VS и PRVС на снижение растяжимости P 112 Automode • • Servoventilator - 300A Объединяет VS и PRVC в один режим вентиляции Переключение между Pressure Support и Pressure Control в зависимости от самостоятельного дыхательного драйва пациента 113 Adaptive Support Ventilation Hamilton Galileo • Двойной контроль между вдохами. Постоянная подстройка давления спонтанных и управляемых циклов. • Основная идея – параметры ДО и потока должны минимизировать эластическую и резистивную нагрузку 114 Adaptive Support Ventilation Устанавливаемые параметры: • Идеальная масса тела пациента • High Pressure alarm • PEEP, FiO2 • Flow cycle (10 – 40%) • % Volume Control (20% – 200%). • Аппарат доставляет: 100 ml/kg/min – для взрослых 200 ml/kg/min для детей как физиологическую потребность (100%) 115 ASV Врач % MV Масса тела ASV •Plimit •PEEP •FiO2 116 Adaptive Support Ventilation • Очень многогранный режим вентиляции • Не только метод отучения от ИВЛ 117 Automatic Tube Compensation (ATC) Drager Evita 4 • Преодолевает работу дыхания, обусловленную ЭТТ 118 Сопротивление эндотрахеальной трубки Изменяется с: – радиусом – длиной – скоростью потока – давлением 6 ETT P 7 ETT F 119 Automatic Tube Compensation • Давление подстраивается пропорционально известному статическому сопротивлению эндотрахеальной трубки Pтр. = Pпрокс. - Кэтт * flow2 см H2O см H2O/л/сек л/мин 120 ATС – электронное отучение? • ATC отвечает (?) на вопрос … … если ЭТТ внезапно исчезнет, как выглядело бы самостоятельное дыхание пациента? • Тест на отучение? 121 ATC сомнения: • Схожесть с PS • Как изменяется ДО при изменении • • • сопротивления ЭТТ или общего импеданса? Режим двойного контроля? Опасность внутреннего ПДКВ Не предсказывает возможность самостоятельного дыхания после экстубации 122 ATC/ARC 123 Самостоятельное дыхание ATС dCPAPinsp -2.0 mbar (!) dCPAPexp +1.2 mbar (!) Без ATС dCPAPinsp -10.4 mbar dCPAPexp + 8.8 mbar 124 Proportional Assist Ventilation (FDA ) Drager Evita 4 – Proportional Pressure Support • Высвобождаемые поток и объем пропорциональны импедансу и потребностям пациента Выставляемые параметры: • PEEP,FiO2, • Volume Assist и Flow Assist. 125 Proportional Assist Ventilation Теоретическое обоснование: Работа дыхания = = (СNorm x V) + (Raw x F) + дополнительная нагрузка • Респиратор компенсирует дополнительную нагрузку 126 The Goldilocks Principle Dr. MacIntyre N., (Critical Care Medicine 4/2000) Уровень PS должен быть “not too low, not too high, but just right” 127 Proportional Assist Ventilation • Цель – сохранять постоянной часть работы дыхания, выполняемую респиратором Пример: Volume и Flow assist 80% – – вентилятор сохранит пропорцию при разных паттернах дыхания пациента 128 Заключение • Современные респираторы могут осуществлять потенциально очень полезные режимы МРП • Предпочтительны режимы, управляемые по давлению, с гарантией ДО • Комфорт для пациента – основная задача • Быстрое совершенствование техники 129 Схема дыхательного цикла A. Триггер • Что запускает вдох? B. Лимитирующие параметры ДО • Что регулирует газоток A в течение вдоха? C. Циклирующий механизм • Что завершает вдох? B C 130 ОСНОВНЫЕ РЕЖИМЫ МРП В «МОДУЛЬНОМ» ПРЕДСТАВЛЕНИИ 131