Механическая респираторная поддержка

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