Граф анализ потока при ИВЛ

Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Графический анализ потока, давления и объема во время механической вентиляции. Neil R. Macintyre, MD, FCCP. Associate Professor of Medicine and Medical Director of Respiratory Care Services Duke University Medical Center Durham, North Carolina 1991, 3rd edition. Содержание. 1. Введение. Г. 2. Принципы построения графиков потока, объема и давления, плюс формирование петель. 3. Режимы вентиляции - графическое представление. 4. Оптимизация механической респираторной поддержки. 5. Решение проблем, возникающих с вентиляторами. «т. 6. Расчет физиологических параметров. 1. Введение. Механическая вентиляторная поддержка подразумевает доставку в дыхательные пути пациента определенных величин потока и давления для того, что бы обеспечить изменение легочного объема. Оптимальная механическая вентиляторная поддержка являет собой соответствующее взаимодействие этих трех параметров с дыхательной системой пациента, которое обеспечивает достижение следующих целей: 1. Альвеолярная вентиляция (т.е. элиминация СО2 и поддержание желаемого уровня РаСО2) 2. Оксигенация артериальной крови (т.е. доставка О2 и поддержание желаемого уровня РаО2) 3. Отсутствие нежелательных эффектов положительного давления (т.е. минимизация риска баротравмы или сердечно-сосудистых расстройств). 4. Обеспечение комфорта пациента (т.е. минимизация диссинхронизации) 5. Отдых дыхательных мышц и восстановление их функции (т.е. обеспечение подходящих нагрузок во время восстановления) Из этого следует, что для достижения этих целей необходим адекватный мониторинг потока, давления и объема. Однако, до недавнего времени клинические измерения потока, давления и объема ограничивались только показателями с панели управления вентилятором, цифровых мониторов и механических измерительных приборов, что делало практически невозможным проводить детальный анализ. Эта ситуация изменилась благодаря появлению дисплеев с графикой в реальном времени на современном поколении механических вентиляторов. Теперь, графический мониториыг с возможностью анализа кривых дает клиницисту возможность действительно создавать форму респираторной поддержки. Кроме того, графическая информация намного облегчает распознавание аварийных ситуаций, а также, позволяет рассчитывать определенные физиологические параметры, характеризующие функцию легких. Эти новые возможности диктуют необходимость создания обзора, где описаны основные типы кривых потока, давления и объема, а также разъяснено их практическое применение. Этот обзор был разработан с целью: 1. Дать детальное описание характеристик кривых потока, давления и объема. 2. Дать детальное описание характера кривых при различных режимах вентиляции. 3. Описать, как кривые и их характер могут быть использованы для оптимизации механической вентиляторной поддержки. 4. Описать, как кривые могут быть использованы для распознавания различных аварийных ситуаций. * 5. Описать, как кривые, в определенных обстоятельствах, могут быть использованы для расчетов описывающих функцию дыхательной системы. 2. Принципы построения графиков потока, объема и давления, плюс формирование петель. Измерение потока - предисловие. Поток измеряется в основном в контуре вентилятора (либо в инспираторном, либо в экспираторном сегменте, или в обоих). Датчики потока могут иметь различную конструкцию, но большинство из них способны измерять поток в достаточно широких пределах (от -300 до +150 литров/мин (LPM)) и должны быть относительно устойчивыми к артефактам, связанным сдвижением, ко влаге и респираторным секретам. График потока имеет две различные порции, каждую из которых необходимо анализировать отдельно. Это график инспираторного потока и график экспираторного потока. Инспираторный поток характеризуется величиной, длительностью и характером подачи потока в случае с принудительным вентиляторным вдохом (т.е., с положительным давлением) или величиной, длительностью и характером потребности в потоке для спонтанного вдоха. Для простоты, сперва, будет обсуждаться кривая инспираторного потока при принудительном механическом ядр^е, а затем, при спонтанном вдохе. После этого будет рассматриваться кривая экспираторного потока. Кривая инспираторного потока - механический вдох. Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Перевод Е.А. Хоменко, 07-02.2002, СПб На рисунке 1 представлен теоретический график инспиратор :ого потока для механического вдоха с постоянным потоком (т.е., «квадратная кривая»). Пунктиром L, ображен график

экспираторного потока, который обсуждается далее. Рисунок 1

Рисунок 1. График инспираторного потока - механический вдох. * На рисунке 1: 1 - начало потока от вентилятора. Начало инспиратсрного потока определяется двумя способами: а) по истечении,, установленного времени, определяемого длительностью всего дыхательного цикла (ТСТ - total cycle time). В этом случае, смена вдоха и выдоха осуществляется в соответствии с временным циклом (time cycled); б) пациент делает дыхательное усилие и происходит определенное изменение в системе, соответствующее заданной чувствительности вентилятора, как правило, это снижение давления в контуре или увеличение потока. В этом случае переключение с выдоха на вдох осуществляется за счет усилия пациента (patient cycled). Первый вариант часто называется «контролируемым» вдохом, а второй «вспомогательным» вдохом. 2 - наибольший инспираторный поток, часто упоминаемый как «пиковый» поток. Для механического объем-циклического вдоха пиковый поток, как правило, является установленной величиной. Однако, поток также можно задавать косвенным образом, устанавливая объем или давление плюс время вдоха, за которое вентилятор должен подать этот объем или в течение которого поддерживать заданное давление. Принимая во внимание, что при объемной вентиляции установлен постоянный поток (пример на рисунке 1), то пиковый исток здесь представляет заданный постоянный поток. Если поток не постоянен, как, например, когда фор^а потока синусоидальная, то пжовый поток отмечается в различных точках инспираторного цикла (:;мотри рисунок 4 - примеры различных форм потока). Средний инспираторный поток в течение цикла можно рассчитать по формуле:

3 - конец вдоха и прекращение подачи потока. Этот момент может наступать при подаче >• < >. заданного объема («объем циклический»), по достижение заданного потока («потокциклический»), ;, заданного давления («прессе циклический»), или по истечению времени вдоха («тайм-циклический»). 4 - длительность инспираторного потока, часто \ юминаемая как время вдоха. Время вдоха при объем-циклической вентиляции, как правило, определяется заданным объемом, пиковым потоком, и характером потока, но также, может быть и заданной в :личиной ''смотри обсуждение под №2, выше). При некоторых обстоятельствах инспираторное время ь.ожет на самом деле превышать длительность инспираторного потока, например, при использовании инспираторной паузы. 5 - общее время цикла (ТСТ). Оно определяется .аданной частотой вентиляции, т.е.' •;

Перевод ЕЛ. Хоменно, 01-02.2002, СПб Характер подачи потока на Рисунке 1 имеет форму квадратной волны, это означает, что поток имеет постоянное значение от начала вдоха, на протяжении всего времени t+нспираторной фазы. В реальной ситуации невозможно достичь «истинной» квадратной кривой, представленной на Рисунке 1. Устройства подачи потока обладают собственным временем реакции, т.е., временем, которое необходимо для ускорения потока от нулевого значения до заданного пикового значения.

Также, некоторое время необходимо для возвращения потока к нулевому значению в конце инспираторной фазы. Такая временная задержка обуславливает наличие небольшого положительного наклона в начале инспираторной фазы и небольшого отрицательного наклона в конце инспираторной фазы. Феномен времени реакции иллюстрируется на Рисунке 2, путем наложения «модифицированной» квадратной кривой на теоретически «истинную» квадратную кривую, изображенную на Рисунке 1. Рисунок 2

Рисунок 2. График постоянного инспираторного потока -модифицированный с учетом времени реакции. Наконец, в более ранних моделях вентиляторов с высоким внутренним комплайнсом и низким движущим давлением, подача потока могла значительно осложняться по причине возникновения обратного давления в контуре пациента. Разработки вентиляторов второго и третьего поколения имеют меньший внутренний комплайнс и более высокое движущее давление, что выражается в меньшем влиянии на подачу потока. Тем не менее, при высоком значении пикового инспираторного давления можно наблюдать некоторое небольшое снижение пикового потока и пропорциональное увеличение времени вдоха. Это продемонстрировано на Рисунке 3, где «модифицированная» квадратная кривая наложена на «истинную» квадратную кривую. Площадь под двумя кривыми совпадает, что отражает одинаковый доставляемый объем. Рисунок 3

Рисунок 3. График постоянного инспираторного потока -модифицированный с учетом обратного давления. Последнее поколение вентиляторов дает возможность предсказуемо изменять характер типично квадратной кривой инспираторного потока при объем-циклических вдохах. Возможные варианты включают восходящий, нисходящий и синусоидный характер кривой. На Рисунке 4 представлены эти различные формы потоков. При заданном пиковом потоке объем-циклического вдоха обратите внимание, что время инспираторной фазы варьирует таким образом, что бы площадь под кривой, и вместе с ней доставляемый объем, оставались одинаковыми. ;; Перевод Е.А. Хоренко, 01-02.2002, СПб Рисунок 4

Рисунок 4. Модификации графика инспираторного потока -объем циклические вдохи. Графин инспираторного потока - спонтанный вдох Характеристики графика инспираторного потока при спонтанном вдохе (Рисунок 5) в основном определяются характером потребности пациента. Другими словами, при спонтанном вдохе величина и длительность потока находятся в пропорциональной зависимости от потребности пациента. Характер кривой также определяется пациентом, однако, в начале и в конце инспираторной фазы на него может оказывать минимальное влияние время реакции триггер! ой системы. На Рисунке 5 представлен график инспираторного потока при спонтанном вдохе, обратите внимание, что в норме характер кривой приближается к синусоиде. Пунктирная линия отрахоет график экспираторного потока, который обсуждается далее. Рисунок 5

Рисунок 5. График инспираторного потока - спонтанный адох. На рисунке 5: 1.- начало вдоха. 2.- величина инспираторного потока, т.е. пиковый поток. 3.- конец вдоха. 4.- длительность инспираторного потока, т.е. время вдоха. График экспираторного потока. Выдох, как правило, является пассивным маневром, как при механичес/.ом, так и при спонтанном вдохе. Величина, длительность и характер графика экспираторного потока определяются комплайнсом (CI) и сопротивлением, как дыхательных путей пациента (Raw), так и контура пациента. Наиболее значимой характеристикой контура пациента является размер и длина эндсграхеальной трубки, внутренний диаметр и длина контура вентилятора, сопротивление потоку клапана выдоха/системы мониторинга объема. Неврологические расстройства и дыхательная недостаточность могут привести к активному включению дыхательной мускулатуры во время экспираторной фазы. Такая активность пациента может также влиять на величину, длительность и характер графика экспираторного потока. На Рисунке 6 представлен график экспираторного потока вместе с графиком инспираторного потока для механического вдоха (пунктирная линия). Экспираторный поток показан ниже нулевой линии. Перевод Е.А.Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 6

Рисунок 6. График экспираторного потока. , у На рисунке 6: 1.-начало выдоха. 2.- пиковый экспираторный поток. Пиковый экспираторный поток не позволяет автоматически отличить механический от спонтанного. Однако, поскольку VT при механическом вдохе, как правило, больше чем спонтанный VT, пиковый экспираторный поток при принудительном вдохе, как правило, выше, чем при спонтанном вдохе. 3.- конец экспираторного потока. Эта точка, в месте начала следующего механического вдоха, имеет значение для оценки соотношения времени вдоха и выдоха (I:E ratio), а также для определения потенциальной задержки воздуха в дыхательных путях. 4.- длительность экспираторного потока. Этот показатель не следует путать с общим временем экспираторной фазы (смотри пункт 5 ниже). 5.- общее доступное экспираторное время и составляет величину - общее время дыхательного цикла минус реальное инспираторное время. Поскольку характеристики контура пациента, которые влияют на характер экспираторного потока, как правило, остаются неизменными, то любые заметные изменения кривой экспираторного потока могут быть связаны только с изменениями комплайнса и сопротивления дыхательных путей пациента, либо с активностью пациента. Например, повышение сопротивления вследствие бронхоспазма или аккумуляции мокроты в дыхательных путях (т.е. обструкция дыхательных путей) может привести к снижению пикового экспираторного потока и увеличению продолжительности экспираторного потока. Это проиллюстрировано на Рисунке 7 путем наложения абнормальной кривой экспираторного потока на нормальный график экспираторного потока. Рисунок 7 Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб

На рисунке 7 важно понять, что если длительность экспираторного потока (1.) превышает доступное экспираторное время (2.), то происходит задержка воздуха в дыхательных путях по причине неполного выдоха. Это будет обсуждаться более детально в дальнейшем.

Как показано, на Рисунке 8, если пациент начинает активно использовать свою дыхательную мускулатуру во время экспираторной фазы, то это может привести к повышению значения пикового экспираторного потока (1.) и укорочению длительности экспираторного потока (2.). Для подтверждения этого феномена необходимо параллельно с графиком экспираторного потока пронаблюдать за пациентом. Рисунок 8 -

Измерение давления - введение. Давление как правило измеряется в контуре вентилятора, например, в тройнике пациента. Его также можно измерять в инспираторном или экспираторном сегме-те внутри вентилятора. Несмотря на то, что дыхательные пути отделены посредством эндотрахеальнс.. трубки, эти значения давления все же считают как давление в дыхательных путях (Paw). Се.,:оры давления должны обладать способностью измерять величины до 150 см Н2О, а также должны быть устойчивыми к воздействию жидкости и дыхательных секретов пациента. „ Кривая давления при механическом и спонтанном вдохе тлеет явные отличия и состоит из нескольких компонентов. Графики давления могут оказать помощь в оценке механизмов переключения циклов (смена выдоха на вдох), временных факторов, и взаимодействия между пациентом и аппаратом. Графики давления. Исследуя график давления можно легко отличить механический вдох от спонтанного. График давления при типичном спонтанном вдохе в клапанной «демандной» системе представлен на Рисунке 9. Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 9

Рисунок 9. График давления - спонтанный вдох. ~'\ На рисунке 9: 1.- падение давления при вдохе. Степень снижения давления зависит от пиковой скорости инспираторного потока пациента, предела чувствительности вспомогательной системы, и времени реакции системы подачи потока. 2.- повышение давления во время экспираторной фазы. Это увеличение давления обусловлено наличием сопротивления потоку в экспираторном сегменте контура пациента. Величина повышения давления варьирует вместе с пиковой скоростью экспираторного потока. Поскольку

пиковая скорость экспираторного потока возрастает когда дыхательная мускулатура включается во время экспираторной фазы, давление может увеличиться более выражено, если пациент активно или с усилием осуществляет выдох. Кроме того, высокий уровень постоянного потока, проходящего через контур вентилятора, может также увеличивать подъем давления во время выдоха (см. Рисунок 55). На рисунке 10 представлен типичный график давления при механическом вдохе (с положительным давлением). Рисунок 10

Рисунок 10. График давления - механический вдох. На рисунке 10: 1.-пиковое раздувающее давление, или пиковое инспираторное давление, оно определяется комплайнсом пациента, контура и сопротивлением, также как и доставляемым дыхательным объемом и скоростью потока. 2.-инспираторное время. 3.- длительность фазы положительного давления. Термин «раздувающее давление» подразумевает давление необходимое для доставки дыхательного объема. Раздувающее давление состоит из двух компонентов, давление вследствие сопротивления потоку и давление растягивающее легкие. Эти два компонента отображены на Рисунке 11. Этот график давления отображает механический вдох с инспираторной паузой (т.е., легкие поддерживаются раздутыми после того, как инспираторный поток прекратился). Рисунок 11 Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб

Рисунок 11. Составляющие раздувающего давления. Обратите внимание, что на Рисунке 11: 1.- пиковое давление в дыхательных путях (peak Paw) и отражает максимальное давление, приложенное к проксимальной части дыхательных путей для создания потока и изменения объема. Напротив, 2.- отражает плато давления в дыхательных путях (plateau Paw) и представляет собой давление, необходимое для растяжения альвеол (в условиях отсутствия потока). Обратите внимание, поскольку альвеолы находятся в нижней части дыхательных путей, то максимальное альвеолярное давление - это plateau Paw, а не peak Paw. При данном дыхательном объеме, график давления может -лениться в зависимости от скорости потока, характера потока, сопротивления дыхательных путей и .омплайнса легких. На Рисунке 12 показано изменение раздувающего давления Paw и плато Paw по сравнению с исходным состоянием, когда повышается сопротивление дыхательных путей, когда скорость потока повышается, или когда снижается комплайнс легких.

Рисунок 12

Рисунок 12. Графики давления - влияние сопротивления, потока и комплайкса при данном Vt. Термин «экспираторное давление» относится к давлению в контуре вентилятора во время экспираторной фазы. На Рисунках 9 и 10 (см. выше), где изображен график давления при спонтанном и механическом вдохе, кривая начинается и заканчивается на нулевом исходном уровне. Однако, если бы использовалось положительное давление в конце выдоха (ПДКВ), то кривая давления начиналась и заканчивалась бы на уровне заданного ПДКВ, как показано на Рисунке 13. Рисунок 13 Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб ДАВЛЕНИЕ см Н2О

ВРЕМЯ -*Рисунок 13. Повышение экспираторного давления. . -:.\Повышение экспираторного давления в контуре может предотвратить коллапс пораженных альвеол. Такое повышение давления можно получить, регулируя клапан выдоха или укорачивая экспираторное время до момента, когда альвеолы не могут полностью опорожниться (задержка воздуха). Это показано на Рисунке 14 ниже и более детально обсуждается далее. Обратите внимание, что поскольку экспираторное давление измеряется в контуре вентилятора, положительное экспираторное альвеолярное давление, обусловленное неполным опорожнением (внутреннее или ауто-ПДКВ), не будет определяться при таком измерении (Рисунок 14, нижняя панель). Рисунок 14 Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб

Рисунок 14. Создание повышенного давления на выдохе. Кроме раздувающего давления и экспираторного давления, другим важным показателем является среднее давление в дыхательных путях (mean Paw). Среднее Paw отражает усредненное давление в дыхательных путях за определенное время и эта величина коррелирует с такими эффектами механической вентиляции с положительным давлением, как стабилизация альвеол и наполнение камер сердца. Среднее Paw испытывает влияние как со стороны пикового Paw, так и со стороны ПДКВ, а также соотношения вдох : выдох (I : Е ratio). Оно также отражает как механические, так и спонтанные вдохи в режимах, где возможны оба типа дыханий. Хотя среднее давление невозможно прямо наблюдать на [рафике давления, оно концептуально представлено на Рисунке 15. Среднее Paw, как правило, выводится из измерений давления на множестве коротких интервалов. Эти измерения за определенный временной интервал суммируются и делятся на количество временных отрезков, что и дает среднее Pa.v (т.е., (Р1+Р2+....+Рп)/п). Рисунок 15

Рисунок 15. Среднее давление в дыхательных путях (Paw). На графике давления можно распознать механизм переключения циклов для механического вдоха, т.е. чем определяется включение инспираторного потока oi вентилятора. На Рисунке 10 (смотри выше), начало вдоха является зависимым от времени, т.е. тайм-циклическим, а не инициируется пациентом (смена выдоха на вдох по истечении определенного времени). Это видно из того, что перед началом увеличения давления отсутствует фаза снижения давления. На Рисунке 16 представлен механический вдох, который инициируется пациентом (т.е., смена выдоха на вдох запускается усилием пациента). Рисунок 16 Перевод ЕЛ. Хоменко, 01-02.2002, СПб

Рисунок 16. Механический вдох, инициированный пациентом. На рисунке 16 обратите внимание -давление может продолжать падать ниже предела чувствительности вспомогательной системы, пока не запущен вспомогательный вдох, и поток не начал поступать в контур пациента (реактивность системы). При неадекватно заданной чувствительности вспомогательной системы или при поверхностном дыхании пациента можно видеть эпизоды снижения давления, которые не инициируют вспомогательные вдохи. Это показано на Рисунке 17. Рисунок17 '.-'.;_• ;;.;••'•'• "". " : "•':'"".•; V-C;^.; V •: -'",] •"•"•'• '••••>•••" •,••:•.•.;

Рисунок 17. Усилие пациента недостаточно дли инициации механического вдоха. '•• На рисунке 17: 1.- и 2.- отражают поверхностные вдохи пациента, которые не превышают предела чувствительности вспомогательной системы и, следовательно, не приводят к инициированию вспомогательного вдоха. В этих условиях, в зависимости от дизайна вентилятора, при спонтанном вдохе возможно три варианта: а) пациент вдыхает газ из резервуара или из постоянного потока, или б) пациент запускает триггерную систему, которая подает дополнительный поток для поддержания исходного Paw ("leak makeup" -устранение утечки), или с) никакого потока не поступает вообще. 3.- тайм циклический механический вдох, который начинается в независимости от активности пациента. Если график давления для одного вдоха позволяет определить инспираторное время, длительность наличия положительного давления, то для определения других временных характеристик, таких как доступное экспираторное время и соотношение I : Е (вдох / выдох), необходима серия кривых давления. Это продемонстрировано на Рисунке 18. .... Рисунок 18

Рисунок 18. Расчет временных факторов. Перевод ЕЛ. Хоменко, 01-02.2002, СПб На рисунке 18: 1.- инспираторное время механического вдоха 2.- длительность фазы положительного давления 3.- время, отделяющее начало одного механического вдоха от друго 4.-механическое экспираторное время (общее доступное экспираторное >фы\ля) 5.- реальное экспираторное время пациента 1. : 4. - механическое соотношение I : Е 1. : 5. -соотношение I: Е пациента При вспомогательной принудительной механической вентиляции (с использованием режимов вентиляции по объему или по давлению) и при режимах спонтанной вентиляции, таких как синхронизированная перемежающаяся принудительная вентиляция (S1MV), как механическое, так и реальное соотношение пациента I : Е, могут варьировать от одного дыхательного интервала к другому. Для сравнения, при контролируемой механической вентиляции (с использованием режимов вентиляции по объему или по давлению), механическое соотношение I : Е - фиксировано и не изменяется. Графики давления могут также иллюстрировать серво-контроль давления за счет потока при режимах вентиляции контролируемой по давлению (PC) и с поддержкой давлением (PS). На Рисунке 19 показано два примера. В обоих примерах давление задается врачом к поддерживается вентилятором постоянным за счет изменения потока wa протяжении инспиратор.но^ фазы. Таким образом, здесь давление является независимой переменной (т.е. изменяется врачом); объем и поток являются зависимыми переменными (прямо противоположная зависимость по сравнению с объем циклическим вдохом, где поток и объем являются независимыми переменными (т.е. изменяются врачом), а давление является зависимой переменной). Рисунок 19 • :

Рисунок 19. График давления -спонтанный вдох с поддержкой давлением и здох контролируемый по давлению. Несмотря на то, что графики давления на Рисунке 19 похо>>;и, следует заметить, что вдох при вентиляции в режиме поддержки давлением запускается пациенгоы, тогда как вдох при прессо-циклической вентиляции может быть либо тайм циклическим, либо запускаться пациентом. Также, несмотря на то, что из одного графика давления это не заметно, но при вентиляции PS переключение вдоха на выдох управляется скоростью потока (см. далее), а при PC вентиляции вдох переключается на выдох тайм циклически (см. далее). ^ Графики объема. , Объем, как правило, измеряется путем интегрирования потока. На Рисунке 20 представлен типичный график объема. Перевод ЕЛ. Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 20

Рисунок 20. График объема. На рисунке 20: 1.- восходящая часть графика отражает величину дыхательного объема, доставляемого в контур пациента. В режимах вентиляции по объему, эта величина является заданной, при отсутствии активности системы автоматической компенсации комплайнса (см. ниже). В режимах вентиляции по давлению объем зависит от взаимоотношения давления, времени и сопротивления системы легких. 2.- нисходящая часть графика отражает общий экспираторный объем. Обычно экспираторный объем равен инспираторному, если нет утечки или разъединения в контуре пациента, или острой задержки воздуха в дыхательных путях. Важный смысл использования графиков объема заключается в возможности распознавать и дифференцировать такие отклонения как утечки в контуре пациента и феномены типа задержки воздуха, которые могут быть обусловлены установленными параметрами вентиляции. Эти проблемы обсуждаются более детально в следующих разделах. Автоматическая компенсация комплайнса. В режимах объем циклической вентиляции вентиляторы нового поколения при каждом вдохе автоматически компенсируют потерю дыхательного объема вследствие растяжения системы контура пациента. Как правило, это осуществляется путем расчета вентилятором общего объема растяжения для каждого вдоха, на основе известного коэффициента растяжимости контура. После этого вентилятор автоматически изменяет пиковую скорость потока или инспираторное время для доставки увеличенного объема,

что и является компенсацией растяжимости контура. На Рисунке 21 представлены графики при изменяющемся комплайнсе пациента с функционирующей системой автоматической компенсации. Обратите внимание, что график инспираторного объема показывает значение, большее нежели заданный дыхательный объем. Рисунок 21 ; Перевод ^.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб

Важно отметить, что при активной функции автоматической компенсации комплайнса снижение комплайнса пациента приведет к подаче большего инспираторного объема из вентилятора (при этом эффективный дыхательный объем остается относительно постоянным). Обратите внимание, что этот больший дыхательный объем должен быть выдохнут за доступное экспираторное время. Для предотвращения нежелательной задержки воздуха необходимо обеспечить достаточное экспираторное время. Графини потопа, давления и объема. Хотя каждый из графиков потока, давления и объема полезен в отдельности, их ценность возрастает при использовании совместно друг с другом. На Рисунке 22 показала относительная ориентация для всех трех графиков при объем циклическом механическом вдохе, один из которых тайм циклический, а другой переключается с выдоха на вдох пациентом. •;,•... Рисунок 22

На Рисунке 23 показана относительная ориентация для всех трех графиков при спонтанном вдохе. IS"

Рисунок 23. Соотношение графиков - спонтанный вдох. Графики потока, объема и давления, построенные в зависимости друг от друга («петли»). В дополнение к построению кривых потока, объема и давления в зависимости от времени, каждый из этих параметров может быть построен в зависимости от другого (Рисунки 24-26). Петля давление-объем особенно ценна при оценке работы дыхания (работа = площадь кривой давление -объем - см. раздел 6). Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 24, 25, 26

Рисунок 24. Графическая зависимость давление-объем для контрог.иру>ыого, вспомогательного и спонтанного вдохов.

Рисунок 25. Графическая зависимость давление-поток для контролирую .юго, вспомогательного и спонтанного вдохов.

Рисунок 26. Графическая зависимость объем-поток для контролирую :,юго, вспомогательного и спонтанного вдохов. 3. Режимы вентиляции - графическое представление. • Контролируемая механическая вентиляция (CMV) Вспомогательная принудительная вентиляция (Assist/CMV) • Синхронизированная перемежа.oi аяся принудительная вентиляция (S1MV) • Перемежающаяся принудительна ^е^тиляция (IMV) • Постоянное положительное давлс ше в дыхательных путях (СРАР) • Прессе циклическая вентиляция (j СУ^ Поддержка давлением (PS) • Минимальная минутная вентиляция (MMV) Характер доставки пациенту потока, давления и объема есть суть термина «режим» вентиляторной поддержки. В связи с этим, ка>.<дый реж^м имеет свои собственные характеристики графиков потока, давления и объема. Контролируемая механическая вентиляция (CiVSV). Перевод ЕЛ. Хоменко, 01-02.2002, СПб На Рисунке 27 представлено графическое отражение режима CMV. При этом режиме дыхательный объем и скорость потока для каждого вдоха задаются врачом (объем циклическая вентиляция). Также задается частота механических вдохов, и все они являются тайм циклическими. В результате, инспираторное и экспираторное время фиксированы, также постоянным остается соотношение I : Е. Рисунок 27

Рисунок 27. CMV. Обратите внимание, что в режиме CMV каждый механический вдох является тайм циклическим в отношении начала инспираторной фазы, и, что все вдохи распределены равномерно, т.е., общее время цикла (ТСТ) остается неизменным на всех дыхательных интервалах, как показано на Рисунке 27. Вспомогательная принудительная вентиляция (Assist/CMV) В режиме A/CMV, как и в CMV, дыхательный объем и скорость потока для каждого механического вдоха задаются врачом (объем циклическая вентиляция). Также устанавливается минимальная частота механических вдохов (установленная принудительная частота дыханий). В отличие от CMV, где все вдохи осуществляются тайм циклически (т.е., контролируемые), в режиме A/CMV возможно переключение на вдох инициируемое пациентом (т.е., вспомогательный вдох). Пациент может запускать дополнительные механические вдохи с частотой превышающей установленную частоту принудительных дыханий, при условии, что дыхательное усилие пациента превышает порог чувствительности вспомогательной системы. На Рисунке 28 отображено графическое представление режима A/CMV. Рисунок 28 Перевод ЕЛ. Хоменко, 01-02.2002, СПб

Рисунок 28. Assist CMV (A/CMV) Обратите внимание, на Рисунке 28 механические вдохи могут запускаться пациентом, при этом они могут быть распределены неравномерно. В клинических ситуациях, механические вдохи часто представляют собой комбинацию из вспомогательных и контролируемых вдохов. В любой момент, когда пациент не делает дыхательного усилия до истечения общего вре^ни цикла, которое определяется установленной частотой принудительных дыханий, вентилятор инициирует принудительный вдох. Если у пациента апное, то графическое отображение режима A/CMV будет годностью соответствовать графику на Рисунке 27 для режима CMV. Синхронизированная перемежающаяся принудительная вентш^> ^ия (SIR/IV) SIMV - это режим при котором возможны как механические вдохи (объем циклические с установленными объемом и потоком), так и спонтанные вдохи. Количество механических вдохов устанавливается врачом. Механические вдохи могут запускаться пацы нтом (т.е., вспомогательные) или быть тайм циклическими (т.е., контролируемыми), если у пациента апное или брадипное. Количество спонтанных вдохов определяется пациентом и может варьировать каждую минуту. На Рисунке 29 показано типичное графическое представление для режима SIMV и проиллюстрирован наиболее распространенный подход к определению времени инициации принудительных вдохов. Инспираторное усилие пациента ыониторируется на протяжении фиксированного временного отрезка, значение которого определяется установленной врачом частотой принудительных дыханий. Фиксированный временной отрезок составь; зт 60 секунд поделить на частоту принудительных дыханий. На Рисунке 29 он составляет 20 секунд (т.е., 50 секунд / 3 дыхания в 1 минуту = 20 секунд на один вдох). При условии, что чувствительность вспомогательной системы установлена адекватно, механические вдохи синхронизируются с первым инспираторным усилием пациента от начала каждого фиксированного временного отрезка. Временнь.е промежутки между механическими вдохами могут варьировать, в зависимости от характера дыхания (.ациента. Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 29

Рисунок 29. SIMV - со спонтанными усилиями пациента. Если характер дыхания пациента нерегулярный, с эпизодами апное, то характер режима SIMV может значительно варьировать, как показано на рисунке 30 Рисунок 30

Рисунок 30. Режим SIMV с периодом апное в 20 секунд. На Рисунке 30 обратите внимание, что на протяжении минуты сохраняются три механических вдоха Однако, в результате эпизода апное во втором временном отрезке тайм циклический принудительный вдох инициируется в начале третьего временного интервала (1). После этого пациент возобновил спонтанное дыхание и инициировал вспомогательный механический вдох также в третьем временном промежутке (2). Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Перемежающаяся принудительная вентиляция (IMV)

Этот режим походит на SIMV, за исключением того, что механические вдохи инициируются через равные интервалы без синхронизации с активностью пациента (v.e.; только тайм циклические). Это проиллюстрировано на Рисунке 31. Вентиляция IMV типична длл сияем, где источником газа при спонтанном дыхании является постоянный поток. Рисунок 31

Рисунок 31. Режим IMV. Постоянное положительное давление в дыхательных путях (С 'АР) СРАР - это режим спонтанного дыхания, при котором в дыха, льных путях на протяжении всего цикла спонтанного вдоха поддерживается постоянное Paw. Как ;. авило, Paw поддерживается на значении выше нуля, однако, это не является обязательным (т.е., ..онтанное дыхание в демандной системе без повышения Paw достигается при значении СРАР = 0 си i 2O). Характер дыхания, также как и пиковый поток и дыхательный объем определяются исключительно., самим пациентом. На Рисунке 32 представлено типичное графическое отображение режима СРАР с yci .-.нетленным Paw = 5 см Н2О. РИСУНОК 32 ;•'

Рисунок 32. Режим - СРАР.

Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Пресса циклическая вентиляция (PCV) PCV - это режим вентиляторной поддержки при котором врач контролирует инспираторное время и пиковое инспираторное давление. Доставляемый поток является средством достижения заданного инспираторного давления, а дыхательный объем зависит от взаимодействия между заданными показателями и комплайнсом и сопротивлением дыхательной системы. Прессе циклические вдохи могут быть либо тайм циклическими (т.е., принудительными) или инициироваться пациентом (т.е., вспомогательными). PCV можно использовать для увеличения времени вдоха в режиме инверсного соотношения (PCIRV - смотри далее) или в сочетании с традиционным соотношением I : Е, когда графики имеют определенное сходство с объем циклическими вдохами с нисходящим характером инспираторного потока. Рисунок 33

Рисунок 33. Режим PCV - вентиляция контролируемая по давлению. На рисунке 33 три прессе циклических вдоха осуществляются в трех дыхательных системах с различным комплайнсом. Обратите внимание, как изменяется поток для достижения давления и, что дыхательный объем является зависимой переменной. Также заметьте, что первые два вдоха были тайм циклическими в отношении инициирования и прекращения, тогда как третий вдох был инициирован пациентом и тайм циклическим в отношении прекращения. Таким образом, более высокие потоки в третьем вдохе являются следствием как усилия пациента, так и увеличенного комплайнса. Поддержка давлением (PS) При PS каждое инспираторное усилие пациента приводит к генерации установленного врачом уровня инспираторного давления (т.е., вдох инициируется пациентом). Таким образом, этот режим может быть использован в любом режиме спонтанного дыхания (т.е., СРАР, SIMV и MMV). Обратите внимание, что при использовании в сочетании с СРАР, PS является совершенно отдельным режимом вентиляторной поддержки. В таких условиях часто используют термин вентиляция с поддержкой давлением (PSV). PS инициируется когда падение давления при инспираторном усилии пациента превышает порог чувствительности системы. При этом происходит ускорение потока в контур пациента и проксимальное давление увеличивается до установленного уровня. Поток продолжается в соответствии с потребностью пациента, до тех пор, пока инспираторный поток не снизится до уровня приблизительно в 25% от начального потока. В этот момент поддержка давлением прекращается (т.е. поток переключается на выдох). Пациент взаимодействует с генерируемым давлением и определяет инспираторное время, поток и дыхательный объем. На Рисунке 34 представлен режим СРАР с активированной PS (т.е., PSV). Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002,'СПб Рисунок 34

Рисунок 34. Режим PSV (СРАР + поддержка давлением). Обратите внимание, что на рисунке 34 поток подгоняется необходимым образом для достижения установленного инспираторного давления. Также как и при PCV, поток изменяется в соответствии с комплайнсом и сопротивлением респираторной системы. Поток при PSV также меняется в соответствии с потребностью пациента, PSV как и PCV является режимом прессо циклической вентиляции, поэтому дыхательный объем является зависимой переменной. Если PS используется в режимах, где также возможны механические вдохи с заданными объемом и потоком (например,SIMV), то графическое представление будет таким, как показано на Рисунке 35. Механические вдохи будут доставляться с заданной врачом частотой, тогда как оставшиеся спонтанные вдохи будут поддерживаться давлением. Рисунок 35.

Перевод ЕЛ. Хоменко, 01-02.2002, СПб На некоторых вентиляторах, существует дополнительные возможности моделирования прессе циклических вдохов: 1). Корректировка начального потока («pressure slope» - наклон кривой давления, % времени нарастания давления или время реакции давления). 2). Усиление давлением вспомогательного объем циклического вдоха. Эти дополнительные возможности полезны для синхронизации вентиляторной поддержки с усилием пациента. Рисунок 36 а) и б)

Рисунок Зба. Корректировка начального потока Рисунок 366. Корректировка начального потока (наклон кривой давления) при PS. при PCV. На рисунке 36 проиллюстрированы эффекты корректировки начального потока с помощью наклона кривой давления для вдоха с поддержкой давлением (36 а) и вспомогательного прессо циклического вдоха (36 б). Обратите внимание, как при возрастании этого начального потока может меняться график давления в дыхательных путях из закругленного треугольника в остроугольный квадрат. Использование такой корректировки для оптимизации синхронизации пациента с вентилятором обсуждается далее. Перевод Е.А. Хоменко, 01-02,2002, СПб Рисуьок 37

Рисунок 37. Усиление давлением вспомогательного объем циклического вдоха. На рисунке 37 иллюстрированы эффекты добавления усиления давлением к вспомогательным объем циклическим вдохам. В этом примере вспомогательный объем циклический вдох без усиления давлением характеризуется неадекватным потоком, который не соответствует усилию пациента. Это отражено вогнутой книзу формой восходящей кривой давления. Усиление давлением позволяет дать дополнительный лоток (выше заданного врачом пикового потока), при

этом достигается установленный уровень инспираторного давления. Таким образом, усиление давлением можно описать как добавление поддержки давлением к вспомогательному объем циклическому вдоху. В этом примере усиление давлением таково, что удовлетворяется практически вся потребность пациента и кривая давления стала вогнутой кверху. Использование такой корректировки для оптимизации синхронизации пациента с вентилятором обсуждается далее. • Минимальная минутная вентиляция (MMV) MMV - это режим в котором пациенту, дышащему спонтанно в SIMV или СРАР (с или без PS) гарантируется минимальный минутный объем вентиляции. Это кажется особенно полезным в качестве страховки при использовании методики отлучения от вентилятора с изолированной PSV. Заданная вентиляторная поддержка остается неактивной до тех пор, пока пациент генерирует заданный врачом минимальный минутный объем. В большинстве разработок MMV при снижении минутного объема спонтанной вентиляции ниже уровня заданного минерального минутного объема, происходит увеличение частоты механических вдохов для обеспечение дополнительных инициируемых пациентом (вспомогательных) или тайм циклических (контролируемых) ^ охов. Графическое представление будет похоже на график первичного режима вентиляторной поддержки (SIMV, PSV или СРАР), до тех пор, пока среднил выдыхаемый минутный объем пациента на превысит заданный минимальный предел. Однако, если средний выдыхаемый минутный объем пациента падает ниже минимального предела, принудительная частота снова увеличивается для обеспечения гарантированного минимального минутного объема. При этом будет наблюдаться графическое представление как на Рисунке 38. Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 38

Рисунок 38. Пример MIV1V при режиме СРАР. На рисунке 38 первые три вдоха принадлежат пациенту, чей спонтанный дыхательный объем уменьшается, а частота дыханий увеличивается. Это может быть пациент, который не выдерживает пробной вентиляции в режиме СРАР. В точке (1) средний выдыхаемый минутный объем пациента снизился до предела минимального минутного объема. Вентилятор осуществляет два тайм циклических механических вдоха с заданной принудительной частотой. Вследствие того, что (в этом примере) эти вдохи являются тайм циклическими в отношении начала вдоха, можно определить, что у пациента апное или он совершает слабые инспираторные усилия в этот период. В точке (2) пациент совершает усилие достаточное для инициации вспомогательного вдоха. В этой точке средний выдыхаемый минутный объем превысил минимальный порог, что является критерием деактивации заданной вентиляторной поддержки. Следующее инспираторное усилие пациента не инициирует механический вдох, и является спонтанным вдохом. В режиме MMV в характере графиков могут наблюдаться значительные вариации в зависимости от того как часто средний выдыхаемый минутный объем снижается до минимального предела. 4. Оптимизация механической вентиляторной поддержки. . Обзор

• Установка Vt, f и V для обеспечения адекватной Va с минимальным давлением . Обеспечение альвеолярной стабильности • Минимизация нагрузки при спонтанном дыхании • Синхронизация со вспомогательным вдохом Отлучение от механической вентиляторной поддержки Обзор Оптимальная механическая вентиляторная поддержка подразумевает адекватное использование потока, давления и объема для достижения следующих целей: 1. Обеспечение альвеолярной вентиляций (Va). Потребности альвеолярной вентиляции зависят от метаболической активности пациента (продукция СО2 или VCO2) и желаемого уровня РаСО2. Минутный объем вентиляции (Ve) является производным от произведения Vt и f. Однако, Va является производным от произведения f и той части Vt, которая проходит через мертвое Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб пространство (Vtd) и попадает в альвеолы (Vta). Таким обра .., минутная вентиляция, которую должен обеспечивать вентилятор, является суммой - (f x ' • Vd = Ve. При оптимальной механической вентиляторной поддержке об*. :.. дается необходимая f и Vt для достижения адекватной Va. 2. Обеспечение артериальной оксигенации (РаО2) при безсаа .; ; значениях FiG2. Оксигенация легочной капиллярной крови требует адекватного соотношу и ,; >ентиляции и перфузии (V / Q). Альвеолярный коллапс (и тем самым, приближение соотношен^; V / Q к нулю) является частым явлением при дыхательной недостаточности. При механичес.х." . „нтиляции этот коллапс особенно часто развивается во время экспираторной фазы, когда давгек •? з альвеолах и дыхательных путях снижается. Оптимальная механическая вентиляторная п< л.. ;. л<а манипулирует давлением в дыхательных путях для стабилизации альвеол и, те; i ;. . лым, поддерживает адекватное соотношение V / Q. 3. Минимизация потенциального неблагоприятного влияния поьы ..; .,^я внутригрудного давления. При обеспечении задач, названных под пунктами 1. и 2., с использованием современных методов вентиляции с положительным давлением, неизбежно повыш.жг >нутригрудного давления. Высокое значение пикового давления в дыхательных путях связано с р,:с ом баротравмы; лысокое среднее давление в дыхательных путях связано с нарушение,/! снкции с рдечно-сосудис^эй системы. При оптимальной механической вентиляторной поддержке следует '/° альзовать минимальные значения инспираторного давления достаточные для адекватного газообмена. 4. Обеспечение комфорта пациента при вдохах с положител^. ,IM давлением. .Для достижения комфорта характеристики вспомогательных вдохов долж >\ удовлетворяв ь собственным вентиляторным рефлексам пациента. Для оптимизации механ .еской вентиляторной поддержки необходимо доставлять поток, давление и объем таким об ом, что бы они соответствовали вентиляторному драйву пациента. 5. Обеспечение необходимой нагрузки на дыхательные мышцы, hai >узка на дыхательную мускулатуру складывается из потребности в минутной вентиляции, сзпрот. ления дыхательной системы (CL и Raw), и нагрузки обусловленной самой системой вентилят ; ной поддержки. При превышении нагрузки над резервами мускулатуры развивается усталость д ; зтельных мышц. При оптимальной механической вентиляторной поддержке необходимо сбеоъ * ть надлежащие значения потока, давления и объема, которые дают: а) необходимую разгрузку отельных мышц -о время острого заболевания что профилактирует развитие усталости; б) кео< димую нагрузку для профилактики атрофии и восстановления силы дыхательных мышц в период ь щоровления. Учитывая эти цели, использование графиков для сптими:5 .^ии механической вентиляторной поддержки находит применение в пяти специфических ситу^ци 1. Установка Vt и f для обеспечения адекватной альвео].ярк , вентиляции (Va) л минимальными значениями давления. 2. Стабилизация коллабированных альвеол. 3. Минимизация нагрузки при спонтанных и вспомогательны^ охах. 4. Синхронизация вспомогательных вдохов с усилием пациен, 5. Частичная вентиляторная поддержка при отлучении от ИВЛ Установка Vt, f uV для обеспечения адекватной Va с минимаш ым давлением. 1. В режимах объемной вентиляции задаются следующие парам эг г 1.1. Дыхательный объем (Vt). Оптимальное значение Vt опреде/ >ется потребность > в альвеолярной вентиляции и соответствующим пиковым давлением. При постоянном значении Va и объема мертвого пространства большие Vt потребуют меньшей ча оты дыхания и те. самым меньшей общей минутной вентиляции (Ve). Это соотношение показ; ,- на Рисунке 39. Рисунок 39

/ у. "У <р • -•;. •,.-• *.*.Рисунок 39. Характер соотношения частоты и дыхатель if о объема пои постоянной Va и объеме мествсго HDOCTI} .ша. Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Однако, несмотря на снижение потребности в Ve при увеличении Vt (Рисунок 39), внутри альвеолярное давление, связанное с увеличением Vt, растет по экспоненте, отражая характеристики комплайнса респираторной системы (Рисунок 40). Рисунок 40

Рисунок 40. Соотношение давление-объем в альвеоле. Эта зависимость проиллюстрирована для трех разных Vt и легких со сниженным комплайнсом на Рисунке 41а. ; . ..-...,,.... . Рисунок 41 а

Рисунок 41 а. Экспоненциальный рост Paw при увеличении Vt вдвое. -i В клинической практике выбор Vt часто основывается на весе пациента (т.е., 10-15 мл/кг), что бы

обеспечить значение Vt больше Vtd. Однако, использование петли давление-объем, отображающей механический вдох, может помочь наиболее механически оптимальный Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб дыхательный объем (Рисунок 416). Концептуально это 1, /рый обеспечивает наибольший дыхательный объем при меньшем значении пикозого дш: ,ля. Однако, такьи факторы, как частота, время вдоха (из-за возможной задержки воз. ,• ;а' потребность в У л (потребности газообмена), могут требовать дополнительных манип^-ц!-. величиной Vt ^ля достижения оптимальной вентиляторной поддержки в клинических yuiutu Рисунок 415

Рисунок 416. Определение механически оггшма^ьн л j v :ъема. 1.2. Частота объем циклических вдохов (f). В режиме Cfuv s .ггота принудительных дыханий определяется потребностью в Ve и желаемым Vt. В ре/л ..к A/CMV частота принудительных дыханий определяется минимальной потребностью в V& \ > аемым Vt. В режимах SIMV / IMV клиницист должен определить какую задать частоту •.,. .... дительных дыханий, исходя из способности пациента к спонтанной вентиляции и учитыЕ ля ev долю в общей потребности в Ve. На ранних стадиях отлучения от вентиляции необходимо ,••. . авливать частоту дыханий выше, для того что бы обеспечить полностью минимальную пот. с >, ,:ть в Ve (как npi, режиме A/CMV). Однако, на поздних стадиях отлучения частота принудите^, .ых дыханий дол^сна становиться намного ниже по мере того как увеличивается доля спонтанно вентиляции пациента. В обычных режимах IVSMV, которая рассматривается как фоновая при Sllv ./ или СРАР (с или без поддержки давлением) в случае апное ил брадипное, минимальная п нудительная Ve (установленный минимальный минутный объем) вместе с желаемым Vt опр деляют частоту принудительных дыханий. 1.3. Скорость инспираторного потока (инспираторное время и .отношение I : £). Оптимальная

Перевод ЕЛ. Хоменко, 01-02.2002, СПб скорость инспираторного потока определяется желаемым Vt, инспираторным и экспираторным временем, и результирующим давлением в легких. При постоянном значении Vt и частоты, при более высокой скорости инспираторного потока наблюдается более короткое время вдоха, более длительное время выдоха (низкое соотношение I : Е), и высокое давление, обусловленное резистивными свойствами дыхательных путей. Наоборот, при меньшей скорости инспираторного потока наблюдается более длительное время вдоха, короткое время выдоха (высокое соотношение I : Е), и низкое давление, обусловленное резистивными свойствами дыхательных путей. Эти соотношения показаны на Рисунке 42. Рисунок 42 Обратите внимание, что характер объемной вентиляции, при котором длинное Ti или высокая частота дыханий, может привести к настолько короткому времени выдоха, что он может оказаться неполным. При этом разовьется задержка воздуха и повышение альвеолярного и конечноэкспираторного давления («внутреннее» ПДКВ) с последующим увеличением остаточного объема (функциональная остаточная емкость или ФОЕ).; смотри нижнюю часть на Рисунке 14. Характерные изменения графиков потока, объема и давления которые наблюдаются при развитии задержки воздуха во время объемной вентиляции указаны на Рисунке 43. Рисунок 43

Рисунок 43. Задержка воздуха при объемной вентиляции (стабильное состояние). Если при объем циклической вентиляции задержка воздуха достаточно значительна, пиковое давление может нарастать до тех пор, пока не достигнет значения предела тревоги. В такой ситуации различные модели вентиляторов функционируют по-разному. Большинство Перевод Е.А. Хоменкс, 01-02.2002, СПб продолжают вентиляцию с заданной частотой, вызыва,. п< .горную активацию тревоги предела давления. Однако, если экспираторное время настойке коротко, что исхч. ное давление в дыхательных путях также растет, в некоторых глоделя в*... гиляторов после ;-:тизации тревоги предела давления предусмотрена пауза до возвращен^,, д ления до исходно; величины перед следующим механическим вдохом. В таких условиях ^.дсь'.та механической ь жтиляции может стать нерегулярной, а активация тревоги предела да! .ier.,..-i будет перемеж;. >щейся (Рисунок 44). Рисунок 44 .

Рисунок 44. Прогрессирующая задержка воздуха так велика то приводит к повышению исходного давления в дыхательных путях.

Обратите внимание, что на Рисунке 44, ТСТ вдоха, п, л котором достигается предел давления, увеличено, что бы обеспечить адекватный выдох, '-кспираторный Vt превышает значение инспираторного объема этого вдоха. Избыточный и ьем является частью задержанного в дыхательных путях воздуха за время двух предыдущих .-;до>.ов.. Если такая последовательность повторяется несколько раз в минуту, реальная частота дыханий окажется ниже а,.данной. 1.4. Другие параметры объем циклического вдоха, характер потока, инспираторная ^луза и усиление давления также могут использоваться при объем циклической вентиляции для улучшения вентиляционно-перфузионных соотношений или для улучшения синхронизации Эти параметры обсуждаются далее. 2. В режимах контролируемых по давлению, задаются следующие параметры: 1 2.1. Инспираторное давление (Pi). Инспираторное давление достигается и поддер лвается за счет циклического изменения потока, при котором заданное давление достигается ">ыстро. Поэтому поток носит нисходящий характер, но может флуктуировать при наличии \. ллия пациента. Конечный дыхательный объем определяется взаимодействием Pi, инспиратор .ого времени, CI пациента, Raw и спонтанной активности (если присутствует). 2.2. Инспираторное время (Ti). Инспираторное время - это время в течение котормо удерживается заданное Инспираторное давление. Ti задается врачом при режиме PCV и определяется пациентом при дыхании в режиме PS. При вдохе в режиме PCV, поток может существовать, а может и нет на протяжении всего инспираторного времени, в зависимости от заданного значения Pi, CI, Raw и наличия усилия пациента. Как указано выше, Vt определяется ; заимодействием между всеми этими параметрами (Рисунки 33, 34, 4£). ;. :'\ • •• . . «r^\ v •• ; , Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 45

Рисунок 45. Взаимодействие усилия пациента, CL и Raw в определении Vt, v доставляемого при вдохе с контролируемым давлением (PCV). 2.3. Частота прессе циклических вдохов (f). Как и при объем циклической вентиляции, произведение Vt и f определяют минутный объем вентиляции. Кроме того, пациент своим усилием может запускать вспомогательные прессо циклические вдохи, превышая заданную частоту дыханий, тем самым увеличивая минутный объем. Как и при объем циклической вентиляции, характер прессо циклической вентиляции (т.е., длинное Ti, высокая f) может приводить к возникновению столь короткого Те, что развивается задержка воздуха и внутреннее ПДКВ. Это проиллюстрировано на Рисунке 46. Обратите внимание, что по сравнению с объем циклической вентиляцией, внутреннее ПДКВ при прессо циклической вентиляции приводит к снижению Vt на фоне не изменяющегося Paw. Перевод ЕЛ. Хоменко, t, .-02.2002, СПб Рисунок 46

Рисунок46. Задержка воздуха при вентиляции по давлению (сгаби.Г|£»ное состояние). Обеспечение альвеолярной стабильности. Одним из проявлений паренхиматозного поражения легких является альвеолярная нестабильность и коллабирование альвеол. Это приводит к нарушение аент^ляционноперфузионных соотношений в сторону их снижения (I V/Q) и развитию шунтирования (V/Q=0). На фоне вентиляции с положительным давлением, альвеолярный коллапс с наибольшей вероятностью развивается во время выдоха (Рисунок 47). :, Рисунок 47

Рисунок 47. Paw и растяжение альвеол в норме и а£ л поражении. Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Альвеолярную нестабильность можно снизить следующим образом: 1). Приложение давления на выдохе

или 2). Увеличение инспираторного времени. Это обсуждается далее. Приложение давления на выдохе. Создание положительного давления в конце выдоха (ПДКВ) отображено на Рисунке 48а. При этом маневре наблюдается увеличение исходного давления в дыхательных путях, что предотвращает полное опорожнение, и коллабирование альвеол. Обратите внимание, что на фоне постоянного VI, после добавления ПДКВ, все значения раздувающего давления повышаются (т.е., пиковое, среднее и исходное). Рисунок 48а

Рисунок 48а. Стабилизация альвеол при помощи ПДКВ. * Эффекты ПДКВ на альвеолярный коллапс можно также оценить, анализируя петлю давлениеобъем, кроме того, это может помочь в определении уровня ПДКВ необходимого для минимизации коллабирования (Рисунок 486). Рисунок 486

Рисунок 486. Определение соответствующего ПДКВ для минимизации коллапса. Увеличение инспираторного времени. 'ч Увеличение инспираторного времени является альтернативой ПДКВ в отношении стабилизации альвеол. Пролонгирование инспираторной фазы (и, тем самым, длительности приложения раздувающего давления) с последующим укорочением экспираторной фазы отображено на Рисунке 49а. Если увеличение Ti достаточно велико, то можно добиться «реверсирования соотношения I : Е», так как при этом инспираторная фаза, которая в норме составляет одну вторую - одну треть от экспираторной фазы, будет длиннее. Увеличения Ti при объем циклических вдохах можно добиться путем использования низкой скорости инспираторного потока или добавляя инспираторную паузу. При прессо циклической вентиляции увеличение длительности инспираторной фазы достигается за счет длительного Ti. В независимости от способа реализации, увеличение инспираторного времени, по всей видимости, обеспечивает альвеолярную стабильность за счет двух механизмов: а) Более длительное время смешивания газов на вдохе и б) Развитие внутреннего ПДКВ в связи с укорочением экспираторного времени. Эффект от увеличения времени смешивания газов при вдохе проиллюстрирован на Рисунке 49а. Перевод Е.А. Хоменко, 01-32.2002, СПб Рисунок 4Sa

Рисунок 49а. Альвеолярная стабильность за счет длительного времени смешивания газов. Обратите внимание, что для максимального проявления эффекта более длительного времени смешивания газов часто используются режимы дыхания, при которых происходит быстрое раздувание альвеол (например, прессе циклическая вентиляция). Эффекты внутреннего ПДКВ, развивающегося при сь; лсен^и окспираторного времени, схожи с эффектами от приложения ПДКВ (например, альвеолы стьбшгыз-. >уются из-за того, что им не удается полностью опорожниться) - Рисунок 496. -т.- • ; ^ > , Рисунок 496

Рисунок 496. Альвеолярная стабильность за счет внутреннего ПДКВ. Начало развития внутреннего ПДКВ по мере укорочения Тз, как . :и объем циклической, т; .с и при прессе циклической вентиляции, характеризуется невозможностью гра> *а экспираторного потока вернуться к нулю (Рисунки 43 и 46). Однако, как уже было упомянуто, а/...мние внутреннего ПДКВ на Paw и Vt различно в зависимости от режима вентиляции (Сравьите F .сунки 43 и 46). Измерение величины внутреннего ПДКВ является достаточно сложной процедурой, поскольку давление в проксимальных отделах дыхательных путей не отражает внутреннего ПДКВ аловеолах. Однако, внутренне ПДКВ можно рассчитать несколькими способами: а) Сравнение L,,. -ieHi-.й пикового Paw в режиме объем циклической вентиляции на фоне и без адекватного Те (Ри^нок 50); б) Сравнение

Vt при прессо Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб циклической вентиляции с и без адекватного Те (Рисунок 51); с) техника экспираторной задержки (Рисунок 52). Рисунок 50 tf

Рисунок 50. Увеличение пикового Paw - как мера внутреннего ПДКВ (объемная вентиляция). Рисунок 51

Рисунок 51. Снижение Vt - как мера объема задержанного воздуха (вдох, контролируемый по давлению). Рисунок 52. Методики задержки ьыдоха - как мера задержки возг. ха. Минимизация нагрузки при спонтанном дыхании Под нагрузкой понимается сопротивление, преодолеваемое дыхательной мускулатурой во время спонтанного дыхания, обусловленное системой вентиляторк >й поддержки. Основными

источниками сопротивления во время не вспомогательных спонтанных вдохоз являются: 1). Чувствительность демандной клапанной системы и время ео, реакции (Рисунок 53); 2). Сопротивление эндотрахеальной трубки (Рисунок 54). Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 52

Рисунок 52. Методики задержки выдоха - как мера задержки воздуха. Минимизация нагрузки при спонтанном дыхании Под нагрузкой понимается сопротивление, преодолеваемое дыхательной мускулатурой во время спонтанного дыхания, обусловленное системой вентиляторной поддержки. Основными источниками сопротивления во время не вспомогательных спонтанных вдохов являются: 1). Чувствительность демандной клапанной системы и время ее реакции (Рисунок 53); 2). Сопротивление эндотрахеальной трубки (Рисунок 54). ; Рисунок 53

чувствительность рИСуНок 53. СРАР - работа, связанная с чувствительностью триггера временен реакции клапана.

и

Рисунок 54.

Рисунок 54. Давление необходимое для спонтанного потока через сечение эндотрахеальной трубки. ; В дополнение к использованию контуров с низким комплайнсом и сопротивлением вместе с высоко технологичными клапанами демандной системы, для улучшения чувствительности и времени реакции, можно также использовать системы постоянного потока. Рисунок 55

Рисунок 55. Постоянный поток - влияние на работу. Обратите внимание на Рисунке 55, что по мере возрастания постоянного потока, площадь под графиком исходного давления во время вдоха снижается (т.е., снижается работа дыхания на вдохе), тогда как площадь под кривой экспираторного давления увеличивается (вследствие повышения сопротивления экспираторному потоку). Оптимальная величина постоянного потока приводит к минимизации работы дыхания на вдохе без избыточного увеличения экспираторного давления. Обратите внимание, в примере на Рисунке 55 при значении постоянного потока свыше 20 Л/мин, наблюдается минимальное дальнейшее снижение работы дыхания на вдохе (т.е., площадь под кривой исходного давления остается практически без изменения), хотя экспираторное давление продолжает расти. Поэтому, постоянный поток в 20 Л/мин является оптимальным уровнем в приведенном примере.

Обратите внимание, что при избыточных уровнях пс;тоян,:.го потока (выше потребности пациента в потоке) мониторинг графика объема может не осуществляться в связи с отсутствием инспираторного снижения давления. При наличии в контуре небольших утечек мо.хет разиться проблема, связанная с чувствительностью триггера. В таких условиях снижение исходного фонового давления в контуре может автоматически запускать вспомогательные вдохи. Врач мож,:п отреагировать на это снижением чувствительности триггера и с помощью этой меры уменьшит- автоматическую инициацию вдохов. Однако, при непостоянных утечках такое изменение чувствительности приведет к периодическому повышению нагрузки на пациента. Альтернативным подходом к этой проблеме является использование вентилятора, который обеспечивает компенсацию утечки потоком. Далеэ следует детальное обсуждение компенсации утечек. Минимизация нагрузки, обусловленной сопротивлением з^дотрахеальной трубки, может осуществляться за счет применения трубок большего диаметра или добавления небольшой величины поддержки давлением PS (Рисунок 56). Рисунок 56

Рисунок 56. Использование PSV для преодоления нагрузка, налагаемой эндотрахеальной трубкой. Синхронизация со вспомогательным вдохом Вспомогательные вдохи осуществляются с использованием той >i демандной триггерной системы, что и спонтанные вдохи, как описано выше (Рисунок 53). Таким обр -зом, триггирование вспомогательного вдоха построено на тех же принципах, что и спонтанного. Однако, вспомогательный вдох должен также осуществлять доставку газовой смеси в количестве, достаточном для разгрузки мускулатуры от работы, связанной с вентилированием легких. В случае полностью вспомогательного вдоха (т.е. объем цикпич<_ ого вспомогательного вдоха, прессе циклического вдоха вспомогательного вдоха, или вдоха с бол* ;.: /;м уровнем поддержки давлением) доставка потока должна полностью соответствовать потреб* >^ги пациента в потоке. Стратегия обеспечения этого соответствия обсуждается ниже. (Особый сл\ м,л использования низких уровней PS для частичной разгрузки мускулатуры при отлучении от ИВЛ обсуждается в следующем разделе). 1. Стратегия при объем циклических вспомогательных вдохах. Для оценки синхронизации полезно сравнить график давления при вспомогательном (активном) и принудительном (пассивном) вдохе (Рисунок 57). Если при вспомогательном вдохе обеспечивается адекватный поток, удовлетворяющий потребности пациента, то график давления будет похож на график давления при принудительном вдохе. Перевод ЕЛ. Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 57

р __ Контролируемый и два вспомогательных объемных вдоха (один не гИСуНОК О/. СИНХрОННЫИ вследствие неадекватного ускоряющегося типа потока, один синхронный на фоне более адекватного квадратного типа потока). Изменяя скорость потока (Рисунок 42) или форму кривой потока (Рисунок 58), можно добиться синхронизации вспомогательных объем циклических вдохов. Другим способом синхронизации объем циклических вдохов является использование возможности «усиления потока», реализованной на некоторых вентиляторах (т.е., доставляемый поток выше заданной величины). Такое усиление потока можно устанавливать таким образом, что бы предотвращать падение давления в дыхательных путях ниже исходного значения (Рисунок 59). Рисунок 58

ВРЕМЯ——*»-Рисунок 58. Альтернативные формы потока для объемного вдоха. Рисунок 59

Рисунок 59. Диссинхрония при объемном вспомсгательнс/л вдохе частично уменьшена за счет усиления потока до достижения исходного давления. Более новым подходом является использование усиления давления (Рисунок 37). Как уже было описано, эта методика сочетает поддержку давлением с объем Ц1 клическим вспомогательным вдохом. Использование этой методики проиллюстрировано на Рисун .е 60а, где представлен пациент со значительной диссинхронизацией при объем циклических вспомогательных вдохах. В этом примере низкий уровень усиления давления частично улучшает несоответствие потока доставляемого аппаратом и требуемого пациентом (сравните вдохи В и С на Рисунке 60а). Однако, более высокие уровни усиления давления (приближающиеся к давлению при прессе циклических вдохах) обеспечивают адекватный поток, полностью удовлетворяющий потребность. Это выражается в виде гладкой, выгнутой кверху кривой графика давления, который напоминает контролируемы^ вдох с прямоугольной формой потока (сравните вдохи А и D на Рисунке 60а). - ^ ]•; , Рисунок 60а

Рисунок 60а. Диссинхрония при объемном вспомогательно: ]дохе меньше за счет усиления

давления. Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Диссинхронизацию пациента с вентилятором можно также оценивать с использованием петель давление - объем (Рисунок 60б). Рисунок 60б

Рисунок 60б. Диссинхрония при объемном вспомогательное вдохе -петли давление - объем. 2. Стратегия при прессе циклической вентиляции. В общем, поскольку инспираторный поток подбирается аппаратом таким образом, что бы обеспечивать заданный уровень давления, такой режим позволяет более эффективно достигать синхронизации вдохов с усилиями пациента, по сравнению с объем циклическими вспомогательными вдохами. Несмотря на это, даже прессо циклический вдох может не давать оптимальной синхронизации, поскольку все равно сохраняется внутренняя задержка между демандным сигналом со стороны пациента (изменение плеврального давления) и улавливающей точкой вентилятора (проксимальное давление в дыхательных путях). Достаточно часто источником диссинхронизации может служить скорость начального потока. Более того, поскольку большинство вентиляторов разработано для подачи максимального потока в начале вдоха, пациенты с менее активным респираторным драйвом могут оказаться перегруженными объемом. Для сравнения, пациенты с очень высокими значениями респираторного драйва могут требовать высокие значения начального потока. Для решения этой проблемы в некоторых современных системах предусмотрены режимы с регулируемым начальным потоком («наклон давления», также называется Время Инспираторного Подъема % или Время реакции давления). Влияние этих режимов отражено на Рисунке 61 и 62. Рисунок 61

Рисунок 61. Благоприятные эффекты увеличения начального потока PS у пациента с очень активным дыхательным усилием. Перевод Е.А. Хомен^о, 01-02.2002, СПб Рисунок 62

Рисунок 62. Благоприятные эффекты замедления начсльн^о логока PS у пациента с менее активным дыхательны.,! усилием. Отлучение от механической вентиляторной поддержки. Под отлучением от вентиляторной поддержки подразуие; ...ют процесс постепенного увеличения нагрузки на респираторную мускулатуру. Таким образом, 3iO является частичной респираторной поддержкой, специально предназначенной для возвращения части нагрузки мыьщам. Процесс отлучения может продолжаться только по мере того, как вентиляторная нагрузка становится переносимой. Таким образом, идеальные условия для отлучения определяются скоростью разрешения патологического процесса в легких и восстановления респираторной мускулатуры. Нагрузка на дыхательные мышцы пациента во время отлучения должна быть достаточной для стимуляции активности мускулатуры и снижения давления в контуре, но в то же времм. не настолько велика, что бы провоцировать перегрузку дыхательных мышц и их истощение. Несмотря на то, что для мониторирования этих эффектов разработано много параметров, фактически, лиыь собственное ощущение центральной нервной системы в отношении переносимости нагрузки, что отражается в характере вентиляции, является лучшим индикатором во время увеличения нагрузки и отлучения от вентилятора. Для увеличения нагрузки и отлучения обычко используется три методики: 1). A/CMV, перемежающаяся со спонтанным дыханием (дыхание через «Т»-образный контур); 2). SIMV / IMV; и 3). PSV. Независимо от используемой методики, до настоящего времени лучшим доступным монитором являются графики, отражающие характер вентиляции. Отлучение с использованием SIMV обычно начинается с высокого уровня поддержки (высокая частота объемных вспомогательных вдохов) и заключается в снижении частоты вспомогательных вдохов. Мониторирование характера вентиляции во время переносимой и непереносимой нагрузки при использовании SIMV проиллюстрировано на Рисунках 63 и 64. Перевод ЕЛ. Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 63

Рисунок 64

Рисунок 64. SIWIV - пациент активен (есть утомление). Отлучение с использованием PSV обычно заключается в начале вентиляции с высоким уровнем поддержки (PSV MAX, уровень PSV, дающий Vt в 10-12 мл/кг и практически снимающий всякую нагрузку с мышц пациента). Последующее отлучение от режима PSV MAX достигается путем прогрессивного снижения уровня поддержки давлением, что постепенно возвращает нагрузку при каждом вдохе на мышцы пациента. Опять таки, частота и регулярность вдохов служат индикатором комфорта и способности пациента переносить нагрузку.. Рисунки 65-68 демонстрируют прогрессивное снижение уровня поддержки давлением во время попытки отлучения от вентиляторной поддержки. Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 65

Рисунок 66

* Обратите внимание, что на Рисунке 66 представлен тст жи пациент, что и н:, Рисунке 65, за исключением того, что врач установил меньший уровень поддержки давлением (PS). Рэгулярные вдохи с частотой 22 в минуту свидетельствуют о том, что данная нагрузка не приводит ^ утомлению. На Рисунке 67 установлен еще более меньший'уровень PS. Регулярные вдохи с частоте .i 26 в 1 минуту свидетельствуют о том, что налагаемая нагрузка также не приводит к утомлению. На Рисунке 68, где PS была уменьшена до 40% от PS MAX, характер дыхания нерегулярный и имеется тенденция к тахипное (34 вдоха в 1 минуту). Это свидетельствует о том, что налагаемая нагрузка привела к усилению. Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 67, 68

Рисунок 67. Отлучение - PSV=60% от PSV МАХ. частота спонтанных вдохов=34, нерегулярные

Рисунок 68. Отлучение - PSV=40% от PSV MAX. Независимо от используемого режима отлучения, многие вентиляторы имеют возможность обеспечивать «запасной» режим вентиляторной поддержки, который служит «мерой безопасности» на случай, если у пациента развивается брадипное, апное или снижается частота спонтанного дыхания или дыханий с PS (например, MMV). Эти режимы разработаны для обеспечения минимального минутного объема (заданная частота, Vt и MV), когда спонтанные вдохи пациента, вспомогательные или с PS дают минутный объем ниже заданной величины. Параметры такого страховочного режима вентиляции - f, Vt, V оптимизируются как описано выше для принудительной объемной или вспомогательной объемной вентиляции. Дополнительным необходимым параметром является минимальный минутный объем (MinMV). У пациентов просыпающихся после анестезии или седации, MinMV следует устанавливать на уровне, который бы мог обеспечивать адекватный для газообмена минутный объем вентиляции (Рисунок 6^- -- ; . ..... •/..- ;. . , -. -•- .:-.- -,;. : -. - ' .. . , Перевод ЕЛ. Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 69

Рисунок 69. MMV- у пациента апное. По мере того, как пациент возобновляет спонтанные вдохи, он J .-т на себя определенный процент общего минутного объема, как показано на Рисунке 70. Конечной i-епью является 100% обеспечение MinMV за счет усилий пациента. Рисунок 70

Рисунок 70. MIVIV с SIMV • пациент активен. На Рисунке 70 пациент возобновил спонтанное ды>. ние. Частота механических вдохов снизилась. Некоторые из механических вдохов все еще принуди!эльные (тайм цикличес-.ие), тогда как часть уже вспомогательные. Активность пациента объясняет нерегулярный характер вентиляции с неравными расстояниями между механическими вдохами. MMV также может использоваться как «мера безопасности» при длительном отлучении пациента от вентиляции с использованием режимов SIMV или PSV, При этом необходимо установить минимальный минутный объем на «безопасном» уровне, не чуть меньше среднего значения выдыхаемого минутного объема пациента (исходный уровень). В < ,учае, если пациент не в состоянии

Перевод ЕЛ. Хоменко, 01-02.2002, СПб выдерживать налагаемую нагрузку для обеспечения исходного уровня минутной вентиляции, вентилятор автоматически будет поддерживать установленный минимальный минутный объем вентиляции, как показано на Рисунке 71 и 72. Мониторирование доли вентиляции обеспечиваемой за счет MMV можно использовать как индикатор в процессе отлучения. Рисунок 71,72

Рисунок 71. ШАМ -фоновый ("запасной") режим для Skft/lV.

Рисунок 72. ITOV-фоновый ("запасной") режим для PSV . Обратите внимание, что если MinMV установлен слишком близко к исходному минутному объему пациента, то возможно слишком частое превышение предела установленного для MinMV. Это приведет к увеличению доли механической вентиляции, тем самым, устраняя стимул для спонтанного дыхания пациента, снижая работу, необходимую для адекватного восстановления силы респираторной мускулатуры. 5. Решение проблем, возникающих с вентиляторами. • Утечки в контуре • Частичная окклюзия экспираторного сегмента контура • Полная окклюзия экспираторного сегмента контура . f,JUk-f. , 4\V I ilvJ|W»\U, ^C-i^^ . _-l i. связанных с вентилятором к при анализе сит,........ „чмьацин различных Tjjwooi. Нс^олыи. ситуаций представлены ниже в качестве примерсо. Утечки в контуре. Рисунок 73

Рисунок 73. Развитие утечки в контуре. Утечка в контуре пациента проявляется в графическом виде как показано на Рисунке 73. Пиковое давление в дыхательных путях ниже, что видно на графике давления (1); экспираторный объем ниже, чем инспираторный объем, что видно как на графике экспираторного потока (2), так и на графике экспираторного дыхательного объема (3). Среди тревог, которые могут активироваться при утечке, следующие: • Низкое пиковое инспираторное давление • Низкий средний выдыхаемый минутный объем • Низкий выдыхаемый дыхательный объем Низкое среднее давление в дыхательных путях Некоторые вентиляторы могут обеспечивать компенсаторный I.OTQK при наличии утечки. Этот компенсирующий поток (компенсация утечки) может помогать п.удерживать ПДКВ при наличии небольших и/или периодических утечек. Он также может помогать поддерживать соответствующий уровень чувствительности триггера вспомогательной вентиляции. Поскольку без компенсации утечки, часто приходиться снижать чувствительность триггера для предотвращения автоматического включения (Рисунок 74).

Рисунок 74. Эффекты небольшой утечки на триггер. На Рисунке 74, после вдоха А появляется небольшая утечка, которая вызывает преждевременную инициацию вдоха В. Снижение чувствительности триггера предотвращает преждевременную

инициацию вдоха С. Однако, если утечка периодическая, то пациент испытывает периодическое увеличение работы дыхания, связанное с необходимостью развития большего усилия для инициации вспомогательного вдоха. Компенсация утечки начинается после вдоха С, что позволяет вернуться к прежнему, более подходящему уровню чувствительности триггера. Рисунок75 >г

Рисунок 75. Полное разъединение. Полное разъединение приводит к появлению весьма характерного графика, показанного на Рисунке 75. Там не наблюдается ни повышения, ни снижения давления в проксимальном отделе дыхательных путей (1); отсутствует экспираторный поток (2); отсутствует экспираторный дыхательный объем (3). t......,.,,„...._,... Перевод Е.А. Хомвнно, 01-02.2002, СПб Рисунок 74 Л&рвоод Е.А. Хомвнно, 01-02.2002, СПб Кроме тревог, которые могут активироваться при наличии утечки, полное разъединение может приводить к активации тревоги низкого исходного давления и тревоги низкой частоты дыхания, если вентилятор находится в режиме спонтанного дыхания. , Частичная окклюзия экспираторного сегмента контура. В зависимости от степени экспираторной окклюзии, графическое отражение ее может быть более или менее выраженным по сравнению с картиной, представленной на Рисунке 76. Частичная окклюзия приводит к более низкому значению пикового экспираторного потока (1) и более длительному экспираторному времени (2). Увеличение экспираторного времени также отражается в графике давления как более длительное время для возвращения давления к исходно.'! величине после того, как вдох завершился (3), а также в графике экспираторного дыхательного объема (4). Рисунок 76 *• . • •

Рисунок 77. Полная окклюзия - экспираторный сегмент - в нтилятор отсрочивает следующий вдох до снижения давления. Рисунок 76. Частичная окклюзия - экспираторный сегмент. Частичная окклюзия может активировать или не активиро.ать любые тревоги. Возможные тревоги включают высокое исходное давление, если оккл.оз^л достаточно выраженная для предотвращения возврата давления во время выдоха к установленному исходному значению. Полная окклюзия экспираторного сегмента контура. ' * Рисунок 77 V Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Для вентилятора, который обеспечивает задержку следующего механического вдоха, после активации тревоги высокого пикового давления, до тех пор, пока давление не вернется к исходному уровню, Рисунок 77 демонстрирует полную окклюзию. Среди тревог, которые могут активироваться в этой ситуации следующие: • Высокое пиковое инспираторное давление • Низкий средний выдыхаемый минутный объем • Низкая частота дыханий • Высокое исходное давление • Высокое среднее давление в дыхательных путях Для вентилятора, который продолжает принудительную вентиляцию с заданной частотой, Рисунок 78 демонстрирует полную окклюзию. Рисунок 78

Рисунок 79. Повышение Raw - снижение CL - объемная вентиляция. На Рисунке 79, снижение CI и увеличение Raw, которое обусловило повышение Paw до величины превышающей предел тревоги высокого инспираторного давления. Это, в свою очередь, привело к тому, что механический вдох был преждевременно прерван, что дает более короткое Рисунок 78. Полная окклюзия - экспираторный сегмент - вентилятор не меняет частоту дыханий. Изменение комплайнса и сопротивления пациента. Рисунок 79 ••''*-"' П^^лодЕЛ.Хоменко, 01-i 2.2002, СПб инспираторное время и неполную доставку дыхательного объема. Это отражено на графике потока (1) и графике объема (2). В дополнение к тревоге высокого пиковсю инспираторного давления, могут активироваться тревоги низкого выдыхаемого дыхательного объема и низкого среднего выдыхаемого м.и.утного объема. При прессе циклической вентиляции сходные изменения импеданса приведут к доставке меньшего дыхательного объема (Рисунок 80). Рисунок 80

Рисунок 80. Повышение Raw - снижение CL - вентиляция по давлению. 6. Зь ет физиологических параметров. » Измерение импеданса респ.гр. арной системы во время вдоха. • Измерение механической pi:б- ы при вдохе. • Измерение индекса давление , фемя. Используя графики потока, объема и давления, мс но легко рассчитать множество физиологических параметров. Большинство из этих расчетов т ре /ют проведения тайм циклической, контролируемой по объему вентиляции (врач гадает Vt и V), когда (ациент полностью пассивен. В этих условиях соотношения между давлением, потоком и объемом ь легких пациента достаточно точно отражаются в аппарате. Рисунок 81

Рисунок 81. Импедансы. Перевод Е.А. Хоменко, 01-02.2002, СПб Измерение импеданса респираторной системы во время вдоха. Импеданс респираторной системы отражает давление, которое необходимо для создания потока и доставки объема. В клинической практике двумя основными компонентами импеданса являются сопротивление дыхательных путей потоку (Raw) и комплайнс легких (CI) - Рисунок 81. Использование постоянного инспираторного потока и инспираторной паузы является удобным условием для измерения Raw и CI во время механического вдоха (Рисунок 82) В таких условиях давление в отсутствие потока (т.е., во время инспираторной паузы) отражает только давление раскрывающее альвеолы, т.е., давление необходимое для преодоления CI. Напротив, разница значений давления между альвеолярным раскрывающим давлением и общим (пиковым) давлением в дыхательных путях на фоне постоянного инспираторного потока отражает давление, необходимое для преодоления Raw и создания потока (Рисунки 81 и 82). Рисунок 82

Рисунок 82. Объемный контролируемый вдох для расчета физиологических параметров. Для точных расчетов механических показателей необходимо, что бы пациент был пассивен как во время вдоха, так и во время выдоха. На Рисунке 83 представлен пациент, который делает активный вдох, расчеты механических показателей, произведенные на таком фоне, могут быть неточны Пассивность пациента является не единственным условием, длительность инспираторной паузы должна оыть достаточной для достижения стабильного давления плато. Однако, избыточно длительная пауза может спровоцировать диссинхронизацию и пациент может начать пытаться выдохнуть при закрытом клапане выдоха (активный выдох). Примеры такого характера приведены на Рисунке 83 Рисунок 83

Рисунок 83. Установка инспираторной паузы. Расчеты импеданса можно проводить после того как вы убедились, что пациент пассивен. Пример расчетов приведен на Рисунке 84. Перевод Е.Д. Хоменко, 01-02.2002, СПб Рисунок 84

Рисунок 84. Расчеты импеданса. Измерение механической работы на вдохе. Работа является интегральной производной давления и объема (Рисунок 85). Рисунок 85

Рисунок 85. Работа является интегралом кривой Р - Vt. В связи с этим, работа является функцией потока, объема, сопротивления и комплайнса. Поэтому она отражает полезный индекс всех детерминант реальной нагрузки на респираторную мускулатуру. При определении работы за 1 минуту, было показано, что эта нагрузка пропорциональна потребности мускулатуры в О2 и потенциалу утомления, в зависимости от состояния респираторной мускулатуры. Соотношение показано на Рисунке 86. Перевод ЕЛ. Хомеико, 01-02.2002, СПб Рисунок 86

Рисунок 86. Соотношение между потребностью мышц в энергии (VO2) и работой/минуту. Поэтому, работа может являться полезным расчетным показателем для предсказания потенциала возможности отлучения или для определения оптимального уровня механической вентиляторной поддержки (т.е., не утомляющая, а тонизирующая нагрузка). Непрямым, но точным способом определения работы пациента является обеспечение контролируемой механической вентиляции с параметрами, близкими к тем, что наблюдались у пациента при спонтанном дыхании. В этих условиях, измеренная работа вентилятора будет равна работе пациента при спонтанном дыхании с таким же характером VI и f. Для расчета работы необходимо определить соответствующую частоту дыхания и дыхательный объем, удовлетворяющие потребности в минутном объеме вентиляции. Важность этого первого шага обусловлена тем, что различные комбинации потоков и объемов для одного и того же минутного объема вентиляции, могут оказать значительное влияние на расчет работы, как показано на Рисунке 87. Рисунок 87 f

Рисунок 87. Влияние характера вентиляции на работу. Для установки соответствующей частоты дыхания и дыхательного объема существует два альтернативных подхода: а) оцените спонтанную частоту дыхания пациента и Vt, наблюдая за его дыханием в режиме СРАР используя поддержку давлением в 5-10 см Н2О для исключения влияния сопротивления эндотрахеальной трубки; или б) установите произвольно Vt величиной 6-8 мл/кг (т.е., отражающий нормальный дыхательный объем) и рассчитайте частоту дыхания, необходимую для получения необходимого объема минутной вентиляции. Первый подход подразумевает, что пациент выбирает частоту дыхания соответствующую минимальной работе (это может быть действительно так, а может и нет, у интубированных, тяжело больных пациентов), тогда как, второй подход подразумевает, что Vt в 6-8 мл/кг является приемлемой величиной, отражающей минимальную работу дыхания при многих патологических состояниях в легких (также, приемлемое допущение относительно пациентов, которые рассматриваются как кандидаты для отлучения от вентиляции). Инспираторное время является Перевод Е.А. Хоменко, 0 i-02.2002, СПб третьей переменной необходимой для установки параметров вдоха, который используется для расчета работы дыхания. Ti можно измерить непосредственно с использованием графика потока

для спонтанного вдоха (методика а), описанная выше) или рассчитать как одну треть от общего времени дыхательного цикла (т.е., спонтанное ТСТ, или иногда Тто;). В отом случае необходимо установить Vt для объем циклического вдоха так, что бы получить расчетное Ti. Теперь после установки подходящего дыхательного объема и частоты дыхания, можно продолжить расчет работы дыхания. Характер вентиляции (т.е., Vt, V и f) необходимо установить с использованием режима принудительной объем циклической аентиляции (без поддержки давлением). Опять таки, важно, что бы пациент был расслаблен (пассивен) и получал полную респираторную поддержку от вентилятора. Как и при расчете импеданса, необходимо установить квадратный тип инспираторного потока (постоянный поток) и инспираторную паузу. В этих условиях легко рассчитать площадь, используя простые геометрические соотношения. Рисунок 88

Рисунок 88. Расчеты работы. На Рисунке 88, AB=CD и параллелограмм ABCDA представляет собой давление связанное с потоком, которое будучи умноженным на Vt, и составляет работу по генерации потока. Похожим образом, треугольник ADE отражает растягивающее давление, которое Зудучи умноженным на Vt, составляет работу по растяжению. Эти соотношения можно выразить проще, используя следующие уравнения: Работа за 1 вдох = (CD + Уа DE) x Vt Работа за 1 вдох = ([Peak Paw - Plateau Paw] + % Plateau Paw) x Vt * Работа за 1 вдох = (Peak Paw - 1Л Plateau Paw) x Vt Работа за 1 минуту является произведением работы за 1 вдох и частоты дыхания за 1 минуту. Если давление измеряется в смН2О, a Vt - в литрах, для получения размерности кгхм необходимо поделить полученную величину на 100, а для получения размерности в Дж- поделить на 10. На Рисунке 89 показаны три примера расчетов. Перевод ЕЛ. Хомвнко, 01-02.2002, СПб Рисунок 89

Рисунок 89. Примеры расчета работы дыхания. Измерение индекса давление /время. Индекс давление / время (PTI - pressure time index) является произведением среднего инспираторного давления (Pi) и доли дыхательного цикла, представляющей инспираторную фазу (Рисунок 90). ii,i- . "Tffli F**"''^'!- •

Рисунок 90. Индекс давление - время (PTI). Как и работа, PTI является функцией потока, объема, сопротивления и комплайнса. Таким образом, как и работа, PTI также служит индексом нагрузки на респираторную мускулатуру и потребности в О2. Существуют данные, что в условиях сочетания высокого давления и низких вентиляционных нагрузок, потребность в О2 может лучше отражаться PTI, чем работой дыхания. Когда PTI выражается как доля от максимального диафрагмальнсго давления (PdiMax), то значение выше 0.15 считается признаком потенциального утомления. Рисунок 91

Рисунок 91. Расчеты PTI. Для измерения PTI, необходимо перевести вентилятор в тот же режим, что и при расчете работы (смотри выше). Среднее инспираторное давление равно Peak Paw - У* Plateau Paw (см. выше), a Ti и Ттот определяются по графику потока, используя длительность инспираторного потока как величину Ti (Рисунок 91). Используя те же условия для легких, как описано для расчетив работы (Рисунок 89) и постоянное соотношение Ti/Гтот, равное 0.33, можно рассчитать следующие значения PTI: Норма = (15-3.75) х 0.33 = 3.7 смН2О ; .- -^ ?; }, Жесткое легкое = (50-21.25) х 0.33 = 9.5 смН2О Обструкция = (50 - 10) х 0.33 = 13.2 смН2О ; Зная максимальное PdiMax (измеренное отдельно путем регистрации трансдиафрагмального давления или рассчитанное во время стандартного теста негативного инспираторного усилия), можно рассчитать потенциал утомления для нормального, жесткого легкого и при обструкции дыхательных путей в примере, показанном на Рисунке 89. Пример расчетов приведен ниже. PdiMax = 100 смН2О (нормальное легкое)