– Какие параметры вдоха и выдоха измеряет аппарат ИВЛ?

Время (time), объём (volume), поток (flow), давление (pressure).

Время

– Что такое ВРЕМЯ?

Время – это мера длительности и последовательности явлений (на графиках давления, потока и объёма время бежит по горизонтальной оси «Х»). Измеряется в секундах, минутах, часах. (1час=60мин, 1мин=60сек)

С позиций респираторной механики нас интересует длительность вдоха и выдоха, поскольку произведение потокового времени вдоха (Inspiratory flow time) на поток равно объёму вдоха, а произведение потокового времени выдоха (Expiratory flow time) на поток равно объёму выдоха.

Временные интервалы дыхательного цикла (их четыре) Что такое «вдох – inspiration» и «выдох – expiration»?

Вдох это вход воздуха в легкие. Длится до начала выдоха. Выдох – это выход воздуха из легких. Длится до начала вдоха. Иными словами, вдох считается с момента начала поступления воздуха в дыхательные пути и длится до начала выдоха, а выдох – с момента начала изгнания воздуха из дыхательных путей и длится до начала вдоха.

Эксперты делят вдох на две части.

Inspiratory time = Inspiratory flow time + Inspiratory pause.
Inspiratory flow time – временной интервал, когда в легкие поступает воздух.

Что такое «инспираторная пауза» (inspiratory pause или inspiratory hold)? Это временной интервал, когда клапан вдоха уже закрыт, а клапан выдоха еще не открыт. Хотя в это время поступления воздуха в легкие не происходит, инспираторная пауза является частью времени вдоха. Так договорились. Инспираторная пауза возникает, когда заданный объём уже доставлен, а время вдоха ещё не истекло. Для спонтанного дыхания – это задержка дыхания на высоте вдоха. Задержка дыхания на высоте вдоха широко практикуется индийскими йогами и другими специалистами по дыхательной гимнастике.

В некоторых режимах ИВЛ инспираторная пауза отсутствует.

Для аппарата ИВЛ PPV выдох expiratory time – это временной интервал от момента открытия клапана выдоха до начала следующего вдоха. Эксперты делят выдох на две части. Expiratory time = Expiratory flow time + Expiratory pause. Expiratory flow time – временной интервал, когда воздух выходит из легких.

Что такое «экспираторная пауза» (expiratory pause или expiratory hold)? Это временной интервал, когда поток воздуха из легких уже не поступает, а вдох ещё не начался. Если мы имеем дело с «умным» аппаратом ИВЛ, мы обязаны сообщить ему сколько времени, по нашему мнению, может длиться экспираторная пауза. Если время экспираторной паузы истекло, а вдох не начался, «умный» аппарат ИВЛ объявляет тревогу (alarm) и начинает спасать пациента, поскольку считает, что произошло апноэ (apnoe). Включается опция Apnoe ventilation.

В некоторых режимах ИВЛ экспираторная пауза отсутствует.

Total cycle time – время дыхательного цикла складывается из времени вдоха и времени выдоха.

Total cycle time (Ventilatory period) = Inspiratory time + Expiratory time или Total cycle time = Inspiratory flow time + Inspiratory pause + Expiratory flow time + Expiratory pause

Этот фрагмент убедительно демонстрирует трудности перевода:

1. Expiratory pause и Inspiratory pause вообще не переводят, а просто пишут эти термины кириллицей. Мы используем буквальный перевод, – задержка вдоха и выдоха.

2. Для Inspiratory flow time и Expiratory flow time в русском языке нет удобных терминов.

3. Когда мы говорим «вдох» – приходится уточнять: – это Inspiratory time или Inspiratory flow time. Для обозначения Inspiratory flow time и Expiratory flow time мы будем использовать термины потоковое время вдоха и выдоха.

Инспираторная и/или экспираторная паузы могут отсутствовать.

Объём (volume)

– Что такое ОБЪЁМ?

Некоторые наши курсанты отвечают: «Объём – это количество вещества». Для несжимаемых (твердых и жидких) веществ это верно, а для газов не всегда.

Пример: Вам принесли баллон с кислородом, емкостью (объёмом) 3л, – а сколько в нём кислорода? Ну конечно, нужно измерить давление, и тогда, оценив степень сжатия газа и ожидаемый расход, можно сказать, надолго ли его хватит.

Механика – наука точная, поэтому прежде всего, объём – это мера пространства.

И, тем не менее, в условиях спонтанного дыхания и ИВЛ при нормальном атмосферном давлении мы используем единицы объема для оценки количества газа. Сжатием можно пренебречь.* В респираторной механике объёмы измеряют в литрах или миллилитрах.
*Когда дыхание происходит под давлением выше атмосферного (барокамера, глобоководные аквалангисты и т.д.), сжатием газов пренебрегать нельзя, поскольку меняются их физические свойства, в частности растворимость в воде. В результате – кислородное опьянение и кесонная болезнь.

В высокогорных условиях при низком атмосферном давлении здоровый спортсмен-альпинист с нормальным уровнем гемоглобина в крови испытывает гипоксию, несмотря на то, что дышит глубже и чаще (дыхательный и минутный объёмы увеличены).

Для описания объёмов используются три слова

1. Пространство (space).

2. Ёмкость (capacity).

3. Объём (volume).

Объёмы и пространства в респираторной механике.

Минутный объём (MV) – по-английски Minute volume – это сумма дыхательных объёмов за минуту. Если все дыхательные объемы в течение минуты равны, можно просто умножить дыхательный объём на частоту дыханий.

Мертвое пространство (DS) по-английски Dead* space – это суммарный объём воздухоносных путей (зона дыхательной системы, где нет газообмена).

*второе значение слова dead – бездыханный

Объемы, исследуемые при спирометрии

Дыхательный объём (VT ) по-английски Tidal volume – это величина одного обычного вдоха или выдоха.

Резервный объём вдоха – РОвд (IRV) по-английски Inspired reserve volume – это объём максимального вдоха по завершении обычного вдоха.

Ёмкость вдоха – ЕВ (IC) по-английски Inspiratory capacity – это объём максимального вдоха после обычного выдоха.

IC = TLC – FRC или IC = VT + IRV

Общая ёмкость лёгких – ОЕЛ (TLC) по-английски Total lung capacity – это объём воздуха в лёгких по завершении максимального вдоха.

Остаточный объём – ОО (RV) по-английски Residual volume – это объём воздуха в лёгких по завершении максимального выдоха.

Жизненная ёмкость лёгких – ЖЕЛ (VC) по-английски Vital capacity – это объём вдоха после максимального выдоха.

VC = TLC – RV

Функциональная остаточная ёмкость – ФОЕ (FRC) по-английски Functional residual capacity – это объём воздуха в лёгких по завершении обычного выдоха.

FRC = TLC – IC

Резервный объём выдоха – РОвыд (ERV) по-английски Expired reserve volume – это объём максимального выдоха по завершении обычного выдоха.

ERV = FRC – RV

Поток(flow)

– Что такое ПОТОК?

– «Объёмная скорость» – точное определение, удобное для оценки работы насосов и трубопроводов, но для респираторной механики больше подходит:

Поток – это скорость изменения объёма

В респираторной механике поток() измеряют в литрах в минуту.

1. Поток() = 60л/мин, Длительность вдоха(Тi) = 1сек(1/60мин),

Дыхательный объём (VT ) = ?

Решение: х Тi =VT

2. Поток() = 60л/мин, Дыхательный объём(VT ) = 1л,

Длительность вдоха(Тi) = ?

Решение: VT / = Тi

Ответ: 1сек(1/60мин)

Объём – это произведение потока на время вдоха или площадь под кривой потока.

VT = х Тi

Это представление о взаимоотношении потока и объема используется при описании режимов вентиляции.

Давление(pressure)

– Что такое ДАВЛЕНИЕ?

Давление(pressure) – это сила, приложенная к единице площади.

Давление в дыхательных путях измеряют в сантиметрах водного столба (см H 2 O) и в миллибарах (mbar или мбар). 1 миллибар=0,9806379 см водного столба.

(Бар - внесистемная единица измерения давления, равная 105 Н/м 2 (ГОСТ 7664-61) или 106 дин/см 2 (в системе СГС).

Значения давлений в разных зонах дыхательной системы и градиенты (gradient) давления По определению давление – это сила, которая уже нашла себе применение, – она (эта сила) давит на площадь и ничего никуда не перемещает. Грамотный доктор знает, что вздох, ветер, и даже ураган, создается разностью давлений или градиентом (gradient).

Например: в баллоне газ под давлением 100 атмосфер. Ну и что, стоит себе баллон и никого не трогает. Газ в баллоне спокойно себе давит на площадь внутренней поверхности баллона и ни на что не отвлекается. А если открыть? Возникнет градиент (gradient), который и создаёт ветер.

Давления:

Paw – давление в дыхательных путях

Pbs - давление на поверхности тела

Ppl - плевральное давление

Palv- альвеолярное давление

Pes - пищеводное давление

Градиенты:

Ptr-трансреспиратонное давление: Ptr = Paw – Pbs

Ptt-трансторакальное давление: Ptt = Palv – Pbs

Pl-транспульмональное давление: Pl = Palv – Ppl

Pw-трансмуральное давление: Pw = Ppl – Pbs

(Легко запомнить: если использована приставка «транс» – речь идёт о градиенте).

Главной движущей силой, позволяющей сделать вдох, является разность давлений на входе в дыхательные пути (Pawo- pressure airway opening) и давлением в том месте, где дыхательные пути заканчиваются – то есть в альвеолах (Palv). Проблема в том, что в альвеолах технически сложно померить давление. Поэтому для оценки дыхательного усилия на спонтанном дыхании оценивают градиент между пищеводным давлением (Pes), при соблюдении условий измерения оно равно плевральному(Ppl), и давлением на входе в дыхательные пути (Pawo).

При управлении аппаратом ИВЛ наиболее доступным и информативным является градиент между давлением в дыхательных путях (Paw) и давлением на поверхности тела (Pbs- pressure body surface). Этот градиент (Ptr) называется «трансреспиратораное давление», и вот как он создаётся:

Как видите, ни один из методов ИВЛ не соответствует полностью спонтанному дыханию, но если оценивать воздействие на венозный возврат и лимфоотток аппараты ИВЛ NPV типа «Kirassa» кажутся более физиологичными. Аппараты ИВЛ NPV типа «Iron lung», создавая отрицательное давление над всей поверхностью тела, снижают венозный возврат и, соответственно, сердечный выброс.

Без Ньютона здесь не обойтись.

Давление (pressure) – это сила, с которой ткани лёгких и грудной клетки противодействуют вводимому объёму, или, иными словами, сила, с которой аппарат ИВЛ преодолевает сопротивление дыхательных путей, эластическую тягу лёгких и мышечно-связочных структур грудной клетки (по третьему закону Ньютона это одно и то же поскольку «сила действия равна силе противодействия»).

Equation of Motion уравнение сил, или третий закон Ньютона для системы «аппарат ИВЛ – пациент»

В том случае, если аппарат ИВЛ осуществляет вдох синхронно с дыхательной попыткой пациента, давление, создаваемое аппаратом ИВЛ (Pvent), суммируется с мышечным усилием пациента (Pmus) (левая часть уравнения) для преодоления упругости легких и грудной клетки (elastance) и сопротивления (resistance) потоку воздуха в дыхательных путях (правая часть уравнения).

Pmus + Pvent = Pelastic + Presistive

(давление измеряют в миллибарах)

(произведение упругости на объём)

Presistive = R x

(произведение сопротивления на поток) соответственно

Pmus + Pvent = E x V + R x

Pmus(мбар) + Pvent(мбар) = E(мбар/мл) x V(мл) + R (мбар/л/мин) x (л/мин)

Заодно вспомним, размерность E - elastance (упругость) показывает на сколько миллибар возрастает давление в резервуаре на вводимую единицу объёма (мбар/мл); R - resistance сопротивление потоку воздуха проходящему через дыхательные пути (мбар/л/мин).

Ну и для чего нам пригодится это Equation of Motion (уравнение сил)?

Понимание уравнения сил позволяет нам делать три вещи:

Во-первых, любой аппарат ИВЛ PPV может управлять одномоментно только одним из изменяемых параметров входящих в это уравнение. Эти изменяемые параметры – давление объём и поток. Поэтому существуют три способа управления вдохом: pressure control, volume control, или flow control. Реализация варианта вдоха зависит от конструкции аппарата ИВЛ и выбранного режима ИВЛ.

Во-вторых, на основе уравнения сил созданы интеллектуальные программы, благодаря которым аппарат рассчитывает показатели респираторной механики (напр.: compliance (растяжимость), resistance (сопротивление) и time constant (постоянная времени «τ »).

В-третьих, без понимания уравнения сил не понять такие режимы вентиляции как “proportional assist”, “automatic tube compensation”, и “adaptive support”.

Главные расчетные параметры респираторной механики resistance, elastance, compliance

1. Сопротивление дыхательных путей (airway resistance)

Сокращенное обозначение – Raw. Размерность – смH 2 O/Л/сек или мбар/мл/сек Норма для здорового человека – 0,6-2,4 смH 2 O/Л/сек. Физический смысл данного показателя говорит, каким должен быть градиент давлений (нагнетающее давление) в данной системе, чтобы обеспечить поток 1 литр в секунду. Современному аппарату ИВЛ несложно рассчитать резистанс (airway resistance), у него есть датчики давления и потока – разделил давление на поток, и готов результат. Для расчета резистанс аппарат ИВЛ делит разность (градиент) максимального давления вдоха (PIP) и давления плато вдоха (Pplateau) на поток ().
Raw = (PIP–Pplateau)/.
Что и чему сопротивляется?

Респираторная механика рассматривает сопротивление дыхательных путей воздушному потоку. Сопротивление (airway resistance) зависит от длины, диаметра и проходимости дыхательных путей, эндотрахеальной трубки и дыхательного контура аппарата ИВЛ. Сопротивление потоку возрастает, в частности, если происходит накопление и задержка мокроты в дыхательных путях, на стенках эндотрахеальной трубки, скопление конденсата в шлангах дыхательного контура или деформация (перегиб) любой из трубок. Сопротивление дыхательных путей растёт при всех хронических и острых обструктивных заболеваниях лёгких, приводящих к уменьшению диаметра воздухоносных путей. В соответствии с законом Гагена-Пуазеля при уменьшении диаметра трубки вдвое для обеспечения того же потока градиент давлений, создающий этот поток (нагнетающее давление), должен быть увеличен в 16 раз.

Важно иметь в виду, что сопротивление всей системы определяется зоной максимального сопротивления (самым узким местом). Устранение этого препятствия (например, удаление инородного тела из дыхательных путей, устранение стеноза трахеи или интубация при остром отёке гортани) позволяет нормализовать условия вентиляции легких. Термин резистанс широко используется российскими реаниматологами как существительное мужского рода. Смысл термина соответствует мировым стандартам.

Важно помнить, что:

1. Аппарат ИВЛ может измерить резистанс только в условиях принудительной вентиляции у релаксированного пациента.

2. Когда мы говорим о резистанс (Raw или сопротивлении дыхательных путей) мы анализируем обструктивные проблемы преимущественно связанные с состоянием проходимости дыхательных путей.

3. Чем больше поток, тем выше резистанс.

2. Упругость (elastance) и податливость (compliance)

Прежде всего, следует знать, это строго противоположные понятия и elastance =1/сompliance. Смысл понятия «упругость» подразумевает способность физического тела при деформации сохранять прилагаемое усилие, а при восстановлении формы – возвращать это усилие. Наиболее наглядно это свойство проявляется у стальных пружин или резиновых изделий. Специалисты по ИВЛ при настройке и тестировании аппаратов в качестве модели легких используют резиновый мешок. Упругость дыхательной системы обозначается символом E. Размерность упругости мбар/мл, это означает: на сколько миллибар следует поднять давление в системе, чтобы объём увеличился на 1 мл. Данный термин широко используется в работах по физиологии дыхания, а специалисты по ИВЛ пользуются понятием обратным «упругости» – это «растяжимость» (compliance) (иногда говорят «податливость»).

– Почему? – Самое простое объяснение:

– На мониторах аппаратов ИВЛ выводится compliance, вот мы им и пользуемся.

Термин комплайнс (compliance) используется как существительное мужского рода российскими реаниматологами так же часто, как и резистанс (всегда когда монитор аппарата ИВЛ показывает эти параметры).

Размерность комплайнса – мл/мбар показывает, на сколько миллилитров увеличивается объём при повышении давления на 1 миллибар. В реальной клинической ситуации у пациента на ИВЛ измеряют комплайнс респираторной системы – то есть легких и грудной клетки вместе. Для обозначения комплайнс используют символы: Crs (compliance respiratory system) – комплайнс дыхательной системы и Cst (compliance static) – комплайнс статический, это синонимы. Для того, чтобы рассчитать статический комплайнс, аппарат ИВЛ делит дыхательный объём на давление в момент инспираторной паузы (нет потока – нет резистанс).

Cst = V T /(Pplateau –PEEP)

Норма Cst (комплайнса статического) – 60-100мл/мбар

Приводимая ниже схема показывает, как на основе двухкомпонентной модели рассчитывается сопротивление потоку (Raw), статический комплайнс (Cst) и упругость (elastance) дыхательной системы.

Измерения выполняются у релаксированного пациента в условиях ИВЛ, управляемой по объёму с переключением на выдох по времени. Это значит, что после того, как объём доставлен, на высоте вдоха клапаны вдоха и выдоха закрыты. В этот момент измеряется давление плато.

Важно помнить, что:

1. Аппарат ИВЛ может измерить Cst (комплайнс статический) только в условиях принудительной вентиляции у релаксированного пациента во время инспираторной паузы.

2. Когда мы говорим о статическом комплайнсе (Cst, Crs или растяжимости респираторной системы), мы анализируем рестриктивные проблемы преимущественно связанные с состоянием легочной паренхимы.

Философское резюме можно выразить двусмысленным утверждением: Поток создаёт давление.

Обе трактовки соответствуют действительности, то есть: во-первых, поток создаётся градиентом давлений, а во-вторых, когда поток наталкивается на препятствие (сопротивление дыхательных путей), давление увеличивается. Кажущаяся речевая небрежность, когда вместо «градиент давлений» мы говорим «давление», рождается из клинической реальности: все датчики давления расположены со стороны дыхательного контура аппарата ИВЛ. Для того, чтобы измерить давление в трахее и рассчитать градиент, необходимо остановить поток и дождаться выравнивания давления с обоих концов эндотрахеальной трубки. Поэтому в практике обычно мы пользуемся показателями давления в дыхательном контуре аппарата ИВЛ.

По эту сторону эндотрахеальной трубки для обеспечения вдоха объёмом Хмл за время Yсек мы можем повышать давление вдоха (и соответственно градиент) на сколько у нас хватит здравого смысла и клинического опыта, поскольку возможности аппарата ИВЛ огромны.

По ту сторону эндотрахеальной трубки у нас находится пациент, и у него для обеспечения выдоха объёмом Хмл за время Yсек есть только сила упругости легких и грудной клетки и сила его дыхательной мускулатуры (если он не релаксирован). Возможности пациента создавать поток выдоха ограничены. Как мы уже предупреждали, «поток – это скорость изменения объёма», поэтому для обеспечения эффективного выдоха нужно предоставить пациенту время.

Постоянная времени (τ )

Так в отечественных руководствах по физиологии дыхания называется Time constant. Это произведение комплайнс на резистанс. τ = Cst х Raw вот такая формула. Размерность постоянной времени, естественно секунды. Действительно, ведь мы умножаем мл/мбар на мбар/мл/сек. Постоянная времени отражает одновременно эластические свойства дыхательной системы и сопротивление дыхательных путей. У разных людей τ разная. Понять физический смысл данной константы легче, начав с выдоха. Представим себе, завершён вдох, – начат выдох. Под действием эластических сил дыхательной системы воздух выталкивается из лёгких, преодолевая сопротивление дыхательных путей. Сколько времени займёт пассивный выдох? – Постоянную времени умножить на пять (τ х 5). Так устроены легкие человека. Если аппарат ИВЛ обеспечивает вдох, создавая постоянное давление в дыхательных путях, то у релаксированного пациента максимальный для данного давления дыхательный объём будет доставлен за то же время (τ х 5).

Данный график показывает зависимость процентной величины дыхательного объёма от времени при постоянном давлении вдоха или пассивном выдохе.

При выдохе по истечении времени τ пациент успевает выдохнуть 63% дыхательного объёма, за время 2τ – 87%, а за время 3τ – 95% дыхательного объёма. При вдохе с постоянным давлением аналогичная картина.

Практическое значение постоянной времени:

Если время, предоставляемое пациенту для выдоха <5τ , то после каждого вдоха часть дыхательного объёма будет задерживаться в легких пациента.

Максимальный дыхательный объём при вдохе с постоянным давлением поступит за время 5τ .

При математическом анализе графика кривой объёма выдоха расчет постоянной времени позволяет судить о комплайнс и резистанс.

Данный график показывает, как современный аппарат ИВЛ рассчитывает постоянную времени.

Бывает, что статический комплайнс рассчитать невозможно, т. к. для этого должна отсутствовать спонтанная дыхательная активность и необходимо измерить давление плато. Если разделить дыхательный объём на максимальное давление, получим еще один расчётный показатель, отражающий комплайнс и резистанс.

CD = Dynamic Characteristic = Dynamic effective compliance = Dynamic compliance.

CD = VT /(PIP – PEEP)

Больше всего сбивает с толку название – «динамический комплайнс», поскольку измерение происходит при неостановленном потоке и, следовательно, данный показатель включает и комплайнс, и резистанс. Нам больше нравится название «динамическая характеристика». Когда этот показатель снижается, это значит, что либо понизился комплайнс, либо возрос резистанс, либо и то и другое. (Или нарушается проходимость дыхательных путей, или снижается податливость легких.) Однако если одновременно с динамической характеристикой мы оцениваем по кривой выдоха постоянную времени, мы знаем ответ.

Если постоянная времени растёт, это обструктивный процесс, а если уменьшается, значит лёгкие стали менее податливы. (пневмония?, интерстициальный отек?...)

0

Давление в дыхательных путях - чувствительный параметр, контролируемый во время . Монитор давления в дыхательных путях может быть установлен в аппарате, совмещен с абсорбером углекислого газа, находиться в разветвлении контура или около клапана вдоха со стороны пациента (оптимальное расположение). При последнем месторасположении можно выявить высокое, низкое или не меняющееся давление в дыхательных путях, что при двух других вариантах расположения может быть пропущено. При нахождении в области разветвления контура в случае обструкции инспираторного сегмента циркуляционного контура отмечается понижение пикового давления на вдохе, при обструкции экспираторного сегмента контура возникает повышение нижней точки и пикового давления в дыхательных путях. Для удобства в циркуляционном дыхательном контуре давление в дыхательных путях часто определяют в абсорбере углекислого газа. При таком расположении обструкция в любой части дыхательного контура (инспираторной или экспираторной) приведет к повышению пикового давления в дыхательных путях без изменения давления в нижней точке.

Высокое давление в дыхательных путях при ИВЛ: причины

A . Пиковое давление в дыхательных путях повышается при кашле, обструкции контура (обычно на уровне эндотрахеальной трубки), большом дыхательном объеме. В старых типах наркозных аппаратов повышение скорости потока газа приводит к повышению доставляемого дыхательного объема, особенно когда установлен небольшой дыхательный объем (например, у детей).

Б . Обструкция инспираторного сегмента дыхательного контура происходит вследствие различных причин, например при нарушении направления потока (при неправильной установке увлажнителя). При обструкции канала вдоха контура отмечается повышение пикового давления в дыхательных путях, если давление измеряется проксимальнее места обструкции (например, в абсорбере углекислого газа), и отмечается понижение давления в дыхательных путях, если давление измеряется дистальнее места обструкции (например в области разветвления контура)

B . Давление при инспираторной паузе (статическое давление в дыхательных путях во время задержки дыхания на вдохе) помогает дифференцировать повышенное сопротивление дыхательных путей и пониженную податливость грудной клетки (рисунок ниже, верхние графики). Пониженная податливость грудной клетки повышает уровень давления плато, тогда как при повышении сопротивления дыхательных путей уровень давления во время паузы понижен или не изменяется. Разница между давлением во время паузы и пиковым давлением в норме составляет 4-8 см водн. ст., оказывается больше при возрастании сопротивления дыхательных путей, так как увеличение пикового давления в данном случае происходит без сопутствующего повышения давления во время паузы.

Давление в дыхательных путях (верхние графики) и поток (нижние графики) помогает дифференцировать проблемы, связанные с низким комплайнсом и высоким сопротивлением. В норме разница между пиковым давлением и давлением во время паузы составляет 4-8 см водн. ст. Понижение комплайнса вызывает пропорциональное повышение обоих давлений, тогда как при увеличении сопротивления дыхательных путей возрастает только пиковое давление. Снижение комплайнса грудной клетки вызывает повышение пикового экспираторного потока и укорочение продолжительности экспираторного потока. При повышении сопротивления дыхательных путей, наоборот, снижается пиковый экспираторный поток и увеличивается длительность фазы выдоха.

Инспираторная пауза может создаваться некоторыми анестезиологическими вентиляторами, или вручную путем кратковременной окклюзии экспираторной части контура в начале выдоха. Такой ручной метод может быть использован, только если давление в дыхательных путях определяется в области разветвления контура. Скорость экспираторного потока также помогает дифференцировать повышения сопротивления от нарушений податливости. Скорость экспираторного потока можно качественно оценить путем наблюдения за скоростью подъема меха аппарата или с помощью аускультации длительности выдоха. Лучше всего его измерять спирометром, расположенным вблизи дыхательных путей или в экспираторной части дыхательного контура (рисунок выше, нижние кривые).

Г . Уменьшенная площадь поперечного сечения мелких или крупных дыхательных путей или эндотрахеальной трубки повышает сопротивление потоку. Для выявления уровня обструкции выслушивайте экспираторные шумы и наблюдайте за формой . Обструкция мелких дыхательных путей (бронхоспазм или хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ)) сопровождается экспираторными хрипами и скошенной формой альвеолярного плато капнограммы, которая обусловлена неравномерностью альвеолярной вентиляции. Обструкция крупных дыхательных путей (инородное тело в бронхе) или эндотрахеальной трубки (перегиб эндотрахеальной трубки) не сопровождается хрипами на выдохе или неравномерностью альвеолярной вентиляции. Наличие слизи или крови в дыхательных путях может создавать характерные слышимые свистящие хрипы, но не вызывает сглаживание альвеолярного плато на капнограмме.

Стоит отметить, что любой вид обструкции ведет к гипоксии, которая в свою очередь вызывает повреждение головного мозга и аритмии. Именно поэтому в входит мониторинг ЭКГ электрокардиографами (из этого можно узнать подробнее о таком оборудовании) или кардиомониторами.

08.05.2011 44341

Как-то на одном из профессиональных медицинских форумов поднялся вопрос о режимах ИВЛ. Возникла мысль написать об этом "просто и доступно", т.е. так, чтобы не запутывать читателя в обилии аббревиатур режимов и названий способов вентиляции.

Тем более, они все очень похожи друг на друга по своей сути и являются ни чем иным, как коммерческим ходом производителей дыхательной аппаратуры.

Модернизация оснащения машин СМП привела к появлению в них современных респираторов (например, аппарат фирмы Дрегер “Карина”), которые позволяют осуществлять ИВЛ на высоком уровне, с использованием самых разнообразных режимов. Однако ориентация работников СМП в этих режимах часто затруднена и поспособствовать решению этой проблемы в какой-то степени призвана эта статья.

Я не буду останавливаться на устаревших режимах, напишу лишь о том, что актуально на сегодняшний день, для того, чтобы после прочтения у вас осталась основа, на которую уже будут накладываться дальнейшие познания в этой области.

Итак, что такое режим ИВЛ? Если по-простому, то режим ИВЛ - это алгоритм управления потоком в дыхательном контуре. Поток может управляться при помощи механики - мех (старые аппараты ИВЛ, типа РО-6) или при помощи т.н. активного клапана (в современных респираторах). Активный клапан требует наличия постоянного потока, что обеспечивается либо компрессором респиратора, либо подводкой сжатого газа.

Теперь рассмотрим основные принципы формирования искусственного вдоха. Их два (если отбросить устаревшие):
1) с контролем по объему;
2) с контролем по давлению.

Формирование вдоха с контролем по объему : респиратор подает поток в легкие пациента и переключается на выдох при достижении заданного врачом объема вдоха (дыхательного объема).

Формирование вдоха с контролем по давлению : респиратор подает поток в легкие пациента и переключается на выдох при достижении заданного врачом давления (инспираторного давления).

Графически это выглядит так:

А теперь основная классификация режимов ИВЛ, от которой мы будем отталкиваться:

1. принудительные
2. принудительно-вспомогательные
3. вспомогательные

Принудительные режимы вентиляции

Суть одна - в дыхательные пути пациента подается заданный врачом МОД (который суммируется из заданных дыхательного объема либо инспираторного давления и частоты вентиляции), любая активность пациента исключается и игнорируется респиратором.

Различают два основных режима принудительной вентиляции:

1. вентиляция с контролем по объему
2. вентиляция с контролем по давлению

В современных респираторах предусматриваются еще и дополнительные режимы (вентиляция по давлению с гарантированным дыхательным объемом), но мы их в целях упрощения опустим.

Вентиляция с контролем по объему - Volume Control Ventilation (CMV, VC-CMV, IPPV, VCV и т.д.)
Врачом задаются: дыхательный объем (в мл), частота вентиляции в минуту, соотношение вдоха и выдоха. Респиратор подает заданный дыхательный объем в легкие пациента и переключается на выдох при его достижении. Выдох происходит пассивно.

В некоторых вентиляторах (например, дрегеровских Эвитах) при принудительной вентиляции по объему используется переключение на выдох по времени. При этом имеет место следующее. При подаче объема в легкие пациента давление в ДП повышается до тех пор, пока респиратор не даст установленный объем. Появляется пиковое давление (Ppeak или PIP). После этого поток прекращается - возникает давление плато (пологая часть кривой давления). После окончания времени вдоха (Tinsp) начинается выдох.

Вентиляция с контролем по давлению - Pressure Control Ventilation (PCV, PC-CMV)
Врачом задаются: инспираторное давление (давление на вдохе) в см вод. ст. или в mbar, частота вентиляции в минуту, соотношение вдоха и выдоха. Респиратор подает поток в легкие пациента до достижения инспираторного давления и переключается на выдох. Выдох происходит пассивно.

Несколько слов о преимуществах и недостатках различных принципов формирования искусственного вдоха.

Вентиляция с контролем по объему
Преимущества:

1. гарантирован дыхательный объем и, соответственно, минутная вентиляция

Недостатки:

1. опасность баротравмы
2. неравномерность вентиляции различных отделов легких
3. невозможность адекватной вентиляции при негерметичных ДП

Вентиляция с контролем по давлению
Преимущества:

1. гораздо меньшая опасность баротравмы (при правильно установленных параметрах)
2. более равномерная вентиляция легких
3. может использоваться при негерметичности ДП (вентиляция с безманжеточными трубками у детей, например)

Недостатки:

1. нет гарантированного дыхательного объема
2. необходим полный мониторинг вентиляции (SpO2, ETCO2, МОД, КЩС).

Переходим к следующей группе режимов ИВЛ.

Принудительно-вспомогательные режимы

По сути дела, эта группа режимов ИВЛ представлена одним режимом - SIMV (Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation - синхронизированная перемежающаяся принудительная вентиляция) и его вариантами. Принцип режима состоит в следующем - врач задает необходимое число принудительных вдохов и параметры для них, но пациенту позволяется при этом дышать самостоятельно, причем число самостоятельных вдохов будет включено в число заданных. Кроме того, слово "синхронизированная" означает, что принудительные вдохи будут включаться в ответ на дыхательную попытку пациента. Если же пациент не будет дышать совсем, то респиратор будет исправно давать ему заданные принудительные вдохи. В тех случаях, когда синхронизация с вдохами пациента отсутствует, режим носит название "IMV" (Intermittent Mandatory Ventilation).

Как правило, для поддержки самостоятельных вдохов пациента используется режим поддержки давлением (чаще) - PSV (Pressure support ventilation), или объемом (реже) - VSV (Volume support ventilation), но о них мы поговорим ниже.

Если для формирования аппаратных вдохов пациенту задается принцип вентиляции по объему, то режим называется просто "SIMV" или "VC-SIMV", а если используется принцип вентиляции по давлению, то режим носит название "P-SIMV" или "PC-SIMV".

В связи с тем, что мы начали говорить о режимах, которые откликаются на дыхательные попытки пациента, следует сказать несколько слов о триггере. Триггер в аппарате ИВЛ - это пусковая схема, включающая вдох в ответ на дыхательную попытку пациента. В современных аппаратах ИВЛ используются следующие виды триггеров:

1. Триггер по объему (Volume trigger) - он срабатывает на прохождение заданного объема в дыхательные пути пациента
2. Триггер по давлению (Pressure trigger) - срабатывает на падение давления в дыхательном контуре аппарата
3. Триггер по потоку (Flow trigger) - реагирует на изменение потока, наиболее распространен в современных респираторах.

Синхронизированная перемежающаяся принудительная вентиляция с контролем по объему (SIMV, VC-SIMV)
Врач задает дыхательный объем, частоту принудительных вдохов, соотношение вдоха и выдоха, параметры триггера, при необходимости устанавливает давление или объем поддержки (режим в этом случае будет иметь аббревиатуру "SIMV+PS" или "SIMV+VS"). Пациент получает заданное число вдохов с контролем по объему и при этом может дышать самостоятельно с поддержкой или без нее. При этом на попытку вдоха пациента (изменение потока) сработает триггер и респиратор позволит ему осуществить собственный вдох.

Синхронизированная перемежающаяся принудительная вентиляция с контролем по давлению (P-SIMV, PC-SIMV)
Врач задает инспираторное давление, частоту принудительных вдохов, соотношение вдоха и выдоха, параметры триггера, при необходимости устанавливает давление или объем поддержки (режим в этом случае будет иметь аббревиатуру "P-SIMV+PS" или "P-SIMV+VS"). Пациент получает заданное число вдохов с контролем по давлению и при этом может дышать самостоятельно с поддержкой или без нее по тому же принципу, что и описано ранее.

Я думаю, уже стало понятным, что в отсутствие самостоятельных вдохов пациента, режимы SIMV и P-SIMV превращаются соответственно в принудительную вентиляцию с контролем по объему и принудительную вентиляцию с контролем по давлению, что и делает этот режим универсальным.

Переходим к рассмотрению вспомогательных режимов вентиляции.

Вспомогательные режимы

Как понятно из названия, это группа режимов, задача которых состоит в той или иной поддержке спонтанного дыхания пациента. Строго говоря, это уже не ИВЛ, а ВИВЛ. Следует помнить, что все эти режимы могут применяться только у стабильных пациентов, а никак не у критических больных с нестабильной гемодинамикой, нарушениями КЩС и т.д. Я не буду останавливаться на сложных, т.н. "интеллектуальных" режимах вспомогательной вентиляции, т.к. у каждого уважающего себя производителя дыхательной аппаратуры здесь есть своя "фишка", а мы разберем самые основные режимы ВИВЛ. Если будет желание поговорить о каком-либо конкретном "интеллектуальном" режиме, мы обсудим это все отдельно. Единственное, я отдельно напишу про режим BIPAP, так как он является по сути дела универсальным и требует совершенно отдельного рассмотрения.

Итак, к вспомогательным режимам относятся:

1. Поддержка давлением
2. Поддержка объемом
3. Постоянное положительное давление в дыхательных путях
4. Компенсация сопротивления эндотрахеальной/трахеостомической трубки

При использовании вспомогательных режимов очень полезна опция "Вентиляция апноэ" (Apnoe Ventilation) которая заключается в том, что при отсутствии дыхательной активности ациента в течение заданного времени, респиратор автоматически переключается на принудительную ИВЛ.

Поддержка давлением - Pressure support ventilation (PSV)
Суть режима понятна из названия - респиратор осуществляет поддержку спонтанных вдохов пациента положительным давлением на вдохе. Врачом устанавливаются величина давления поддержки (в см Н2О или mbar), параметры триггера. На дыхательную попытку пациента реагирует триггер и респиратор дает заданное давление на вдохе, а затем переключается на выдох. Это режим с успехом может использоваться совместно с SIMV или P-SIMV, о чем я писал ранее, в этом случае спонтанные вдохи пациента будут поддерживаться давлением. Режим PSV широко используется при отлучении от респиратора путем постепенного снижения давления поддержки.

Поддержка объемом - Volume Support (VS)
Этот режим реализует т.н. поддержку объемом, т.е. респиратор автоматически устанавливает уровень давления поддержки исходя из заданного врачом дыхательного объема. Режим этот присутствует в некоторых вентиляторах (Servo, Siemens, Inspiration). Врачом задается дыхательный объем поддержки, параметры триггера, передельные параметры вдоха. На инспираторную попытку респиратор дает пациенту заданный дыхательный объем и переключается на выдох.

Постоянное положительное давление в дыхательных путях - Continuous Positive Airway Pressure (СРАР)
Это режим спонтанной вентиляции, при котором респиратор поддерживает постоянное положительное давление в дыхательных путях. Собственно, опция поддержания постоянного положительного давления в дыхательных путях очень распространена и может быть использована при любом принудительном, принудительно-вспомогательном или вспомогательном режиме. Ее самый распространенный синоним - положительное давление в конце выдоха - Positive end-expiratory pressure (PEEP) . Если же пациент дышит полностью сам, то с помощью СРАР компенсируется сопротивление шлангов респиратора, пациенту подается согретый и увлажненный воздух с повышенным содержанием кислорода, а также поддерживаются альвеолы в расправленном состоянии; таким образом, этот режим широко используется при отлучении от респиратора. В настройках режима врачом задается уровень положительного давления (в см Н2О или mbar).

Компенсация сопротивления эндотрахеальной/трахеостомической трубки - Automatic Tube Compensation (АТС) или Tube Resistance Compensation (TRC)
Этот режим присутствует в некоторых респираторах и призван компенсировать дискомфорт пациента от дыхания через ЭТТ или ТТ. У больного с эндотрахеальной (трахеостомической) трубкой просвет верхних дыхательных путей ограничен ее внутренним диаметром, который значительно меньше, чем диаметр гортани и трахеи. По закону Пуазейля, с уменьшением радиуса просвета трубки резко увеличивается сопротивление. Поэтому во время вспомогательной вентиляции у больных с сохраняющимися самостоятельным дыханием возникает проблема преодоления этого сопротивления, особенно в начале вдоха. Кто не верит, попробуйте подышать некоторое время через взятую в рот "семерку". При использовании этого режима врачом задаются следующие параметры: диаметр трубки, ее характеристики и процент компенсации сопротивления (до 100%). Режим может использоваться в сочетании с другими режимами ВИВЛ.

Ну и в заключение поговорим о режиме BIPAP (BiPAP), который, как мне кажется, стоит рассмотреть отдельно.

Вентиляция с двумя фазами положительного давления в дыхательных путях - Biphasic positive airway pressure (BIPAP, BiPAP)

Название режима и его аббревиатура в свое время были запатентованы фирмой Дрегер. Поэтому, имея в виду BIPAP, мы подразумеваем вентиляцию с двумя фазами положительного давления в дыхательных путях, реализованную в респираторах фирмы Дрегер, а говоря о BiPAP подразумеваем то же самое, но в респираторах других производителей.

Мы здесь разберем двухфазную вентиляцию так, как она реализована в классическом варианте - в респираторах фирмы Дрегер, поэтому будем пользоваться аббревиатурой "BIPAP".

Итак, суть вентиляции с двумя фазами положительного давления в дыхательных путях состоит в том, что задается два уровня положительного давления: верхний - CPAP high и нижний - CPAP low, а также два временных интервала time high и time low, соответствующих этим давлениям.

Во время каждой фазы, при спонтанном дыхании, может состояться несколько дыхательных циклов, это видно на графике. Чтобы вам была понятна суть BIPAP, вспомните, что я писал ранее о СРАР: пациент дышит самостоятельно при определенном уровне постоянного положительного давления в дыхательных путях. А теперь представьте, что респиратор автоматически повышает уровень давления, а затем снова возвращается к исходному и делает это с определенной периодичностью. Вот это и есть BIPAP.

В зависимости от клинической ситуации длительность, соотношения фаз и уровни давлений могут изменяться.

Теперь переходим к самому интересному. К универсальности режима BIPAP.

Ситуация первая. Представьте себе, что у пациента полностью отсутствует дыхательная активность. В этом случае повышение давления в дыхательных путях во вторую фазу будет приводить к принудительной вентиляции по давлению, что графически будет неотличимо от PCV (вспоминайте аббревиатуру).

Ситуация вторая. Если пациент способен сохранять спонтанное дыхание на нижнем уровне давления (CPAP low), то при повышении его до верхнего будет происходить принудительная вентиляция по давлению, то есть режим будет неотличим от P-SIMV+CPAP.

Ситуация третья. Пациент способен сохранять спонтанное дыхание как на нижнем, так и на верхнем уровне давления. BIPAP в этих ситуациях работает как истинный BIPAP, показывая все свои преимущества.

Ситуация четвертая. Если мы установим при спонтанном дыхании пациента одинаковое значение верхнего и нижнего давлений, то BIPAP превратится во что? Правильно, в CPAP.

Таким образом, режим вентиляции с двумя фазами положительного давления в дыхательных путях является универсальным по своей сути и в зависимости от настроек может работать как принудительный, принудительно-вспомогательный или чисто вспомогательный режим.

Вот мы и рассмотрели все основные режимы ИВЛ, создав таким образом, основу для дальнейшего накопления знаний по этому вопросу. Сразу хочу заметить, что постичь все это можно только при непосредственной работе с пациентом и респиратором. Кроме того, производителями дыхательной аппаратуры выпускается множество программ-симуляторов, которые позволяют ознакомиться и поработать с каким-либо режимом, не отходя от компьютера.

Швец А.А. (Граф)

(Continuous positive pressure ventilation - CPPV - Positive end-expiratory pressure - PEEP). При этом режиме давление в дыхательных путях во время конечной фазы выдоха не снижается до 0, а удерживается на заданном уровне (рис. 4.6). ПДКВ достигается при помощи специального блока, встроенного в современные респираторы. Накоплен очень большой клинический материал, свидетельствующий об эффективности данного метода. ПДКВ применяется при лечении ОДН, связанной с тяжелыми легочными заболеваниями (РДСВ, распространенные пневмонии, хронические обструктивные заболевания легких в стадии обострения) и отеком легких. Однако доказано, что ПДКВ не уменьшает и даже может увеличивать количество внесосудистой воды в легких. В то же время режим ПДКВ способствует более физиологическому распределению газовой смеси в легких, снижению венозного шунта, улучшению механических свойств легких и транспорта кислорода. Имеются данные о том, что ПДКВ восстанавливает активность сурфактанта и уменьшает его бронхоальвеолярный клиренс.

Рис. 4.6. Режим ИВЛ с ПДКВ.
Кривая давления в дыхательных путях.

При выборе режима ПДКВ следует иметь в виду, что он может существенно уменьшить СВ. Чем больше конечное давление, тем существеннее влияние этого режима на гемодинамику. Снижение СВ может наступить при ПДКВ 7 см вод.ст. и более, что зависит от компенсаторных возможностей сердечно-сосудистой системы. Повышение давления до 12 см вод.ст. способствует значительному возрастанию нагрузки на правый желудочек и увеличению легочной гипертензии. Отрицательные эффекты ПДКВ могут во многом зависеть от ошибок в его применении. Не следует сразу создавать высокий уровень ПДКВ. Рекомендуемый начальный уровень ПДКВ - 2-6 см вод.ст. Повышение давления в конце выдоха следует проводить постепенно, «шаг за шагом» и при отсутствии должного эффекта от установленной величины. Повышают ПДКВ на 2-3 см вод.ст. не чаще, чем каждые 15-20 мин. Особенно осторожно повышают ПДКВ после 12 см вод.ст. Наиболее безопасный уровень показателя - 6-8 см вод.ст., однако это не означает, что данный режим оптимален в любой ситуации. При большом венозном шунте и выраженной артериальной гипоксемии может потребоваться более высокий уровень ПДКВ с ВФК 0,5 и выше. В каждом конкретном случае величину ПДКВ выбирают индивидуально! Обязательным условием является динамическое исследование газов артериальной крови, рН и параметров центральной гемодинамики: сердечного индекса, давления наполнения правого и левого желудочков и общего периферического сопротивления. При этом следует учитывать также и растяжимость легких.
ПДКВ способствует «раскрытию» нефункционирующих альвеол и ателектатических участков, вследствие чего улучшается вентиляция альвеол, которые вентилировались недостаточно или не вентилировались совсем и в которых происходило шунтирование крови. Положительный эффект ПДКВ обусловлен увеличением функциональной остаточной емкости и растяжимости легких, улучшением вентиляционно-перфузионных отношений в легких и уменьшением альвеолярно-артериальной разности по кислороду.
Правильность уровня ПДКВ может быть определена по следующим основным показателям:
отсутствие отрицательного влияния на кровообращение;
увеличение растяжимости легких;
уменьшение легочного шунта.
Основным показанием к ПДКВ служит артериальная гипоксемия, не устраняемая при других режимах ИВЛ.

Характеристика режимов ИВЛ с регуляцией по объему:
важнейшие параметры вентиляции (ДО и MOB), как и отношение длительности вдоха и выдоха, устанавливает врач;
точный контроль адекватности вентиляции с выбранной FiО2 осуществляется путем анализа газового состава артериальной крови;
установленные объемы вентиляции независимо от физических характеристик легких не гарантируют оптимального распределения газовой смеси и равномерности вентиляции легких;
для улучшения вентиляционно-перфузионных отношений рекомендуется периодическое раздувание легких или проведение ИВЛ в режиме ПДКВ.

Искусственная вентиляция легких (Controlled mechanical ventilation - CMV ) - метод, с помощью которого восстанавливаются и поддерживаются нарушен­ные функции легких - вентиляция и газообмен.

Известно много способов ИВЛ - от самых простых («изо рта в рот», «изо рта в нос», с помощью дыхательного мешка, ручные) до сложных - механической вентиляции с точной регулировкой всех параметров дыха­ния. Наибольшее распространение получили методы ИВЛ, при которых с помощью респиратора в дыхательные пути пациента вводят газовую смесь с заданным объемом или с заданным давлением. При этом в дыхательных путях и легких создается положительное давление. После окончания искусственного вдоха подача газовой смеси в легкие прекращается и происходит выдох, во время которого давление снижается. Эти методы получили название ИВЛ с перемежающимся положительным давлением (Intermittent positive pressure ventilation — IPPV). Во время спонтанного вдоха сокраще­ние дыхательных мышц уменьшает внутригрудное давление и делает его ниже атмосферного, и воздух поступает в легкие. Объем газа, поступающе­го в легкие с каждым вдохом, определяется величиной отрицательного дав­ления в дыхательных путях и зависит от силы дыхательных мышц, ригид­ности и податливости легких и грудной клетки. Во время спонтанного вы­доха давление в дыхательных путях становится слабоположительным. Таким образом, вдох при спонтанном (самостоятельном) дыхании проис­ходит при отрицательном давлении, а выдох - при положительном давле­нии в дыхательных путях. Так называемое среднее внутригрудное давление при спонтанном дыхании, рассчитанное по величине площади выше и ниже нулевой линии атмосферного давления, во время всего дыхательного цикла будет равно 0 (рис. 4.1; 4.2). При ИВЛ с перемежающимся положи­тельным давлением среднее внутригрудное давление будет положитель­ным, поскольку обе фазы дыхательного цикла - вдох и выдох - осущест­вляются с положительным давлением.

Физиологические аспекты ИВЛ.

По сравнению со спонтанным дыханием при ИВЛ происходит инверсия фаз дыхания в связи с повышением давления в дыхательных путях во время вдоха. Рассматривая ИВЛ как физиологический процесс, можно отметить, что она сопровождается изменениями в дыхательных путях давления, объема и потока вдыхаемого газа во времени. К моменту завершения вдоха кривые объема и давления в легких достигают максимального значения.

Определенную роль играет форма кривой инспираторного потока:

• постоянный поток (не изменяющийся во время всей фазы вдоха);
• снижающийся - максимум скорости в начале вдоха (рампообразная кривая);
• возрастающий - максимум скорости в конце вдоха;
• синусоидальный поток - максимум скорости в середине вдоха.

Графическая регистрация давления, объема и потока вдыхаемого газа позволяет наглядно представить преимущества различных типов аппаратов, выбрать те или иные режимы и оценить изменения механики дыхания в ходе ИВЛ. От типа кривой потока вдыхаемого газа зависит давление в дыхательных путях. Наибольшее давление (Р пик) создается при возрастаю­щем потоке в конце вдоха. Эту форму кривой потока, как и синусоидаль­ную, в современных респираторах применяют редко. Наибольшие преиму­щества создает снижающийся поток с рампообразной кривой, особенно при вспомогательной ИВЛ (ВИВЛ). Этот тип кривой способствует наилуч­шему распределению вдыхаемого газа в легких при нарушениях в них вентиляционно-перфузионных отношений.

Внутрилегочное распределение вдыхаемого газа при ИВЛ и спонтанном дыхании различно. При ИВЛ периферические сегменты легких венти­лируются менее интенсивно, чем перибронхиальные области; увеличивает­ся мертвое пространство; ритмичное изменение объемов или давлений вы­зывает более интенсивную вентиляцию заполненных воздухом областей легких и гиповентиляцию других отделов. Тем не менее легкие здорового человека хорошо вентилируются при самых различных параметрах само­стоятельного дыхания.

При патологических состояниях, требующих ИВЛ, условия распределения вдыхаемого газа исходно неблагоприятны. ИВЛ в этих случаях может уменьшить неравномерность вентиляции и улучшить распределение вдыхае­мого газа. Однако нужно помнить, что неадекватно выбранные параметры ИВЛ могут привести к увеличению неравномерности вентиляции, выражен­ному росту физиологического мертвого пространства, падению эффектив­ности процедуры, повреждению легочных эпителия и сурфактанта, ателектазированию и увеличению легочного шунта. Повышение давления в дыха­тельных путях может привести к снижению МОС и гипотензии. Этот отри­цательный эффект часто возникает при неустраненной гиповолемии.

Трансмуральное давление (Ртм) определяется разностью давления в аль­веолах (Р альв) и внутригрудных сосудах (рис. 4.3). При ИВЛ введение в здо­ровые легкие какого-либо ДО газовой смеси в норме приведет к повышению Р альв. Одновременно происходит передача этого давления на легочные капилляры (Рс). Р альв быстро уравновешивается с Pс, эти показатели стано­вятся равными. Ртм будет равно 0. Если податливость легких вследствие отека или другой легочной патологии ограничена, введение в легкие того же объема газовой смеси приведет к повышению Р альв. Передача же поло­жительного давления на легочные капилляры будет ограничена и Рс повы­сится на меньшую величину. Таким образом, разность давления Р альв и Рс будет положительной. Ртм на поверхность альвеолярно-капиллярной мембраны при этом приведет к сжатию сердечных и внутригрудных сосудов. При нулевом Ртм диаметр этих сосудов не изменится [Марино П., 1998].

Показания к ИВЛ.

ИВЛ в различных модификациях показана во всех случаях, когда имеются острые нарушения дыхания, приводящие к гипоксемии и(или) гиперкапнии и дыхательному ацидозу. Классическими кри­териями перевода больных на ИВЛ являются РаО 2 < 50 мм рт.ст. при оксигенотерапии, РаСО 2 > 60 мм рт.ст. и рН < 7,3. Анализ газового состава ар­териальной крови - наиболее точный метод оценки функции легких, но, к сожалению, не всегда возможен, особенно в экстренных ситуациях. В этих случаях показаниями к ИВЛ служат клинические признаки острых нарушений дыхания: выраженная одышка, сопровождающаяся цианозом; рез­кое тахипноэ или брадипноэ; участие вспомогательной дыхательной мускулатуры грудной клетки и передней брюшной стенки в акте дыхания; па­тологические ритмы дыхания. Перевод больного на ИВЛ необходим при дыхательной недостаточности, сопровождающейся возбуждением, и тем более при коме, землистом цвете кожных покровов, повышенной потли­вости или изменении величины зрачков. Важное значение при лечении ОДН имеет определение резервов дыхания. При критическом их снижении (ДО<5 мл/кг, ЖЕЛ<15 мл/кг, ФЖЕЛ<10 мл/кг, ОМП/ДО>60 %) необхо­дима ИВЛ.

Чрезвычайно экстренными показаниями к ИВЛ являются апноэ, агональное дыхание, тяжелая степень гиповентиляции и остановка кровообращения.

Искусственную вентиляцию легких проводят:

• во всех случаях тяжелого шока, нестабильности гемодинамики, прогрессирующем отеке легких и дыхательной недостаточности, вы­званной бронхолегочной инфекцией;
• при черепно-мозговой травме с признаками нарушения дыхания и/или сознания (показания расширены из-за необходимости лече­ния отека мозга с помощью гипервентиляции и достаточного обес­печения кислородом);
• при тяжелой травме грудной клетки и легких, приводящей к нарушению дыхания и гипоксии;
• в случае передозировки лекарственных препаратов и отравления седативными средствами (немедленно, так как даже незначительная гипоксия и гиповентиляция ухудшают прогноз);
• при неэффективности консервативной терапии ОДН, вызванной астматическим статусом или обострением ХОЗЛ;
• при РДСВ (главным ориентиром является падение РаО 2 , не устраняемое оксигенотерапией);
• больным с гиповентиляционным синдромом (центрального происхождения или при нарушениях нейромышечной передачи), а также если необходима мышечная релаксация (эпилептический статус, столбняк, судороги и др.).

Пролонгированная интубация трахеи.

Длительная ИВЛ через интубационную трубку возможна в течение 5-7 сут и более. Применяют как оротрахеальную, так и назотрахеальную интубацию. При длительной ИВЛ предпочтительнее последняя, так как легче переносится больным и не ограничивает прием воды и пищи. Интубацию через рот, как правило, проводят по экстренным показаниям (кома, остановка сердца и др.). При интубации через рот более высок риск повреждения зубов и гортани, аспирации. Возможными осложнениями назотрахеалыюй интубации могут быть: носовое кровотечение, введение трубки в пищевод, синусит вследствие сдавления костей носовых пазух. Поддерживать проходимость носовой трубки более сложно, так как она длиннее и уже ротовой. Смена интубационной трубки должна проводиться не реже чем через 72 ч. Все интубационные трубки снабжены манжетами, раздувание которых создает герме­тичность системы аппарат - легкие. Однако следует помнить, что недоста­точно раздутые манжеты приводят к утечке газовой смеси и уменьшению объема вентиляции, установленного врачом на респираторе.

Более опасным осложнением может быть аспирация секрета из ротоглотки в нижние дыхательные пути. Мягкие, легко сжимаемые манжеты, предназначенные для сведения к минимуму риска некроза трахеи, не исключают риска аспирации! Раздувание манжет должно быть очень осторожным до полного отсутствия утечки воздуха. При большом давлении в манжете возможен некроз слизистой оболочки трахеи. При выборе интубационных трубок следует отдавать предпочтение трубкам с манжетой эл­липтической формы с большей поверхностью окклюзии трахеи.

Сроки замены интубационной трубки на трахеостомическую должны устанавливаться строго индивидуально. Наш опыт подтверждает возможность длительной интубации (до 2-3 нед). Однако по прошествии первых 5-7 дней необходимо взвесить все показания и противопоказания к нало­жению трахеостомы. Если срок ИВЛ должен по расчетам закончиться в ближайшее время, можно оставить трубку еще на несколько дней. Если же экстубация в ближайшее время по причине тяжелого состояния больного невозможна, следует наложить трахеостому.

Трахеостомия.

В случаях длительной ИВЛ, если санация трахеобронхиального дерева затруднена и активность больного снижена, неизбежно воз­никает вопрос о проведении ИВЛ через трахеостому. К трахеостомии сле­дует относиться как к серьезному хирургическому вмешательству. Предва­рительная интубация трахеи - одно из важных условий безопасности опе­рации.

Трахеостомию производят, как правило, под общей анестезией. Перед операцией необходимо подготовить ларингоскоп и набор интубационных трубок, мешок Амбу, отсос. После введения канюли в трахею отсасывают содержимое, раздувают уплотняющую манжетку до прекращения утечки газов при вдохе и проводят аускультацию легких. Не рекомендуется раздувать манжету, если сохранено спонтанное дыхание и нет угрозы аспирации. Канюлю заменяют, как правило, каждые 2-4 дня. Первую смену ка­нюли целесообразно отложить до сформирования канала к 5-7-му дню.

Процедуру осуществляют осторожно, имея наготове набор для интубации. Смена канюли безопасна, если во время трахеостомии на стенку тра­хеи наложены провизорные швы. Подтягивание за эти швы намного облегчает проведение процедуры. Трахеостомическую рану обрабатывают раствором антисептика и накладывают стерильную повязку. Секрет из тра­хеи отсасывают каждый час, при необходимости чаще. Давление разреже­ния в отсасывающей системе должно быть не более 150 мм рт.ст. Для отса­сывания секрета используют пластиковый катетер длиной 40 см с одним отверстием на конце. Катетер соединяют с У-образным коннектором, под­ключают отсос, затем вводят катетер через интубационную или трахеосто­мическую трубку в правый бронх, закрывают свободное отверстие У-образного коннектора и вращательным движением вынимают катетер. Дли­тельность отсасывания не должна превышать 5-10 с. Затем процедуру по­вторяют для левого бронха.

Прекращение вентиляции на время отсасывания секрета может усугубить гипоксемию и гиперкапнию. Для устранения этих нежелательных яв­лений предложен метод отсасывания секрета из трахеи без прекращения ИВЛ или при замене ее высокочастотной (ВЧИВЛ).

Неинвазивные методы ИВЛ.

Интубация трахеи и ИВЛ при лечении ОДН в последние четыре десятилетия считаются стандартными процедурами. Однако интубация трахеи связана с такими осложнениями, как нозокомиальная пневмония, синуситы, травмы гортани и трахеи, стенозы, кро­вотечения из верхних дыхательных путей. ИВЛ с интубацией трахеи назы­вают инвазивными методами лечения ОДН.

В конце 80-х годов XX столетия для длительной вентиляции легких у больных со стабильно тяжелой формой дыхательной недостаточности при нейромышечных заболеваниях, кифосколиозе, идиопатической централь­ной гиповентиляции был предложен новый метод респираторной под­держки - неинвазивной, или вспомогательной, ИВЛ с помощью носовых и лицевых масок (ВИВЛ). При ВИВЛ не требуется наложения искусствен­ных дыхательных путей - интубации трахеи, трахеостомы, что существен­но снижает риск инфекционных и «механических» осложнений. В 90-х годах появились первые сообщения о применении ВИВЛ у больных с ОДН. Исследователи отмечали высокую эффективность метода.

Использование ВИВЛ у больных с ХОЗЛ способствовало снижению смертельных исходов, сокращению сроков пребывания больных в стационаре, уменьшению потребности в интубации трахеи. Однако показания к длительной ВИВЛ нельзя считать окончательно установленными. Крите­рии отбора больных для ВИВЛ при ОДН не унифицированы.

Режимы механической ивл

ИВЛ с регуляцией по объему (объемная, или традиционная, ИВЛ - Con­ventional ventilation) - наиболее распространенный метод, при котором в легкие во время вдоха вводится с помощью респиратора заданный ДО. При этом в зависимости от конструктивных особенностей респиратора можно устанавливать ДО или MOB, либо оба показателя. ЧД и давление в дыхательных путях являются произвольными величинами. Если, напри­мер, величина MOB равна 10 л, а ДО - 0,5 л, то ЧД составит 10: 0,5 = 20 в минуту. В некоторых респираторах ЧД устанавливается независимо от других параметров и обычно равна 16-20 в минуту. Давление в дыхательных путях во время вдоха, в частности его максимальное пиковое (Рпик) значе­ние, при этом зависит от ДО, формы кривой потока, длительности вдоха, сопротивления дыхательных путей и растяжимости легких и грудной клет­ки. Переключение с вдоха на выдох осуществляется после окончания вре­мени вдоха при заданной ЧД или после введения в легкие заданного ДО. Выдох происходит после открытия клапана респиратора пассивно под воз­действием эластической тяги легких и грудной клетки (рис. 4.4).

ДО устанавливают из расчета 10-15, чаще 10-13 мл/кг массы тела. Нерационально выбранный ДО существенно влияет на газообмен и максимальное давление во время фазы вдоха. При неадекватно малом ДО часть альвеол не вентилируется, вследствие чего образуются ателектатические очаги, вызывающие внутрилегочный шунт и артериальную гипоксемию. Слишком большой ДО приводит к значительному увеличению давления в дыхательных путях во время вдоха, что может вызвать баротравму легких. Важным регулируемым параметром механической ИВЛ является отноше­ние времени вдох/выдох, от которого во многом зависит среднее давление в дыхательных путях во время всего дыхательного цикла. Более продолжи­тельный вдох обеспечивает лучшее распределение газа в легких при пато­логических процессах, сопровождающихся неравномерностью вентиляции. Удлинение фазы выдоха часто бывает необходимым при бронхообструктивных заболеваниях, снижающих скорость выдоха. Поэтому в современ­ных респираторах реализована возможность регуляции времени вдоха и выдоха (Т i и T E) в широких пределах. В объемных респираторах чаще ис­пользуются режимы Т i: T е = 1: 1; 1: 1,5 и 1: 2. Эти режимы способствуют улучшению газообмена, повышают РаО 2 и дают возможность уменьшить фракцию ингалируемого кислорода (ВФК). Относительное удлинение вре­мени вдоха позволяет, не уменьшая дыхательного объема, снизить Р пик на вдохе, что важно для профилактики баротравмы легких. При ИВЛ также широко используется режим с инспираторным плато, достигаемым преры­ванием потока после окончания вдоха (рис. 4.5). Этот режим рекомендует­ся при длительной ИВЛ. Длительность плато на вдохе может быть установ­лена произвольно. Рекомендуемые параметры его равны 0,3-0,4 с или 10-20 % от продолжительности дыхательного цикла. Данное плато также улуч­шает распределение газовой смеси в легких и снижает опасность баротрав­мы. Давление в конце плато фактически соответствует так называемому эластическому давлению, его считают равным альвеолярному давлению. Разница между Р пик и Р плато равна резистивному давлению. При этом создается возможность определять во время ИВЛ примерную величину растяжимости системы легкие - грудная клетка, но для этого нужно знать ско­рость потока [Кассиль В.Л. и др., 1997].

Выбор MOB может быть приблизительным либо проводиться под контролем уровня газового состава артериальной крови. В связи с тем что на РаО 2 может влиять большое количество факторов, адекватность ИВЛ определяют по РаСО 2 . Как при контролируемой вентиляции, так и в случае ориентировочного установления MOB предпочтительна умеренная гипервентиляция с поддержанием РаСО 2 на уровне 30 мм рт.ст. (4 кПа). Преимущества такой тактики могут быть определены следующим образом: гипервентиляция менее опасна, чем гиповентиляция; при более высоком MOB меньше опасность коллапса легких; при гипокапнии облегчается синхронизация аппарата с пациентом; гипокапния и алкалоз более благоприятны для действия некоторых фармакологических средств; в условиях сниженного РаСО 2 уменьшается опасность сердечных аритмий.

Учитывая то, что гипервентиляция является рутинной методикой, следует помнить об опасности значительного снижения МОС и мозгового кровотока вследствие гипокапнии. Падение РаСО 2 ниже физиологической нормы подавляет стимулы к самостоятельному дыханию и может стать причиной неоправданно длительной ИВЛ. У больных с хроническим ацидозом гипокапния приводит к истощению бикарбонатного буфера и замед­ленному восстановлению его после ИВЛ. У больных группы высокого риска поддержание соответствующих MOB и РаСО 2 жизненно необходимо и должно осуществляться только при строгом лабораторном и клиничес­ком контроле.

Длительная ИВЛ с постоянным ДО делает легкие менее эластичными. В связи с увеличением объема остаточного воздуха в легких изменяется отношение величин ДО и ФОЕ. Улучшение условий вентиляции и газообмена достигается путем периодического углубления дыхания. Для преодоле­ния монотонности вентиляции в респираторах предусмотрен режим, обес­печивающий периодическое раздувание легких. Последнее способствует улучшению физических характеристик легких и в первую очередь увеличению их растяжимости. При введении в легкие дополнительного объема газовой смеси следует помнить об опасности баротравмы. В отделении ин­тенсивной терапии раздувание легких обычно проводят с помощью боль­шого мешка Амбу.

Влияние ИВЛ с перемежающимся положительным давлением и пассив­ным выдохом на деятельность сердца.

ИВЛ с перемежающимся положи­тельным давлением и пассивным выдохом оказывает комплексное влияние на сердечно-сосудистую систему. Во время фазы вдоха создается повышен­ное внутригрудное давление и венозный приток к правому предсердию уменьшается, если давление в грудной клетке равно венозному. Переме­жающееся положительное давление с уравновешенным альвеолокапиллярным давлением не приводит к росту трансмурального давления и не меня­ет постнагрузку на правый желудочек. Если же трансмуральное давление при раздувании легких повысится, то возрастает нагрузка на легочные ар­терии и увеличивается постнагрузка на правый желудочек.

Умеренное положительное внутригрудное давление увеличивает венозный приток к левому желудочку, поскольку способствует поступлению крови из легочных вен в левое предсердие. Положительное внутригрудное давление также снижает постнагрузку на левый желудочек и приводит к увеличению сердечного выброса (СВ).

Если давление в грудной клетке будет очень высоким, то давление наполнения левого желудочка может уменьшиться вследствие увеличения постнагрузки на правый желудочек. Это может привести к перерастяже­нию правого желудочка, сдвигу межжелудочковой перегородки влево и снижению объема наполнения левого желудочка.

Большое влияние на состояние пред- и постнагрузки оказывает интраваскулярный объем. При гиповолемии и низком центральном венозном давлении (ЦВД) повышение внутригрудного давления приводит к более выраженному снижению венозного притока в легкие. Снижается и СВ, что зависит от неадекватного наполнения левого желудочка. Чрезмерное повышение внутригрудного давления даже при нормальном внутрисосудистом объеме снижает диастолическое наполнение обоих желудочков и СВ.

Таким образом, если ППД проводится в условиях нормоволемии и выбранные режимы не сопровождаются ростом трансмурального капиллярного давления в легких, то нет никакого отрицательного влияния метода на деятельность сердца. Более того, возможность увеличения СВ и АД сист следует учитывать во время сердечно-легочной реанимации (СЛР). Разду­вание легких ручным методом при резко сниженном СВ и нулевом АД способствует увеличению СВ и подъему АДсист [Марино П., 1998].

ИВЛ с положительным давлением в конце выдоха (ПДКВ )

(Continuous positive pressure ventilation - CPPV - Positive end-expiratory pressure - PEEP). При этом режиме давление в дыхательных путях во время конеч­ной фазы выдоха не снижается до 0, а удерживается на заданном уровне (рис. 4.6). ПДКВ достигается при помощи специального блока, встроенно­го в современные респираторы. Накоплен очень большой клинический ма­териал, свидетельствующий об эффективности данного метода. ПДКВ применяется при лечении ОДН, связанной с тяжелыми легочными заболе­ваниями (РДСВ, распространенные пневмонии, хронические обструктивные заболевания легких в стадии обострения) и отеком легких. Однако до­казано, что ПДКВ не уменьшает и даже может увеличивать количество внесосудистой воды в легких. В то же время режим ПДКВ способствует более физиологическому распределению газовой смеси в легких, снижению венозного шунта, улучшению механических свойств легких и транс­порта кислорода. Имеются данные о том, что ПДКВ восстанавливает ак­тивность сурфактанта и уменьшает его бронхоальвеолярный клиренс.

При выборе режима ПДКВ следует иметь в виду, что он может существенно уменьшить СВ. Чем больше конечное давление, тем существеннее влияние этого режима на гемодинамику. Снижение СВ может наступить при ПДКВ 7 см вод.ст. и более, что зависит от компенсаторных возмож­ностей сердечно-сосудистой системы. Повышение давления до 12 см вод.ст. способствует значительному возрастанию нагрузки на правый желудочек и увеличению легочной гипертензии. Отрицательные эффекты ПДКВ могут во многом зависеть от ошибок в его применении. Не следует сразу создавать высокий уровень ПДКВ. Рекомендуемый начальный уро­вень ПДКВ - 2-6 см вод.ст. Повышение давления в конце выдоха следует проводить постепенно, «шаг за шагом» и при отсутствии должного эффек­та от установленной величины. Повышают ПДКВ на 2-3 см вод.ст. не чаще, чем каждые 15-20 мин. Особенно осторожно повышают ПДКВ после 12 см вод.ст. Наиболее безопасный уровень показателя - 6-8 см вод.ст., однако это не означает, что данный режим оптимален в любой си­туации. При большом венозном шунте и выраженной артериальной гипоксемии может потребоваться более высокий уровень ПДКВ с ВФК 0,5 и выше. В каждом конкретном случае величину ПДКВ выбирают индивиду­ально! Обязательным условием является динамическое исследование газов артериальной крови, рН и параметров центральной гемодинамики: сердечного индекса, давления наполнения правого и левого желудочков и общего периферического сопротивления. При этом следует учитывать также и рас­тяжимость легких.

ПДКВ способствует «раскрытию» нефункционирующих альвеол и ателектатических участков, вследствие чего улучшается вентиляция альвеол, которые вентилировались недостаточно или не вентилировались совсем и в которых происходило шунтирование крови. Положительный эффект ПДКВ обусловлен увеличением функциональной остаточной емкости и растяжимости легких, улучшением вентиляционно-перфузионных отношений в легких и уменьшением альвеолярно-артериальной разности по кислороду.

Правильность уровня ПДКВ может быть определена по следующим основным показателям:

• отсутствие отрицательного влияния на кровообращение;
• увеличение растяжимости легких;
• уменьшение легочного шунта.

Основным показанием к ПДКВ служит артериальная гипоксемия, не устраняемая при других режимах ИВЛ.

Характеристика режимов ИВЛ с регуляцией по объему:

• важнейшие параметры вентиляции (ДО и MOB), как и отношение длительности вдоха и выдоха, устанавливает врач;
• точный контроль адекватности вентиляции с выбранной FiО 2 осуществляется путем анализа газового состава артериальной крови;
• установленные объемы вентиляции независимо от физических характеристик легких не гарантируют оптимального распределения га­зовой смеси и равномерности вентиляции легких;
• для улучшения вентиляционно-перфузионных отношений рекомендуется периодическое раздувание легких или проведение ИВЛ в режиме ПДКВ.

ИВЛ с регулируемым давлением во время фазы вдоха - широко распространенный режим. Одним из режимов ИВЛ, который становится все более популярным в последние годы, является ИВЛ с регулируемым давлением и инверсированным отношением времени вдох: выдох (Pressure con­trolled inverse ratio ventilation - PC-IRV). Этот метод применяется при тяжелых поражениях легких (распространенные пневмонии, РДСВ), требующих более осторожного подхода к респираторной терапии. Улучшить рас­пределение газовой смеси в легких с меньшим риском баротравмы можно путем удлинения фазы вдоха в пределах дыхательного цикла под контро­лем заданного давления. Увеличение отношения вдох/выдох до 4: 1 позво­ляет снизить разницу между пиковым давлением в дыхательных путях и давлением в альвеолах. Вентиляция альвеол происходит во время вдоха, а в короткую фазу выдоха давление в альвеолах не снижается до 0 и они не коллабируются. Амплитуда давления при этом режиме вентиляции мень­ше, чем при ПДКВ. Важнейшим преимуществом ИВЛ с регуляцией по давлению является возможность управления пиковым показателем давле­ния. Применение же вентиляции с регуляцией по ДО не создает этой возможности. Заданный ДО сопровождается нерегулируемым пиковым показателем альвеолярного давления и может вести к перераздуванию неколлабированных альвеол и их повреждению, в то время как часть альвеол не будет в должной мере вентилироваться. Попытка же уменьшения Р альв путем уменьшения ДО до 6-7 мл/кг и соответственного увеличения ЧД не создает условий для равномерного распределения газовой смеси в легких. Таким образом, основным преимуществом ИВЛ с регуляцией по показате­лям давления и увеличением продолжительности вдоха является возмож­ность полноценной оксигенации артериальной крови при более низких дыхательных объемах, чем при объемной ИВЛ (рис. 4.7; 4.8).

Характерные черты ИВЛ с регулируемым давлением и инверсированным отношением вдох/выдох:

• уровень максимального давления Рпик и частоту вентиляции устанавливает врач;
• Р пик и транспульмональное давление ниже, чем при объемной ИВЛ;
• продолжительность вдоха больше продолжительности выдоха;
• распределение вдыхаемой газовой смеси и оксигенация артериаль­ной крови лучше, чем при объемной ИВЛ;
• во время всего дыхательного цикла создается положительное давление;
• во время выдоха создается положительное давление, уровень которого определяется продолжительностью выдоха - давление тем выше, чем короче выдох;
• вентиляцию легких можно проводить с меньшим ДО, чем при объемной ИВЛ [Кассиль В.Л. и др., 1997].

Вспомогательная ивл

Вспомогательная ИВЛ (Assisted controlled mechanical ventilation - ACMV, или AssCMV) - механическая поддержка самостоятельного дыхания пациента. Во время начала спонтанного вдоха вентилятор делает искусственный вдох. Падение давления в дыхательных путях на 1-2 см вод.ст. во время начала вдоха воздействует на триггерную систему аппарата, и он начинает подавать отданный ДО, снижая работу дыхательных мышц. ВИВЛ позволяет устанав­ливать необходимую, наиболее оптимальную для данного пациента ЧД.

Адаптационный способ ВИВЛ.

Этот способ проведения ИВЛ заключа­ется в том, что частота вентиляции, как и другие параметры (ДО, отноше­ние продолжительности вдоха и выдоха), тщательно приспосабливаются («подстраиваются») к спонтанному дыханию больного. Ориентируясь на предварительные параметры дыхания больного, обычно устанавливают первоначальную частоту дыхательных циклов аппарата на 2-3 больше, чем частота спонтанного дыхания больного, а ДО аппарата на 30-40 % выше, чем собственный ДО больного в покое. Адаптация пациента происходит легче при отношении вдох/выдох = 1:1,3, использовании ПДКВ 4-6 см вод.ст. и при включении в контур респиратора РО-5 клапана дополнитель­ного вдоха, допускающего поступление атмосферного воздуха при несо­впадении аппаратного и спонтанного дыхательных циклов. Начальный пе­риод адаптации проводят двумя-тремя кратковременными сеансами ВИВЛ (ВНВЛ) по 15-30 мин с 10-минутными перерывами. В перерывах с учетом субъективных ощущений больного и степени дыхательного ком­форта проводят корректировку вентиляции. Адаптацию считают достаточ­ной, когда отсутствует сопротивление вдоху, а экскурсии грудной клетки совпадают с фазами искусственного дыхательного цикла.

Триггерный способ ВИВЛ

осуществляется с помощью специальных узлов респираторов («триггерного блока» или системы «откликания»). Триггерный блок предназначен для переключения распределительного устройства с вдоха на выдох (или наоборот) вследствие дыхательного уси­лия больного.

Работу триггерной системы определяют два основных параметра: чувствительность триггера и скорость «откликания» респиратора. Чувствительность блока определяется наименьшей величиной потока или отрица­тельного давления, необходимой для срабатывания переключающего уст­ройства респиратора. При малой чувствительности аппарата (например, 4-6 см вод.ст.) потребуется слишком большое усилие со стороны пациен­та, чтобы начался вспомогательный вдох. При повышенной чувствитель­ности респиратор, наоборот, может реагировать на случайные причины. Триггерный блок, чувствительный к потоку, должен реагировать на поток в 5-10 мл/с. Если же Триггерный блок чувствителен к отрицательному давлению, то разрежение на откликание аппарата должно быть 0,25- 0,5 см вод.ст. [Юревич В.М., 1997]. Такие скорость и разрежение на вдохе способен создавать ослабленный больной. Во всех случаях триггерная сис­тема должна быть регулируемой для создания лучших условий для адапта­ции больного.

Триггерные системы в различных респираторах регулируются по показателям давления (pressure triggering), скорости потока (flow triggering, flow by) или по ДО (volume triggering). Инерционность триггерного блока определяется «временем задержки». Последнее не должно превышать 0,05-0,1 с. Вспомогательный вдох должен приходиться на начало, а не на конец вдоха больного и во всяком случае должен совпадать с его вдохом.

Возможна комбинация ИВЛ с ВИВЛ.

Искусственно-вспомогательная вентиляция легких

(Assist/Control venti­lation - Ass/CMV, или A/CMV) - сочетание ИВЛ и ВИВЛ. Суть метода заключается в том, что больному проводят традиционную ИВЛ с ДО 10-12 мл/кг, но частоту устанавливают такую, чтобы она обеспечивала минут­ную вентиляцию в пределах 80 % от должной. При этом должна быть включена триггерная система. Если конструкция аппарата позволяет, то используют режим поддержки давлением. Этот метод приобрел в послед­ние годы большую популярность, особенно при адаптации больного к ИВЛ и при отключении респиратора.

Поскольку MOB несколько ниже требуемого, у больного возникают попытки к самостоятельному дыханию, а триггерная система обеспечивает дополнительные вдохи. Такая комбинация ИВЛ и ВИВЛ находит широкое применение в клинической практике.

Искусственно-вспомогательную вентиляцию легких целесообразно использовать при традиционной ИВЛ для постепенной тренировки и восстановления функции дыхательных мышц. Комбинация ИВЛ и ВИВЛ нахо­дит широкое применение как во время адаптации больных к механической вентиляции и режимам ИВЛ, так и в период отключения респиратора после длительной ИВЛ.

Поддержка дыхания давлением

(Pressure support ventilation - PSV, или PS). Этот режим триггерной ИВЛ заключается в том, что в системе аппарат - дыхательные пути больного создается положительное постоянное давление. При попытке вдоха больного включается триггерная система, которая реагирует на снижение давления в контуре ниже заданного уровня ПДКВ. Важно, чтобы в период вдоха, как и во время всего дыхательного никла, не происходило эпизодов даже кратковременного снижения давле­ния в дыхательных путях ниже атмосферного. При попытке выдоха и по­вышении давления в контуре свыше установленной величины инспираторный поток прерывается и у больного происходит выдох. Давление в дыха­тельных путях быстро снижается до уровня ПДКВ.

Режим (PSV) обычно хорошо переносится больными. Это связано с тем, что поддержка дыхания давлением улучшает альвеолярную вентиля­цию при повышенном содержании внутрисосудистой воды в легких. Каж­дая из попыток вдоха у больного приводит к увеличению газотока, подава­емого респиратором, скорость которого зависит от доли участия самого па­циента в акте дыхания. ДО при поддержке давлением прямо пропорциона­лен заданному давлению. При этом режиме снижаются потребление кис­лорода и расход энергии, отчетливо преобладают положительные эффекты ИВЛ. Особо интересен принцип пропорциональной вспомогательной вен­тиляции, заключающийся в том, что во время энергичного вдоха у пациен­та увеличивается объемная скорость подаваемого потока в самом начале вдоха, и заданное давление достигается быстрее. Если же инспираторная попытка слабая, то поток продолжается почти до конца фазы вдоха и за­данное давление достигается позже.

В респираторе «Bird-8400-ST» реализована модификация Pressure Support с обеспечением заданного ДО.

Характеристики режима поддержки дыхания давлением (PSV):

• уровень Р пик устанавливается врачом и величина V т зависит от него;
• в системе аппарат - дыхательные пути больного создается постоянное положительное давление;
• на каждый самостоятельный вдох больного аппарат откликается изменением объемной скорости потока, которая регулируется автома­тически и зависит от инспираторного усилия больного;
• ЧД и продолжительность фаз дыхательного цикла зависят от дыхания пациента, но в известных пределах могут регулироваться врачом;
• метод легко совместим с ИВЛ и ППВЛ.

При попытке вдоха у больного респиратор через 35-40 мс начинает подавать в дыхательные пути поток газовой смеси до достижения определенного заданного давления, которое поддерживается в течение всей фазы вдоха больного. Пик скорости потока приходится на начало фазы вдоха, что не приводит к дефициту потока. Современные респираторы снабжены микропроцессорной системой, которая анализирует форму кривой и вели­чину скорости потока и выбирает наиболее оптимальный режим для дан­ного больного. Поддержка дыхания давлением в описываемом режиме и с некоторыми модификациями используется в респираторах «Bird 8400 ST», «Servo-ventilator 900 С», «Engstrom-Erika», «Purittan-Bennet 7200» и др.

Перемежающаяся принудительная вентиляция легких (ППВЛ)

(Inter­mittent mandatory ventilation - IMV) - это метод вспомогательной венти­ляции легких, при котором пациент дышит самостоятельно через контур респиратора, но через заданные произвольно промежутки времени осу­ществляется один аппаратный вдох с заданным ДО (рис. 4.9). Как правило, используется синхронизированная ППВЛ (Synchronized intermittent manda­tory ventilation - SIMV), т.е. начало аппаратного вдоха совпадает с нача­лом самостоятельного вдоха пациента. При этом режиме пациент сам вы­полняет основную работу дыхания, которая зависит от частоты самостоятельного дыхания больного, а в промежутках между вдохами осуществляет­ся вдох с помощью триггерной системы. Эти промежутки могут быть на­строены врачом произвольно, аппаратный вдох осуществляется через 2, 4, 8 и т.д. очередных попыток больного. При ППВЛ не допускают снижения давления в дыхательных путях и при поддержке дыхания обязательно ис­пользуют ПДКВ. Каждый самостоятельный вдох больного сопровождается поддержкой давлением, и на этом фоне с определенной частотой происхо­дит аппаратный вдох [Кассиль В.Л. и др., 1997].

Основные характеристики ППВЛ:

• вспомогательная вентиляция легких сочетается с аппаратным вдохом при заданном ДО;
• частота дыхания зависит от частоты инспираторных попыток больного, но ее может регулировать и врач;
• MOB является суммой самостоятельного дыхания и МО принудительных вдохов; врач может регулировать работу дыхания больного путем изменения частоты принудительных вдохов; метод может быть совместим с поддержкой вентиляции давлением и другими способами ВВЛ.

Высокочастотная ивл

Высокочастотной принято считать ИВЛ с частотой дыхательных циклов более 60 в минуту. Такая величина выбрана потому, что при указанной частоте переключения фаз дыхательных циклов проявляется основное свойство ВЧ ИВЛ - постоянное положительное давление (ППД) в дыха­тельных путях. Естественно, что пределы частоты, от которых проявляется это свойство, довольно широки и зависят от MOB, растяжимости легких и грудной клетки, скорости и способа вдувания дыхательной смеси и других причин. Однако в подавляющем большинстве случаев именно при частоте дыхательных циклов 60 в минуту в дыхательных путях больного создается ППД. Указанная величина удобна для перевода частоты вентиляции в герцы, что целесообразно для расчетов в более высоких диапазонах и срав­нения получаемых результатов с зарубежными аналогами. Диапазон часто­ты дыхательных циклов очень широк - от 60 до 7200 в минуту (1-120 Гц), однако верхним пределом частоты ВЧ ИВЛ считают 300 в минуту (5 Гц). При более высоких частотах нецелесообразно применять пассивное меха­ническое переключение фаз дыхательных циклов из-за больших потерь ДО во время переключения, возникает необходимость использования актив­ных способов прерывания вдуваемого газа или генерирования его колеба­ний. Кроме того, при частоте ВЧ ИВЛ свыше 5 Гц становятся практически незначимыми величины амплитудного давления в трахее [Молчанов И.В., 1989].

Причиной образования ППД в дыхательных путях при ВЧ ИВЛ является эффект «прерванного выдоха». Очевидно, что при неизмененных про­чих параметрах учащение дыхательных циклов приводит к росту постоян­ного положительного и максимального давлений при уменьшении ампли­туды давления в дыхательных путях. Увеличение или уменьшение ДО вы­зывает соответствующие изменения давления. Укорочение времени вдоха приводит к уменьшению ППД и увеличению максимального и амплитуд­ного давления в дыхательных путях.

В настоящее время наиболее распространены три способа ВЧ ИВЛ: объемный, осцилляторный и струйный.

Объемная ВЧ ИВЛ (High frequency positive pressure ventilation - HFPPV) с заданным потоком или заданным ДО часто обозначается как ВЧ ИВЛ под положительным давлением. Частота дыхательных циклов обычно составляет 60-110 в минуту, продолжительность фазы вдувания не превышает 30 % длительности цикла. Альвеолярная вентиляция дости­гается при сниженных ДО и указанной частоте. Увеличивается ФОЕ, со­здаются условия для равномерного распределения дыхательной смеси в легких (рис. 4.10).

В целом объемная ВЧ ИВЛ не может заменить традиционную ИВЛ и находит ограниченное применение: при операциях на легких с наличием бронхоплевральных свищей, для облегчения адаптации больных к другим режимам ИВЛ, при отключении респиратора.

Осцилляторная ВЧ ИВЛ (High frequency oscillation - HFO, HFLO) представляет собой модификацию апноэтического «диффузионного» дыхания. Несмотря на отсутствие дыхательных движений, с помощью этого ме­тода достигается высокая оксигенация артериальной крови, но при этом нарушается элиминация СО 2 , что ведет к дыхательному ацидозу. Применяется при апноэ и невозможности быстрой интубации трахеи с целью устра­нения гипоксии.

Струйная ВЧ ИВЛ (High frequency jet ventilation - HFJV) - наиболее распространенный метод. При этом регулируются три параметра: частота вентиляции, рабочее давление, т.е. давление дыхательной смеси, подавае­мой в шланг пациента, и отношение вдох/выдох.

Существуют два основных способа ВЧ ИВЛ: инжекционный и чрескатетерный. В основу инжекционного способа положен эффект Вентури: струя кислорода, подаваемая под давлением 1-4 кгс/см 2 через инжекционную канюлю, создает вокруг последней разрежение, вследствие чего про­исходит подсос атмосферного воздуха. С помощью коннекторов инжектор соединяется с эндотрахеальной трубкой. Через дополнительный патрубок инжектора осуществляются подсос атмосферного воздуха и сброс выды­хаемой газовой смеси. Это позволяет реализовать струйную ВЧ ИВЛ при негерметичном дыхательном контуре.

Баротравма легких

Баротравма при ИВЛ - повреждение легких, вызванное действием повы­шенного давления в дыхательных путях. Следует указать на два основных механизма, вызывающих баротравму: 1) перераздувание легких; 2) нерав­номерность вентиляции на фоне измененной структуры легких.

При баротравме воздух может попасть в интерстиций, средостение, ткани шеи, вызвать разрыв плевры и даже проникать в брюшную по­лость. Баротравма представляет собой грозное осложнение, которое мо­жет привести к летальному исходу. Важнейшее условие профилактики баротравмы - мониторинг показателей биомеханики дыхания, тщатель­ная аускультация легких, периодический рентгенологический контроль грудной клетки. В случае возникшего осложнения необходима его ранняя диагностика. Отсрочка в диагностике пневмоторакса значительно ухуд­шает прогноз!

Клинические признаки пневмоторакса могут отсутствовать или быть неспецифичными. Аускультация легких на фоне ИВЛ часто не позволяет выявить изменения дыхания. Наиболее частые признаки - внезапная гипотензия и тахикардия. Пальпация воздуха под кожей шеи или верхней половины грудной клетки - патогномоничный симптом баротравмы легких. При подозрении на баротравму необходима срочная рентгенография груд­ной клетки. Ранний симптом баротравмы - выявление интерстициальной эмфиземы легких, которую следует считать предвестником пневмоторакса. В вертикальном положении воздух обычно локализуется в верхушечном отделе легочного поля, а в горизонтальном - в передней реберно-диафрагмальной борозде у основания легкого.

При проведении ИВЛ пневмоторакс опасен из-за возможности сдавления легких, крупных сосудов и сердца. Поэтому выявленный пневмото­ракс требует немедленного дренирования плевральной полости. Легкие лучше раздувать без использования отсоса, по методу Бюллау, так как со­здаваемое отрицательное давление в плевральной полости может превышать транспульмональное давление и увеличивать скорость потока воздуха нз легкого в полость плевры. Однако, как показывает опыт, в отдельных случаях необходимо применять дозированное отрицательное давление в плевральной полости для лучшего расправления легких.

Методы отмены ивл

Восстановление спонтанного дыхания после продленной ИВЛ сопровож­дается не только возобновлением деятельности дыхательных мышц, но и возвратом к нормальным соотношениям колебаний внутригрудного давле­ния. Изменения плеврального давления от положительных значений до от­рицательных приводят к важным гемодинамическим сдвигам: повышается венозный возврат, но также увеличивается постнагрузка на левый желудо­чек, и в результате может падать систолический ударный объем. Быстрое отключение респиратора может вызвать сердечную дисфункцию. Прекра­щать ИВЛ можно только после устранения причин, вызвавших развитие ОДН. При этом должны быть учтены и многие другие факторы: общее со­стояние больного, неврологический статус, показатели гемодинамики, водный и электролитный баланс и, самое главное, возможность поддержа­ния адекватного газообмена при самостоятельном дыхании.

Методика перевода больных после длительной ИВЛ на спонтанное дыхание с «отлучением» от респиратора пред­ставляет сложную многоэтапную процедуру, включающую множество технических приемов - лечебную физкультуру, тренировку дыхательных мышц, физиотерапию на область грудной клетки, питание, раннюю активацию больных и др. [Гологорский В.А. и др., 1994].

Существуют три метода отмены ИВЛ: 1) с помощью ППВЛ; 2) с помощью Т-образного коннектора или Т-образный способ; 3) с помощью сеан­сов ВИВЛ.

1. Перемежающаяся принудительная вентиляция легких. Этот метод обеспечивает для больного определенный уровень ИВЛ и позволяет боль­ному дышать самостоятельно в промежутках между работой респиратора. Постепенно сокращаются периоды ИВЛ и увеличиваются периоды само­стоятельного дыхания. Наконец, уменьшается продолжительность ИВЛ вплоть до полного ее прекращения. Эта методика небезопасна для больно­го, так как самостоятельное дыхание ничем не поддерживается.
2. Т-образный метод. В этих случаях периоды ИВЛ чередуются с сеансами самостоятельного дыхания через Т-вставочный коннектор при рабо­тающем респираторе. Обогащенный кислородом воздух поступает из рес­пиратора, предотвращая попадание атмосферного и выдыхаемого воздуха в легкие больного. Даже при хороших клинических показателях первый период самостоятельного дыхания не должен превышать 1-2 ч, после чего ИВЛ следует возобновлять на 4-5 ч для обеспечения отдыха больного. Учащая и увеличивая периоды спонтанной вентиляции, достигают прекращения последней на все дневное время суток, а затем и на целые сутки. Т-образный метод позволяет более точно определять показатели легочной функции при дозированном спонтанном дыхании. Этот метод превосходит ППВЛ по эффективности восстановления силы и работоспособности ды­хательной мускулатуры.
3. Метод вспомогательной респираторной поддержки. В связи с появ­лением различных способов ВИВЛ стало возможным использовать их в пе­риод отлучения больных от ИВЛ. Среди этих методов наибольшее значение имеет ВВЛ, которую можно сочетать с режимами ПДКВ и ВЧ ИВЛ.

Обычно используется триггерный режим ИВЛ. Многочисленные описания методов, публикуемых под разными названиями, затрудняют понимание их функциональных различий и возможностей.

Применение сеансов вспомогательной вентиляции легких в триггерном режиме улучшает состояние функции дыхания и стабилизирует кровообращение. Увеличиваются ДО, снижается ЧД, возрастают уровни РаО 2 .

Путем многократного использования ВИВЛ с планомерным чередованием с ИВЛ в режимах ПДКВ и с самостоятельным дыханием удается до­биться нормализации дыхательной функции легких и постепенно «отлу­чить» больного от респираторной помощи. Количество сеансов ВИВЛ может быть различным и зависит от динамики основного патологического процесса и степени выраженности легочных изменений. Режим ВИВЛ с ПДКВ обеспечивает оптимальный уровень вентиляции и газообмена, не угнетает сердечную деятельность и хорошо переносится больными. Эти приемы могут быть дополнены сеансами ВЧ ИВЛ. В отличие от ВЧ ИВЛ, создающей лишь кратковременный положительный эффект, режимы ВИВЛ улучшают функцию легких и обладают несомненным преимущест­вом перед другими способами отмены ИВЛ.

Особенности ухода за больными

Пациенты, которым проводится ИВЛ, должны находиться под непрерыв­ным наблюдением. Особенно необходим контроль за показателями крово­обращения и газовым составом крови. Показано использование систем тревоги. Принято измерять выдыхаемый объем с помощью сухих спирометров, вентилометров. Быстродействующие анализаторы кислорода и уг­лекислого газа (капнограф), а также электроды для регистрации транскутанных РО 2 и РСО 2 в значительной мере облегчают получение важнейшей информации о состоянии газообмена. В настоящее время применяют мониторное наблюдение за такими характеристиками, как форма кривых давления и потока газа в дыхательных путях. Их информативность позво­ляет оптимизировать режимы ИВЛ, подбирать наиболее благоприятные параметры и прогнозировать терапию.

Новые взгляды на респираторную терапию

В настоящее время намечается тенденция к использованию прессоциклических режимов вспомогательной и принудительной ИВЛ. При этих режи­мах в отличие от традиционных величина ДО уменьшается до 5-7 мл/кг (вместо 10-15 мл/кг массы тела), положительное давление в дыхательных путях поддерживается за счет увеличения потока и изменения соотноше­ния по времени фаз вдоха и выдоха. При этом максимальное Р пик составля­ет 35 см вод.ст. Это связано с тем, что спирографическое определение ве­личин ДО и МОД сопряжено с возможными ошибками, обусловленными искусственно вызванной спонтанной гипервентиляцией. При исследова­ниях же с помощью индуктивной плетизмографии установлено, что вели­чины ДО и МОД меньше, что послужило основой для уменьшения ДО при разрабатываемых методах ИВЛ.

Режимы искусственной вентиляции легких

• Airway pressure release ventilation - APRV - вентиляция легких с периодическим снижением давления вдыхательных путях.
• Assist control ventilation - ACV - вспомогательная управляемая вентиляция легких (ВУВЛ).
• Assisted controlled mechanical ventilation - ACMV (AssCMV) искусственно-вспомогательная вентиляция легких.
• Biphasic positive airway pressure - BIPAP - вентиляция легких с двумя фазами положительного давления в дыхательных путях (ВТФП) модификация ИВЛ и ВВЛ.
• Continuous distending pressure - CDP - самостоятельное дыхание с постоянно положительным давлением в дыхательных путей (СДППД).
• Controlled mechanical ventilation - CMV -управляемая (искусственная) вентиляция легких.
• Contionuous positive ail-way pressure - СРАР - самостоятельное дыхание с положительным давлением в дыхательных путях (СДППД).
• Continuous positive pressure ventilation - CPPV - ИВЛ с положительным давлением в конце выдоха (ПДКВ, Positive end-expiratorv psessure — PEEP).
• Conventional ventilation - традиционная (обычная) ИВЛ.
• Extended mandatory minute volume (ventilation) - EMMV - ППВЛ с автоматическим обеспечением заданного МОД.
• High frequency jet ventilation - HFJV - высокочастотная инжекционная (струйная) вентиляция легких - ВЧ ИВЛ.
• High frequency oscillation - HFO (HFLO) - высокочастотная осцилляция (осцилляторная ВЧ ИВЛ).
• High frequency positive pressure ventilation - HFPPV - ВЧ ИВЛ под положительным давлением, контролируемая по объему.
• Intermittent mandatory ventilation - IMV - принудительная перемежающаяся вентиляция легких (ППВЛ).
• Intermittent positive negative pressure ventilation - IPNPV - ИВЛ с отрицательным давлением на выдохе (с активным выдохом).
• Intermittent positive pressure ventilation - IPPV - вентиляция легких с перемежающимся положительным давлением.
• Intratracheal pulmonary ventilation - ITPV - внутритрахеальная легочная вентиляция.
• Inverse ratio ventilation - IRV - ИВЛ с обратным (инверсированным) отношением вдох:выдох (более 1:1).
• Low frequency positive pressure ventilation - LFPPV - ИВЛ с низкой частотой (брадипноическая).
• Mechanical ventilation - MV - механическая вентиляция легких (ИВЛ).
• Proportional assist ventilation - PAV - пропорциональная вспомогательная вентиляция легких (ВВЛ), модификация поддержки вентиляции давлением.
• Prolonged mechanical ventilation - PMV - продленная ИВЛ.
• Pressure limit ventilation - PLV - ИВЛ с ограничением давлением на вдохе.
• Spontaneous breathing - SB - самостоятельное дыхание.
• Synchronized intermittent mandatory ventilation - SIMV - синхронизированная принудительная перемежающаяся вентиляция легких (СППВЛ).