Категория: ИВЛ

Опубликовано: 20 сентября 2013

Кривые потока, давления и объема при постоянном потоке вдоха показаны на рис. 6-2. В соответствии с формой кривой такое вдувание газа называют вентиляци­ей с прямоугольной формой потока. В идеале при подобной вентиляции легких по­ток вдуваемого газа в течение вдоха должен оставаться практически постоянным.

Формы кривых потока, давления и объема при ИВЛ, управляемой по объему, с по­стоянным потоком

Однако во время вдоха поток может колебаться, если рабочее давление респиратора низкое, а пиковое давление в дыхательных путях высокое. При постоянном потоке газ поступает в легкие с одной скоростью в течение всего времени вдоха. Другими словами, скорость доставки объема в легкие в начале вдоха такая же, как и в конце. Заметим, что давление в дыхательных путях возрастает линейно в течение всего вре­мени вдоха, вслед за начальным быстрым повышением, которое обеспечивает пре­одоление сопротивления эндотрахеальной трубки. Эффект влияния сопротивления и растяжимости на форму кривой давления в дыхательных путях во время вентиля­ции с постоянным потоком, управляемой по объему.

При ИВЛ, управляемой по объему, кривая инспираторного потока может иметь нисходящую форму. В этом случае поток максимален в начале и уменьшается к концу вдоха. Типичные кривые потока, давления и объема при нисходящей форме показаны на рис. 6-4. Заметим, что благодаря снижению потока в течение фазы вдоха большая часть дыхательного объема поступает в легкие в начале фазы вдоха, а кривая давления по форме приближается к прямоугольной. При вентиляции с нисходящей формой по­тока длительность фазы вдоха возрастает, если не увеличить пиковый поток. Нисходя­щая кривая потока может иметь разную форму (рис. 6-5). В одном варианте поток к концу вдоха уменьшается до нуля. При 50 % нисходящей форме поток в конце вдоха равен половине потока в его начале. Поток к концу вдоха может также уменьшаться до фиксированного, заданного производителем уровня (например, до 5 л/мин).

Кривая давления при ИВЛ, управляемой по объему, с постоянным потоком. В каж­дом случае дыхательный объем равен 0,675 л, поток — 40 л/мин, а ПДКВ — 5 см вод. ст. Жир­ная линия соответствует давлению в дыхательных путях, тонкая линия - альвеолярному дав­лению. А. Сопротивление равно 5 см вод. ст.Дл х с), растяжимость - 50 мл/см вод. ст. Б. Со­противление равно 5 см вод. ст./ (л х с), растяжимость — 20 мл/см вод. ст. По сравнению с левым графиком возрастают пиковое инспираторное давление и альвеолярное давление, но разница между давлением в дыхательных путях и альвеолярным давлением не изменяется. В. Сопротивление равно 20 см вод. ст./ (л х с), растяжимость — 50 мл/см вод. ст. В сравнении с левым графиком возросло пиковое инспираторное давление, альвеолярное давление оста­лось неизменным, но увеличилась разница между давлением в дыхательных путях и альвео­лярным давлением

Категория: ИВЛ

Опубликовано: 19 сентября 2013

ЦЕЛИ

1.  Использовать представления о константе времени для осмысления физиологии искусственной вентиляции легких.

2.  Сравнить эффекты постоянного и убывающего потока при вентиляции, управ­ляемой по объему.

3. Рассмотреть влияние механики дыхания на форму кривой давления в дыхатель­ных путях при вентиляции, управляемой по объему.

4.  Рассмотреть влияние сопротивления и растяжимости на поток при искусствен­ной вентиляции, управляемой по давлению.

5.  Рассмотреть роль скорости нарастания давления при проведении принудитель­ной и вспомогательной вентиляции, управляемой по давлению.

6.  Рассмотреть критерий завершения вдоха при поддержке вдохов давлением.

7.  Обсудить роль усиленных вдохов при искусственной вентиляции легких.

8.  Обсудить физиологические эффекты изменения отношения времени вдоха к вре­мени выдоха.

ВВЕДЕНИЕ

Современные модели аппаратов ИВЛ, управляемые микропроцессорами, позволя­ют врачу выбрать подходящую форму кривой инспираторного потока. В этой главе описываются технические и физиологические аспекты различных форм инспира­торного потока при ИВЛ.

КОНСТАНТА ВРЕМЕНИ

Понятие константы времени лежит в основе легочной механики при искусственной вентиляции легких. Константа времени определяет скорость изменения объема участка легких при пассивном раздувании или спадении. Константа времени может быть найдена из уравнения:

Vt = Vixe-^,/r,

где Vt — объем участка легкого в момент времени t, Vi — исходный объем участка легкого, е — основание натурального логарифма, т — константа времени. Заметим, что изменение объема практически полностью завершается по истечении пяти констант времени.

В физиологии дыхания постоянная времени рассчитывается как произведение сопротивления и растяжимости. Участки легких с более высоким сопротивлением и/или с большей растяжимостью отличаются большей постоянной времени и требуют большего времени для наполнения или опорожнения. Напротив, участки легких с более низким сопротивлением и/или растяжимостью отличаются меньшей посто­янной времени и требуют меньшего времени для наполнения или опорожнения. Про­стой метод расчета экспираторной константы времени при принудительной вентиля­ции легких под положительным давлением заключается в делении экспираторного

дыхательного объема на пиковое значение экспираторного потока

Категория: ИВЛ

Опубликовано: 19 сентября 2013

Вентиляция с гарантированным минутным объемом (MMV) призвана гарантировать заданный минутный объем дыхания в процессе восстановления самостоятельного дыхания. Если самостоятельное дыхание больного не способно обеспечить требуемый минутный объем, установленный врачом, то аппарат возмещает разницу между реальной минутной вентиляцией и требуемой. Если минутный объем самостоятельного дыхания превосходит требуемый уровень, то аппаратная поддержка прекращается. Таким образом, MMV — это способ вентиляции, управляемой отрицательной обратной связью, когда объем искусственной вентиляции определяется объемом самостоятельного дыхания. В Соединенных Штатах Америки MMV реализован лишь в немногочисленных аппаратах, и ценность его при восстановлении самостоятельного дыхания пока не ясна. При MMV можно регулировать частоту дыхания или объем искусственных вдохов. Некоторые модели респираторов увеличивают частоту принудительных вдохов, если минутная вентиляция уменьшается ниже желаемого уровня, в то время как в аппаратах другого типа увеличивается поддерживающее давление.

ПУНКТЫ ДЛЯ ЗАПОМИНАНИЯ

• Двойной контроль в течение одного дыхательного цикла — это способ управле­ния, при котором аппарат переключается с контроля вентиляции по давлению на контроль по объему.
• При двойном контроле от цикла к циклу респиратор повышает или понижает предел давления для того, чтобы обеспечить подачу в дыхательные пути боль­ного заданного врачом дыхательного объема.
• Адаптивная поддерживающая вентиляция основана на концепции обеспечения минимальной работы дыхания.

• В автоматическом режиме аппарат переключается с принудительной вентиля­ции на поддержку самостоятельного дыхания.

• При пропорциональной вспомогательной вентиляции давление в дыхательных путях повышается или понижается в зависимости от дыхательных усилий боль­ного.
• Автоматическая компенсация сопротивления эндотрахеальной трубки позволя­ет компенсировать ее сопротивление по закрытой петле положительной обрат­ной связи на основании вычисляемых значений давления в трахее.
• Вентиляция посредством снижения давления в дыхательных путях осуществля­ет альвеолярную вентиляцию, дополняя СРАР.
• Вентиляция с гарантированным минутным объемом - - это метод, призванный гарантировать поддержание необходимого минутного объема при восстановле­нии самостоятельного дыхания.

Категория: ИВЛ

Опубликовано: 19 сентября 2013

Вентиляция посредством снижения давления в дыхательных путях обеспечивает альвеолярную вентиляцию как дополнение к СРАР. При этом методе вентиляции давление в дыхательных путях периодически на короткое время снижается до низ­кого уровня, после чего снова повышается, чтобы заполнить легкие . При отсутствии спонтанных дыхательных попыток APRV оказывает такое же действие, как и искусственная вентиляция; управляемая по давлению. Однако в отличие от PC CMV, APRV допускает спонтанное дыхание в любой фазе дыхательного цикла. Это происходит потому, что клапан выдоха в течение всего дыхательного цикла на­ходится в рабочем состоянии. Традиционные методы вентиляции предусматривают полное закрытие клапана выдоха во время фазы вдоха. В новых поколениях аппара­тов при ИВЛ, управляемой по давлению, клапан выдоха открывается, когда проис­ходит превышение установленного пикового давления на вдохе.

Поскольку пиковое давление на вдохе при проведении вентиляции данным мето­дом никогда не превышает уровня СРАР, то опасность, связанная с высоким давле­нием в дыхательных путях сводится к минимуму (то есть риск избыточного растя­жения альвеол и гемодинамических расстройств остается минимальным). Так как пациент имеет возможность дышать самостоятельно на обоих уровнях постоянного положительного давления в дыхательных путях, уменьшается и необходимость в седации. Доказательства преимуществ такого режима вентиляции пока, однако, недостаточно убедительны. Дыхательный объем при дыхании методом APRV зави­сит от растяжимости легких, сопротивления дыхательных путей, амплитуды сниже­ния давления, длительности такого снижения и амплитуды спонтанных дыхатель­ных движений больного. Вызывает озабоченность возможность дерскрутирования альвеол во время снижения давления при проведения такой вентиляции. Двухфаз­ное положительное давление в дыхательных путях (BIPAP) является модификаци­ей APRV. В отличие от последнего, при проведении двухфазной вентиляции под по­ложительным давлением не используется обратное отношение времени вдоха к времени выдоха. BIPAP, которую называют еще двухуровневой, или PCV+ венти­ляцией, также отчасти синхронизирована с самостоятельными дыхательными уси­лиями больного. С двухуровневой вентиляцией можно сочетать поддержку вдохов давлением. Двухуровневую вентиляцию можно использовать для перио­дических раздуваний легких при проведении вспомогательной вентиляции по дав­лению. При таком подходе давление повышается до 20-30 см вод. ст. на 1-3 с 2-4 раза в 1 мин.

Категория: ИВЛ

Опубликовано: 19 сентября 2013

Хотя поддержка вдохов давлением и может использоваться для преодоления сопро­тивления эндотрахеальной трубки, но обеспечить стабильность такой поддержки одним уровнем давления при переменном инспираторном потоке оказывается не­возможно. Сопротивление эндотрахеальной трубки является фактором, из-за кото­рого в начале фазы вдоха, когда инспираторный поток максимален, давление в тра­хее остается низким и в результате недостаточной компенсации работа дыхания возрастает. В конце фазы вдоха поддержка давлением оказывается избыточной, сверхкомпенсирующей и пролонгирующей вдох, что может привести к поврежде­нию легких вследствие, «их перераздувания. При автоматической компенсации со­противления эндотрахеальной трубки (АТС) производится непрерывное вычисле­ние трахеального давления, что позволяет в каждом дыхательном цикле компенси­ровать сопротивление эндотрахеальной трубки.

Для расчета давления в трахее при АТС используется заранее известное значе­ние сопротивления эндотрахеальной трубки и текущая величина потока (рис. 5-6). Методом АТС Сопротивление эндотрахеальной трубки компенсируется с помощью обратной связи по расчетной величине давления в трахее. При этоме учитывается заданный коэффициент сопротивления трахеальной трубки (трахеостомической или интубационной) и по результатам измерения мгновенных значений потока опреде­ляется пропорциональное ему давление на протяжении всего дыхательного цикла. Расчет давления в трахее осуществляют по следующей формуле:

давление в трахее = давление в прокимальных дыхательных путях — (коэффициент сопротивления трубки х квадрат потока).

Наибольший интерес представляет способность АТС устраненять излишнюю работу дыхания во время вдоха. Однако и во время выдоха создается зависимый от потока градиент давления вдоль интубационной трубки. АТС компенсирует этот компонент сопротивления потоку и может уменьшить сопротивление на выдохе. С этой целью уменьшает ПДКВ во время выдоха, что обеспечивает компенсацию сопротивления эндотрахеальной трубки выдоху.

Причиной неполной компенсации сопротивления эндотрахеальной трубки мо­жет явиться то обстоятельство, что в условиях in vivo сопротивление эндотрахеаль­ной трубки оказывается выше, чем in vitro. Кроме того, изгибы и скопления секрета в трубке влияют на ее сопротивление, что также приводит к неполной компенсации. Имеет ли сопротивление эндотрахеальной трубки какое-либо клиническое значе­ние при вентиляции легких у взрослых больных, представляется спорным. Допол­нительная работа дыхания, создаваемая интубационными трубками тех размеров, которые применяются во взрослой анестезиологической практике, при обычной минутной вентиляции невелика. Такие же данные были получены в ходе изучения самостоятельного дыхания с поддержкой низким давлением или через Т-образный адаптер. Было также показано» что работ дыхания п через интубационную трубку с Т-образным переходником в течение двух часов равна таковой непосредственно после экстубации. Хотя длительное самостоятельное дыхание через эндотрахеаль-ную трубку нежелательно iw-.ia ее высокого сопротивления, этот фактор не имеет большого значения при кратковременных сеансах самостоятельного дыхания, когда оценивают готовность больного к экс губации.

Категория: ИВЛ

Опубликовано: 19 сентября 2013

Метод пропорциональной вспомогательной вентиляции (PAV) обеспечивает увели­чение (или, наоборот, уменьшение) давления в дыхательных путях пропорциональ­но инспираторному усилию больного. Это достигается системой положительной об­ратной связи, которая увеличивает давление в дыхательных путях пропорционально текущим величинам инспираторного потока и объема. В отличие от других методов респираторной поддержки, при которых в легкие доставляется заранее заданный ды­хательный объем или в дыхательных путях поддерживается заданный уровень дав­ления, при PAV уровень поддержки определяется усилиями самого больного, то есть объем вспомогательной вентиляции прямо пропорционально определяется взаимо­действием пациента с аппаратом (рис. 5-4). В той степени, в какой инспираторное усилие является отражением дыхательной потребности больного, этот способ вспо­могательной вентиляции может обеспечить наиболее физиологичный паттерн дыха­ния. Давление в дыхательных путях определяется усилием пациента.

Давление в дыхательных пу­тях при увеличении дыхательного усилия больного на фоне пропорцио­нальной вспомогательнЙй вентиля* ции, ИВЛ, управляемой по давлению; и ИВЛ, управляемой по объему. За­метьте, что степень респираторной поддержки на фоне возрастания дыха­тельного усилия больного возрастает при ПВВ, уменьшается при ИВЛ по объему и остается постоянной при ИВЛ по давлению

Пропорциональная вспомогательная вентиляция представляет собой систему, работающую по принципу положительной обратной связи, где эластичность и со­противление дыхательной системы являются сигналами, определяемыми как К* (см вод. ст./л) и К₂ (см вод. ст.Дл х с), соответственно. 

Для того чтобы давление в дыхательных путях возрастало пропорционально усилию, развиваемому дыхательными мышцами, Ki и Кг должны быть установлены на уровне менее 100 % от эластичности и сопротив­ления дыхательных путей больного. Если K_t и К₂ превышают 100 % значения элас­тичности и сопротивления, то происходит продление фазы вдоха, так как аппарат продолжает увеличивать давление в дыхательных путях после прекращения дыха­тельного усилия больного.

Так как в течение вдоха поток уменьшается, а объем возрастает, то поддержива­ющий поток максимален в начале вдоха, а поддержка объемом максимальна в конце вдоха. В связи с тем что поток и объем варьируются от цикла к циклу, то и давле­ние в дыхательных путях при проведении PAV также изменяется от цикла к циклу (рис. 5-5). Таким образом, при PAV возможны колебания частоты дыхания, времени вдоха и давления на вдохе. Этим данный метод отличается от PSV, когда давление вдоха фиксировано, и от вспомогательной вентиляции, управляемой по давлению с фиксированным давлением и временем вдоха.

Измерение эластичности и сопротивления при спонтанном дыхании связано с большими сложностями. Если общее дыхательное сопротивление (импеданс) оп­ределено с переоценкой, то давление, развиваемое респиратором, окажется выше того, которое требуется для преодоления импеданса дыхательной системы. В результате поддержка окажется избыточной. Трудности связанные с определением эластичнос­ти и сопротивления усугубляются тем, что эти параметры подвержены колебаниям в течение времени. Кроме того, принцип пропорциональной вспомогательной вен­тиляции основан на допущении линейности параметров эластичности и сопротивления. У больных с дыхательной недостаточностью нелинейность этих переменных может привести к неадекватной реализации данного метода. Существует способ корректной настройки параметров режима при PAV. Поддержку объемом устанав­ливают на уровне 2 см вод. ст./л (уровень вспомогательного потока — 1 см вод. ст.Дл х с)) и повышают постепенно, по 2 см вод. ст., до тех пор, пока не появляются признаки избыточной поддержки. Эластичность дыхательной системы пациента при таком подходе оценивают при данном объеме поддержки минус 1 см вод. ст./л. Вспомогательный поток устанавливают равным 1 см вод. ст.Дл х с) (со вспомогательным объемом 2 см вод. ст./л) и повышают ступенчато до появления признаков избытка — по 1 см вод. ст.Дл х с). В этом случае сопротивление дыхательной системы пациента считают равной вспомогательному потоку минус см вод. ст.Дл х с).