Глава 1. Принципы устройства респираторов
Царенко С. В.
Практический курс ИВЛ
Аннотация
В работе представлены основные сведения об общих принципах проведения ИВЛ, а также устройстве респираторов. Описаны классические и современные режимы ИВЛ. Большое внимание уделено особенностям применения искусственной вентиляции легких при различной патологии: заболеваниях и повреждениях мозга, остром респираторном дистресс-синдроме, обструктивных болезнях легких, заболеваниях и повреждениях органов брюшной полости, различных видах шока и заболеваниях сердца.
Год издания: 2007
ISBN: 5-225-03892-1
Оглавление
Предисловие
Глава 1. Принципы устройства респираторов
1.1. Центр управления
1.2. Источники медицинских газов
1.3. Смеситель газов
1.4. Устройства для увлажнения и очистки дыхательной смеси
1.5. Клапаны вдоха и выдоха
1.6. Датчики контроля потока и давления
Глава 2. Механические свойства легких и общие принципы проведения ИВЛ
Глава 3. Алгоритмы ИВЛ
3.1. Алгоритм Assist Control
3.2. Алгоритмы IMV и SIMV
Глава 4. Классические режимы ИВЛ
4.1. Принципы описания режима ИВЛ
4.2. Обязательные вдохи, контролируемые по объему - режим Volume Control
4.3. Обязательные вдохи, контролируемые по давлению
4.3.1. Режим Pressure Limited Ventilation (PLV)
4.3.2. Режим Pressure Control
4.4. Вентиляция по требованию
4.4.1. Режим Pressure Support
4.4.2. Режим Continuous Positive Airway Pressure (CPAP)
Глава 5. Современные режимы ИВЛ
5.1. Режимы Biphasic Positive Airway Pressure (BIPAP) и Airway Pressure Release Ventilation (APRV)
5.2. Режим Bilevel Positive Airway Pressure (BiPAP)
5.3. Двойные режимы
5.3.1.Режим Pressure Regulated Volume Control (PRVC)
5.3.2.Режим Volume Assured Pressure Support (VAPS)
5.4. Серворежимы
5.4.1. Режим Mandatory Minute Ventilation (MMV)
5.4.2. Режим Volume Support
5.4.3. Режим Adaptive Support Ventilation (ASV)
5.5. Использование небулайзеров и режим Trachea Gas Insufflations (TGI)
5.6. Автоматическая вентиляция
5.7. Электронная экстубация - режим Automated Tube Compensation (ATS)
5.8. Режим Proportional Assist Ventilation (PAV)
5.9. Режим Neurally Adjusted Ventilation Assisted (NAVA)
Глава 6. Классификация респираторов
6.1. Нереанимационные и транспортные модели
6.2. Базовые модели
6.3. Модели с расширенными функциями
6.4. Модели высшего уровня
Глава 7. Проведение ИВЛ транспортными респираторами
7.1. Режим PLV в транспортных моделях
7.2. Режим Volume Control в транспортных моделях
7.3. Режимы СРАР и BiPAP в транспортных респираторах
7.4. Отлучение от респиратора
Глава 8. Проведение ИВЛ респираторами базовых моделей
8.1. Режим Volume Control в базовых моделях
8.2. Режимы Pressure Control, Pressure Support и СРАР в базовых моделях
8.3. Отлучение от респиратора
Глава 9. Проведение ИВЛ респираторами с расширенными функциями
9.1. Режим Volume Control в респираторах с расширенными функциями
9.2. Режим Pressure Control в респираторах с расширенными функциями
9.3. Режимы Pressure Support, СРАР, BiPAP и APRV, двойные режимы и серворежимы в респираторах с расширенными функциями
9.4. Отлучение от респиратора
9.5. Использование графического анализа
Глава 10. Проведение ИВЛ респираторами высшего класса
10.1. Анализ дыхательных кривых
10.1.1. Оценка соответствия работы респиратора потребностям больного
10.1.2. Раздельная оценка податливости легких и грудной клетки
10.1.3. Подбор оптимальной скорости пикового потока
10.1.4. Диагностика непреднамеренного ауто-РЕЕР
10.2. Построение кривой (петли) статической податливости
10.3. Режим Pressure Support в респираторах высшего класса
10.4. Режим BIPAP в респираторах высшего класса
10.5. Другие режимы вентиляции в респираторах высшего класса
Глава 11. Особенности применения ИВЛ при различных клинических ситуациях
11.1. ИВЛ при ОПЛ и ОРДС
11.1.1. Первая стадия ОРДС - маневры рекрутмента легких
11.1.2. Вторая стадия ОРДС - предупреждение баро- и волюмотравмы
11.1.3. Третья стадия ОРДС - учет неравномерности восстановления функций легких
11.2. ИВЛ при острой бронхообструкции и ХОБЛ
11.2.1. Способы оценки ауто-РЕЕР
11.2.2. Основные принципы респираторной поддержки больных с бронхообструкцией
11.2.3. Режимы и алгоритмы ИВЛ при бронхообструкции
11.3. ИВЛ при заболеваниях и поражениях мозга
11.4. ИВЛ при травмах и болезнях органов брюшной полости
11.5. ИВЛ при заболеваниях сердца
11.6. ИВЛ при гиповолемическом, геморрагическом и септическом шоке
Послесловие
Список литературы
Предисловие
Настоящее руководство не ставит целью дать всеобъемлющую оценку всех аспектов современной искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Книга посвящена простым алгоритмам использования современных респираторов, которые могут быть применены анестезиологами-реаниматологами в повседневной деятельности вне зависимости от того, в каком учреждении они работают и каким респиратором пользуются.
В руководстве вниманию читателя предложена система оценки многочисленной респираторной техники, которая в настоящий момент "наводнила" российский рынок. Обилие моделей, производителей, различных названий режимов вентиляции создает большие проблемы для практикующих врачей и организаторов здравоохранения. Особенно сложное положение у последних, поскольку в большинстве случаев они не являются специалистами в вопросах искусственной вентиляции легких. В результате решение вопроса о закупке аппаратов ИВЛ принимается на основании случайных характеристик, часто далеких от реальной практики респираторной поддержки. К ним относятся:
1) знакомое название фирмы-производителя;
2) существование в респираторе такого режима вентиляции, который отсутствует в других моделях;
3) выполнение аппаратом функций, которые большинство специалистов считают необходимыми.
Однако ни один из перечисленных критериев не может быть решающим, хотя все они должны приниматься во внимание при выборе респираторной техники.
Знакомое название фирмы-производителя свидетельствует о наличии у нее опыта в изготовлении дыхательной аппаратуры. Но у одной и той же компании могут быть неудачные и хорошие модели. Примером является широкая популярность респираторов компании "Puritan-Bennett" (PB). Надежность и уникальность модели РВ 7200, получившей заслуженное признание среди практикующих реаниматологов, привели к тому, что все аппараты данного производителя стали считаться абсолютными лидерами. Однако респиратор РВ 7200 в настоящий момент морально устарел. Сменивший его РВ 840 вполне может претендовать на место в лидирующей группе. Остальные модели "Puritan-Bennett" или слишком просты (РВ 740, РВ 760), или мало подходят для целей интенсивной терапии (LP-10, Achieva).
С другой стороны, ряд известных и надежных компаний просто сменили названия, и опираться при покупке респиратора только на имя фирмы-изготовителя нельзя. Аппараты ИВЛ фирмы "Siemens" теперь выпускает компания "Maquet". Заслужившие законное признание фирмы "Bird" и "Bear" сейчас объединились под названием "Viasys".
Наличие особого режима вентиляции также не может быть причиной выбора. Во-первых, ряд компаний называют один и тот же режим по-разному. Примером может служить несколько названий режима двухуровневой поддержки давления в дыхательных путях, чаще всего известного как BIPAP. Во-вторых, появление в новых моделях респираторов некоторых режимов отнюдь не является гарантией их необходимости в реальных ситуациях. Только многолетняя клиническая практика покажет, действительно ли предлагаемые режимы имеют существенные преимущества перед уже имеющимися. Данное положение касается большинства способов вентиляции по принципу обратной связи: режимов PAV, АТС, VAPS, а также режима TGI и др.
Очевидно, что главное в аппарате - соответствие его возможностей тем требованиям, которые большинство специалистов считают обязательными для проведения современной респираторной поддержки. Однако и тут встречаются проблемы. Долгое время возможность графического изображения динамических петель "давление-объем" и "поток-объем" считалась настолько важной, что зачастую определяла оценку аппарата. В настоящее время выяснилось, что динамические петли не несут дополнительной визуальной информации по сравнению с обычным графическим анализом кривых давления, потока и объема. Практическая польза от их построения заключается в расчете работы дыхания. Респиратор должен не только "рисовать" на своем экране петли, но и рассчитывать работу, потраченную на преодоление эластичности легких и проходимости дыхательных путей.
Автору известны только несколько изданий на русском языке, посвященных практическому применению ИВЛ. Некоторые из них вышли очень небольшим тиражом [Брыгин П. А., 1998; Колесниченко А. П., Грицан А. И., 2000; Канус И. И., Олецкий В. Э., 2004], в других [Кассиль В. Л. и др., 1997, 2003, 2004] изданиях не ставились упомянутые прикладные задачи. Учитывая это, в настоящем руководстве сделана попытка описать те объективные характеристики респиратора, которые действительно отражают его класс и качество. Большое внимание уделено особенностям использования различных типов современных респираторов в повседневной клинической работе. Нетрадиционные методы респираторной поддержки: неинвазивная и высокочастотная вентиляция, использование оксида азота, гелиево-кислородной смеси, в настоящем издании подробно не рассматриваются.
Учитывая прикладной характер руководства, автор счел возможным не приводить в нем результаты анализа литературы, а остановиться только на тех источниках, без которых представляемая вниманию читателя информация могла бы выглядеть голословной.
Центр управления
В современных респираторах центр управления состоит из одного или нескольких микропроцессоров. Функции этих микропроцессоров настолько уникальны, что напоминают работу мозга. В связи с этим реаниматологи часто используют по отношению к респиратору понятия, обычно применяемые по отношению к живым существам. Они говорят: "Респиратор понимает, аппарат анализирует и т. д.". Такой подход подчеркивает искреннее восхищение врачей перед разработчиками респираторной техники и поэтому использован в данном руководстве.
Задачи центра управления следующие:
1) контроль над работой датчиков потока и объема;
2) управление согласованной работой клапанов для своевременной подачи и прекращения введения кислородно-воздушной смеси;
3) реагирование на информацию об отклонении тех или иных параметров вентиляции от заданных установок.
Источники медицинских газов
Для создания дыхательной смеси нужны источники двух медицинских газов: кислорода и воздуха. Для практикующего реаниматолога очень важно понимать следующий факт: чем сложнее устройство респиратора, тем больше требований к давлению кислорода и воздуха, поступающих к нему. Респираторы простых моделей могут работать как при высоком давлении медицинских газов (3 - 6 атм, или 40 - 80 psi), так и при низком (менее 1,5 атм, или 20 psi). Сложные современные машины, осуществляющие тонкую регулировку механического вдоха в соответствии с меняющимися потребностями больного и точное смешивание медицинских газов, более требовательны к давлению кислорода и сжатого воздуха. В зависимости от конструкции респиратора диапазон допустимых колебаний давления медицинских газов, при которых возможно бесперебойное функционирование аппарата, может быть разным.
Кислород для проведения ИВЛ в отделениях интенсивной терапии, как правило, поступает централизованно с больничной кислородной станции. В связи с этим, перед тем как приобретать современный аппарат ИВЛ, необходимо тщательно проверить качество кислородной подводки в больнице. Утечка кислорода на этапе поступления от центральной станции к респиратору может вызвать значительное падение давления этого газа и проблемы с работой аппарата ИВЛ. Такая ситуация - не редкость в российских больницах.
Кроме централизованной подачи можно обеспечить поступление кислорода еще двумя способами: непосредственно от баллона с газом, установленного рядом с респиратором, и от кислородного концентратора. Установка кислородного баллона в палате интенсивной терапии опасна из-за возможности его падения и последующего взрыва. Использование кислородного концентратора, извлекающего кислород из окружающего воздуха, экономически невыгодно. В связи с этим концентраторы применяются только для проведения оксигенотерапии и ИВЛ в домашних условиях, при невысоком расходе кислорода.
Воздух для создания поступающей к больному кислородно-воздушной смеси в простых моделях респираторов "подсасывается" из окружающей среды. Ряд устаревших моделей, например респираторы серии РО (респиратор объемный), использует воздуходувку, подающую воздух в дыхательные пути под невысоким давлением. Поскольку современные аппараты ИВЛ нуждаются в высоких потоках газа, указанные способы являются неэффективными и заменены различными системами подачи сжатого воздуха.
Сжатый воздух может поступать из трех источников: центрального больничного компрессора, компрессора респиратора и турбины аппарата ИВЛ. При наличии в реанимационном отделении как минимум 6 респираторов наиболее экономично использование централизованной подачи сжатого воздуха. Для обеспечения безопасности больного сжатый воздух будет поступать централизованно, а компрессор респиратора находиться в режиме ожидания. При перебоях с централизованной подачей поступление сжатого воздуха будет обеспечена компрессором респиратора (рис. 1.2)
Рис. 1.2. Оптимальный способ газоснабжения реанимационного отделения. 1 - шланг подачи кислорода от центральной кислородной станции; 2 - шланг подачи сжатого воздуха от центрального компрессора; 3 - шланг подачи сжатого воздуха от компрессора респиратора к блендеру аппарата ИВЛ; 4 -панель централизованной разводки газов; 5 - компрессор респиратора.
Если централизованная система подачи сжатого воздуха в больнице отсутствует, то приходится пользоваться компрессором респиратора или турбиной. Длительное применение компрессора аппарата ИВЛ невыгодно, так так он рассчитан в основном на аварийное включение и имеет, как правило, меньший срок эксплуатации, чем турбина. В то же время турбина не может использоваться при проведении ИВЛ у новорожденных, так как обладает избыточной инертностью. Эта особенность турбины не позволяет создавать высокоскоростных потоков воздуха, необходимых для пациентов данной категории. Кроме того, значительная инертность снижает возможности турбинных респираторов при создании современных чувствительных способов отклика респиратора на дыхательные попытки больного типа виртуального Pressure Support.
Преимуществом турбинных респираторов является их меньшая масса по сравнению с компрессорными. Благодаря этому турбинные аппараты удобны при внутри- или межбольничной транспортировке больного с тяжелыми дыхательными нарушениями, когда нежелательно и опасно снижать качество респираторной поддержки. Турбулентный поток воздуха, создаваемый турбиной, адекватно перемешивает медицинские газы как при их низком, так и высоком давлении. В связи с этим турбинные респираторы позволяют переключаться с работы при высоком давлении кислорода на режим низкого давления. Подчеркнем только, что у некоторых аппаратов эта функция может отсутствовать в базовой комплектации, являясь опцией.
Указанные обстоятельства имеют существенное практическое значение для рационализации приобретения аппаратуры. В одном отделении целесообразно иметь и компрессорные, и турбинные респираторы только в том случае, если приходится часто перемещать больных. При наличии централизованной подачи сжатого воздуха лучше покупать респираторы с компрессором. Очевидно, что компрессорные аппараты необходимы при проведении ИВЛ у проблемных больных с часто меняющимся дыхательным паттерном, а также у новорожденных. При отсутствии централизованной подачи сжатого воздуха, а также невысоком качестве кислородной разводки практичнее турбинные модели.
Смеситель газов
Точное смешивание кислородно-воздушной смеси производится специальным устройством - смесителем (блендером). Контроль точности работы блендера и создаваемой им концентрации кислорода во вдыхаемой смеси осуществляют двумя способами: механическим путем с помощью тарельчатого клапана или с помощью специального кислородного датчика. При несоответствии заданной концентрации кислорода во вдыхаемой смеси и фактического его содержания респиратор подает звуковые и световые тревоги.
Принцип работы тарельчатого клапана состоит в следующем. Клапан поддерживает равенство давления сжатого воздуха и кислорода. Одинаковое давление гарантирует соблюдение установленной врачом концентрации кислорода. Превышение одного давления над другим поворачивает тарелочку клапана, и раздается звуковой сигнал, свидетельствующий об отсутствии гарантированной точности подачи кислорода (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Принцип работы тарельчатого клапана. а - одинаковое давление поступающих газов - тарелочка находится параллельно потоку; б - разное давление поступающих газов - тарелочка частично перекрывает поток.
Кислородный датчик анализирует содержание кислорода в дыхательной смеси после ее смешивания блендером. Принцип работы датчика основан на изменении его физико-химических свойств в зависимости от концентрации кислорода. Он расположен на выходе дыхательной смеси из респиратора, что позволяет обеспечить более точный контроль содержания кислорода перед поступлением его к больному, чем при использовании тарельчатого клапана.
Клапаны вдоха и выдоха
Поступление кислородно-воздушной смеси регулируется работой клапанов вдоха и выдоха. В простых моделях респираторов функции этих клапанов совмещены конструктивно в одном устройстве, которое располагается на аппарате рядом с интубационной трубкой и представляет собой механический лепестковый клапан (см. рис. 1.2, в). Клапан является нереверсивным и позволяет обеспечить движение воздуха: на вдохе в легкие больного, а на выдохе - в окружающую среду. Устройство клапана позволяет приблизительно регулировать величину PEEP.
Поскольку клапан находится в непосредственной близости от интубационной трубки, то при попытке проведения длительной ИВЛ лепестки клапана могут слипаться друг с другом под воздействием влаги выдыхаемого воздуха и перестать адекватно функционировать. Именно наличие лепесткового клапана выдоха не позволяет включить в контур респиратора активный увлажнитель. В связи с этим единственной возможностью обеспечить увлажнение дыхательной смеси в данном случае является использование фильтра-тепловлагообменника. Эффективности тепловлагообменника не всегда хватает для достаточного увлажнения дыхательной смеси, поэтому в реальной клинической практике иногда делают попытки применения активный увлажнитель в рассматриваемых моделях респираторов. Необходимо категорически предостеречь от таких действий, поскольку печальный опыт показывает, что они приводят к серьезной опасности для больного из-за обструкции клапана.
В более сложных моделях клапаны вдоха и выдоха разделены и расположены возле респиратора. Работа клапана вдоха активно регулируется микропроцессором респиратора. В отличие от этого клапан выдоха чаще всего пассивен, поскольку он открывается выдыхаемым больным воздухом и закрывается при окончании выдоха. Устройство клапана выдоха позволяет достаточно точно дозировать величину PEEP. Конструкция клапанов предполагает как использование тепловлагообменника, так и активного увлажнения дыхательных путей с помощью встроенного в дыхательный контур увлажнителя.
Самым современным вариантом является наличие активных клапанов и вдоха, и выдоха. В этом случае открытие и закрытие клапана выдоха регулируются микропроцессором респиратора отдельно от клапана вдоха, что позволяет сохранить возможность спонтанного дыхания больного во время проведения ИВЛ.
Обеспечение оксигенации.
Глава 3. Алгоритмы ИВЛ
Опыт показывает, что научить гораздо легче, чем переучивать. Однако именно с этой неблагодарной задачи - переучивания - начинается данная глава. Выросло целое поколение реаниматологов, которые привыкли любое действие респиратора называть режимом вентиляции. Очевидным объяснением этого факта были эмпирически накапливавшиеся знания об ИВЛ. Однако технологический прогресс привел к необходимости пересмотреть ряд сложившихся представлений, поскольку они вносят путаницу и отрицательно сказываются на эффективности принимаемых врачом клинических решений.
В связи с этим принципиально важно разделить два понятия - алгоритм подачи механических вдохов и режим вентиляции. Под алгоритмом понимают описание последовательности подачи серии вдохов, под режимом - способ реализации отдельного механического вдоха. Совмещение этих понятий и неопределенность формулировок являются частой причиной ошибочных представлений о деталях реализации различных способов респираторной поддержки.
Существует два алгоритма искусственной вентиляции. Первый - контролируемая поддержка (Assist Control), второй - перемежающаяся обязательная вентиляция (Intermittent Mandatory Ventilation - IMV). В современных респираторах вместо IMV обычно используют синхронизированную перемежающуюся обязательную вентиляцию (Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation - SIMV). Подчеркнем еще раз, что указанные алгоритмы не являются отдельными режимами ИВЛ. Алгоритмы Assist Control и SIMV в устаревших моделях респираторов назывались режимами потому, что их применяли только в одном случае - при вентиляции, контролируемой по объему. В связи с этим для простоты Volume Assist Control называли просто Assist Control, a Volume SIMV - просто SIMV. В современных респираторах алгоритмы Assist Control и SIMV могут использоваться и при вентиляции, контролируемой по давлению, и при двухуровневой вентиляции, и при смешанных режимах "давление-объем".
Практический опыт показывает, что при описании алгоритмов и режимов вентиляции лучше пользоваться только английскими сокращениями. Ряд соображений позволяет считать такой подход более правильным по сравнению с заучиванием русскоязычных аббревиатур. Во-первых, английские сокращения появились раньше, чем русские. Многие врачи к ним привыкли и вынуждены заниматься обратным переводом на английский при необходимости понять, что означает название режима на русском языке. Во-вторых, качество перевода названия режима на русский язык часто страдает. В связи с этим появляется путаница, как в примере с разбираемым ниже режимом Pressure Limited Ventilation, который часто переводят как "вентиляция по давлению" и неверно идентифицируют с режимом вентиляции, контролируемой по давлению (Pressure Control). Сложно уловить разницу между вентиляцией, контролируемой по объему (Volume Control), поддержкой объема (Volume Support) и поддержкой объемом (Volume Assist). Проще запомнить английское название термина и его суть, чтобы рационально использовать его на практике и не путаться с интерпретацией перевода на русский язык.
Алгоритм Assist Control
При алгоритме Assist Control врач задает параметры отдельного вдоха и базовую частоту подачи этих вдохов (рис. 3.1).
Например, базовая частота составляет 10 в 1 мин. Исходя из того, что в минуте 60 с, респиратор делит минуту на 10 промежутков продолжительностью по 6 с (60: 10 = 6). В течение 6 с респиратор ожидает дыхательную попытку больного. Если она наступает, то машина подает триггированный механический вдох с установленными врачом параметрами. После окончания вдоха открывается клапан выдоха и происходит пассивный выдох за счет эластической отдачи грудной клетки больного. Затем процесс повторяется. Как только регистрируется новая дыхательная попытка, респиратор производит механический вдох с заданными параметрами.
Рис. 3.1. Алгоритм Assist Control (на примере Volume Control).
Если в течение времени, отведенного на ожидание дыхательной попытки (в нашем примере 6 с), она не идентифицируется респиратором, то машина подает нетриггированный механический вдох с заданными врачом параметрами. Исходя из логики указанного алгоритма, респиратор подаст такое количество механических вдохов, которое или равно заданной врачом базовой частоте, или выше ее (в нашем примере 10 вдохов и более). Подчеркнем, что при реализации алгоритма Assist Control все вдохи одинаковые и называются основными (mandatory). Частный случай алгоритма Assist Control, в котором каждый вдох осуществляется с подачей определенного объема, а триггер отсутствует или выключен, представляет собой хорошо знакомый старшему поколению реаниматологов стандартный режим аппаратов серии РО, называемый по-английски Control Mandatory Ventilation (CMV) - контролируемая обязательная вентиляция.
Алгоритмы IMV и SIMV
В алгоритме IMV врач тоже задает параметры отдельного вдоха и частоту подачи этих вдохов. Для простоты изложения представим себе ситуацию, когда заданная частота составляет те же 10 вдохов в 1 мин. Так же как и в алгоритме Assist Control, респиратор выделяет 10 промежутков по 6 с (60: 10 = 6). В самом начале указанного временного промежутка респиратор производит нетриггированный механический вдох с заданными параметрами. В течение оставшегося времени клапаны аппарата ИВЛ остаются открытыми, и больной может дышать самостоятельно (рис. 3.2). Через 6 с после начала первого механического вдоха респиратор подает новый вдох.
Рис. 3.2. Алгоритм IMV (на примере Volume Control).
В современных респираторах чаще используют модификацию алгоритма IMV, называемую SIMV (рис. 3.3). В этом случае начало отсчета времени в заданном промежутке не предполагает немедленной подачи механического вдоха. В качестве примера опять выберем заданную частоту дыхания 10 в 1 мин. В течение 6 с респиратор ожидает дыхательную попытку больного. Если она наступает, то машина подает триггированный механический вдох с установленными врачом параметрами. В течение оставшегося времени клапаны аппарата ИВЛ открыты, и больной может дышать самостоятельно. Через 6 с начинается новый временной промежуток. Если в течение 6 с, отведенных на ожидание дыхательной попытки, она не наступает, то респиратор подает нетриггированный механический вдох с заданными врачом параметрами.
Рис. 3.3. Алгоритм SIMV (на примере Volume Control).
Исходя из логики алгоритмов IMV и SIMV, респиратор подаст количество механических вдохов, которое точно соответствует заданной врачом частоте (в нашем примере 10 вдохов). Если заданная частота составляет ноль, то это означает, что больной дышит самостоятельно через контур респиратора.
При реализации алгоритмов IMV и SIMV между основными вдохами возможно осуществление вставочных, называемых вдохами по требованию. В простых моделях респираторов вставочные вдохи - только самостоятельные. В более сложных моделях самостоятельные вдохи могут быть поддержаны давлением - режим Pressure Support.
Режим Pressure Control
Режим Pressure Control принципиально отличается от Pressure Limited Ventilation. Отличие состоит в том, что респиратор не переключается с вдоха на выдох сразу после достижения заданного давления в дыхательных путях. Вместо этого достигнутое давление поддерживается некоторое время, благодаря чему улучшается распределение воздушно-кислородной смеси в легких (см. рис. 4.3, б; 4.9, б). Остальные параметры режима ничем не отличаются от Volume Control. Ввиду того что врач не устанавливает необходимый дыхательный объем, последний зависит от заданного давления и податливости легких. В связи с этим особое значение приобретает установка тревог величин МОД, дыхательного объема и частоты дыхания. Проведение вентиляции, контролируемой по давлению, возможно в алгоритмах Assist Control и SIMV.
Рис. 4.9. Подбор оптимальной длительности вдоха в режиме Pressure Control. а - слишком короткое время вдоха: скорость потока на вдохе не достигает нулевой отметки; б - оптимальная ситуация: в конце выдоха скорость дыхательного потока равна нулю; в - слишком длительное время вдоха: скорость потока на вдохе снижается до нуля раньше окончания вдоха (в конце вдоха имеется пауза).
В современных респираторах можно изменять скорость потока в начале вдоха. Для этого существует возможность менять наклон кривой давления. Положительная величина наклона замедляет поток, отрицательная - ускоряет.
Триггирование. Осуществляется по потоку, по давлению и по времени.
Доставка. Доставка (контроль) осуществляется по давлению.
Переключение с вдоха на выдох. В режиме Pressure Control возможно переключение по времени (основной способ) и по давлению (дополнительный способ при случайном избыточном давлении в дыхательных путях, например при кашле больного).
Преимущества режима. При проведении респираторной поддержки в режиме Pressure Control гарантировано ограничение давления в дыхательных путях, что исключает опасность баротравмы. При реализации режима создается нисходящий пиковый поток, который способствует хорошему распределению кислородно-воздушной смеси в дыхательной системе и обычно хорошо адаптирован к потребностям больного. Точная установка времени вдоха позволяет предупредить проблемы связанные с наличием утечек в дыхательном контуре, являющихся ахиллесовой пятой третьего режима по давлению - pressure Support.
Недостатки режима. Снижение податливости легких, механические препятствия для поступающей дыхательной смеси вызывают снижение МОД. Указанное обстоятельство может приводить к гипоксии и гиперкапнии при некорректных установках тревог. Существенным ограничением режима Pressure Control является отсутствие объективных критериев оптимальной длительности вдоха. Как правило, в клинической практике ее выбирают эмпирически.
Показания к использованию режима Pressure Control - проведение респираторной поддержки при выраженном поражении легких и отсутствии крайней необходимости обеспечения точного поступления кислорода и выведения углекислоты. В первую очередь режим показан пациентам с ОПЛ и ОРДС без сопутствующей патологии мозга и сердца.
Стандартные установки респиратора в режиме Pressure Control: давление вдоха (Pinsp) - 15- 18 см вод. ст., время вдоха - 0,7 - 0,8 с, частота вдохов 12- 14 в 1 мин, PEEP - 5-8 см вод. ст., чувствительность - 3-4 см вод. ст., или 1,5-2 л/ мин. У пациентов с затруднением выдоха время вдоха может быть снижено до 0,5 - 0,6 с.
Можно использовать также следующий подход к подбору параметров вдоха в режиме Pressure Control. Оптимальное заполнение легких кислородно-воздушной смесью во время вдоха достигается в том случае, если к концу выдоха скорость дыхательного потока становится равной нулю (рис. 4.9, б). Если скорость не достигает нулевой отметки, это означает, что длительности вдоха не хватает для полноценного заполнения легких (рис. 4.9, а). Если скорость потока на вдохе снижается до нуля раньше окончания вдоха, то, следовательно, время вдоха установлено избыточным и в конце вдоха имеется пауза (рис. 4.9, в). Исходя из указанных соображений, время вдоха обычно устанавливают таким образом, чтобы обеспечить нулевой поток в конце вдоха. Если создаваемая при этом величина дыхательного объема отличается от необходимой, то меняют Pinsp.
Следует обратить внимание, что в зависимости от модели респиратора величина Pinsp устанавливается по-разному. В одних моделях она отсчитывается от нулевого уровня, в других - добавляется к величине PEEP.
Тревоги: верхняя граница МОД - 12 л/мин, нижняя граница МОД - 6 л/мин, верхний предел частоты дыхания - 25 в 1 мин, нижняя граница дыхательного объема - 4-5 мл/кг (обычно 400 -450 мл), нижняя граница давления в дыхательных путях - 10 см вод. ст., нижняя граница установленного PEEP - 3 см вод. ст., Рmах - 30 см вод. ст.
Коммерческие названия режима. В случае, когда отсутствует триггирование вдохов, режим называется контролируемой вентиляцией по давлению (Pressure Control Ventilation, PCV). При включении триггера режим носит названия PCV Assist или PCV - SIMV.
4.4. Вентиляция по требованию
При использовании алгоритма SIMV вставочные вдохи (по требованию) могут быть реализованы в режимах Pressure Support или СРАР. В том случае, если число обязательных вдохов установлено врачом на ноль, то указанные режимы по требованию становятся единственным способом респираторной поддержки.
Режим Pressure Support
Pressure Support (поддержка давлением) является еще одним режимом вентиляции, ориентированным на создание давления в дыхательных путях. В отличие от Pressure Control и PLV он требует обязательной дыхательной попытки больного, т. е. происходит только по требованию. Режим может применяться как в качестве самостоятельного варианта ИВЛ, так и для поддержки спонтанных вдохов при реализации алгоритма SIMV. В последнем случае обязательные вдохи в алгоритме SIMV осуществляются либо в режиме Volume Control, либо Pressure Control, либо, как мы увидим дальше, BIPAP или PRVC. При проведении вентиляции в режиме Pressure Support врач устанавливает только три параметра: величину создаваемого респиратором давления в дыхательных путях, уровень PEEP и чувствительность триггера. Главное отличие режима Pressure Support от других режимов вентиляции по давлению состоит в способе переключения респиратора на выдох - по потоку (см. рис. 4.3, в).
Проведение ИВЛ в режиме Pressure Support требует наличия самостоятельных дыхательных попыток. В связи с этим при урежении или остановке дыхания имеется серьезная угроза гипоксии и гиперкапнии. В ряде моделей эта проблема решается включением звуковой и световой тревоги, сигнализирующей о снижении МОД. Однако такой подход небезопасен. В связи с этим современные требования к респираторам предусматривают обязательность установки резервной, так называемой апнойной вентиляции. Как правило, параметры отдельного вдоха апнойной вентиляции устанавливаются соответственно параметрам обязательного вдоха в алгоритме SIMV. Кроме того, врач задает частоту подачи этих вдохов при возникновении апноэ, а также время, по истечении которого отсутствие дыхательных попыток признается сигналом для начала апнойной вентиляции (так называемое время апноэ). Подчеркнем важность правильного выбора параметров обязательного вдоха в алгоритме SIMV, даже если их частота установлена на ноль, поскольку они являются параметрами механических вдохов при апнойной вентиляции.
Триггирование. Осуществляется по потоку и по давлению.
Доставка (контроль) происходит по давлению.
Переключение с вдоха на выдох. В режиме Pressure Support возможно переключение по потоку (основной способ) и по давлению (дополнительный способ при случайном избыточном давлении в дыхательных путях, например при кашле больного).
Преимущества режима. Теоретические позиции, заложенные в основу режима, делают его наиболее привлекательным с точки зрения соответствия работы респиратора и дыхательного паттерна больного. В отличие от других режимов по давлению в Pressure Support переключение с вдоха на выдох происходит в соответствии с логичными физиологическими принципами.
Недостатки режима. Классический способ реализации режима имеет несколько существенных недостатков. Первый недостаток - это высокая чувствительность режима к герметичности дыхательных путей. При наличии утечек воздуха (например, при сдутой манжете интубационной трубки) может возникнуть ситуац