Рабочая классификация аппаратов ИВЛ

Основы
респираторной
поддержки
Доцент кафедры
анестезиологии и
реаниматологии ВМА
Храпов К.Н.
Содержание лекции
1.
2.
3.
4.
Ключевые положения
Схема классификации режимов ИВЛ
Принципы работы современных
аппаратов ИВЛ
Режимы вентиляции
Ключевые положения
1.
Математические модели



2.
Управляемые переменные

3.
Давление, объем, поток
Фазовые переменные

4.
Уравнение движущего давления
Постоянная времени
Среднее давление в дыхательных путях
Триггерование, лимитирование и
циклирование
Типы вдохов
Компоненты движущего
давления
Ptot= (E·ΔV) + (R·V') + (I·V'')
Ptot - движущее давление;
E - эластичность;
R - сопротивление;
V’- объемная скорость потока газа;
I - инерционность;
V'’ - скорость изменения объемной скорости
воздушного потока
Постоянная времени
 = C  R = 0,1л/см  2 см Н2О/(лс)= 0,2 с
Время, соответствующее 1 - это время,
необходимое для расправления альвеолы
приблизительно на 60% от максимального
объема. Расправление на 99 % требует
времени, равного 4τ.
Среднее давление в
дыхательных путях
Как аппарат ИВЛ работает?




Источник энергии (входная мощность,
привод)
Превращение или трансмиссия энергии
Управляющая система
Результат (давление, объем и форма
потока)
Схема классификации
режимов вентиляции
I. Дыхательный
паттерн
А. Главная управляемая дыхательная переменная
1.
Объем
2.
Давление
3.
Двойное управление
Б. Согласование вдохов
1.
Постоянная принудительная вентиляция
2.
Перемежающаяся принудительная вентиляция
3.
Постоянная самостоятельная вентиляция
II. Тип управления
1. Setpoint control.
2. Auto-setpoint control.
3. Servo control.
4. Adaptive control.
5. Optimal control.
III. Управляющая стратегия
А. Фазовые перерменные (триггерование, лимитирование, циклирование)
Б. Логика управления (условная переменная, выходная переменная, функция
эффективности)
Chatburn R.L. Fundamentals of Mechnical ventilation., 2004.
Упрощенная схема
современного респиратора с
пневматическим приводом
Поршневой компрессор
Турбинный
привод
Пневматическая система
BiPAP Vision
Руководство по клиническому применению аппарата ИВЛ BiPAP Vision
Шаговый мотор и
рестриктивный клапан
Электромагнитный клапан
Respiratory care : a guide to clinical practice / edited by George G. Burton, John E. Hodgkin,
Jeffrey J. Ward . — 4th ed.
Основные параметры ИВЛ
№
п/п
Параметр
Аббревиату
ра
Единица
измерения
1.
Число аппаратных дыхательных циклов
F, f
дых/мин
2.
Дыхательный объем
VT
мл, л
3.
Минутный объем вентиляции
MV
л/мин
4.
Выдыхаемый минутный объем дыхания
VE
мл, л
5.
Скорость подачи газовой смеси в дыхательные пути
пациента на вдохе, инспираторный потока газа
Flow, Vi
л/мин
6.
Время вдоха
Ti
с
7.
Время выдоха
Te
с
8.
Пауза в конце вдоха
EIP
С
9.
Соотношение фаз вдоха и выдоха
Ti:Te, I/E
отношение
10.
Пиковое давление в дыхательных путях на вдохе
PIP, Pin
см Н2О
11.
Давление в дыхательных путях во время плато на
вдохе
Pplat
см Н2О
12.
Среднее давление в дыхательных путях
Pmean,
MAP
см Н2О
13.
Положительное давление конца выдоха
PEEP
см Н2О
14.
Фракция кислорода во вдыхаемой газовой смеси
FiO2
0,21-1.0
(21-100%)
Фазы дыхательного цикла




Инициация вдоха
(триггерование);
Инспираторная
фаза;
Переключение с
вдоха на выдох
(циклирование);
Экспираторная
фаза (базовая
переменная).
Respiratory care : a guide to clinical practice / edited by
George G. Burton, John E. Hodgkin, Jeffrey J. Ward . —
4th ed.
Триггерная переменнаястарт вдоха
Принудительная вентиляция
 Время
Инициация вдоха пациентом
 Давление
 Поток
 Объем
Manual - оператор
Принцип работы триггера по
давлению
Принцип работы триггера по
потоку
Лимитирующая переменная
Максимальное значение может быть
достигнуто, но не происходит
переключение на выдох
 Объем
 Поток
 Давление
Лимитирование и
циклирование
А. Вдох лимитирован по давлению, циклирование по времени. В. Поток
лимитирован, циклирование по объему. С. Объем и поток лимитированы,
циклирование по времени. (Chatburn Fundamentals of Mechanical ventilation)
Конец вдоха – циклирующая
переменная
Фазовая переменная для
ограничения вдоха




Объем
Давление
Поток
Время
Типы вдохов
Принудительный
вентилятор делает всю работу;
вентилятор начинает и прекращает вдох.
 Вспомогательный
пациент инициирует принудительный вдох
 Самостоятельный
пациент обеспечивает часть работы
дыхания;
пациент контролирует инициацию вдоха и
переключение на выдох.

Методы и режимы
вентиляции
Управляемая переменная
инспираторной фазы

Поток (объем) controlled


Давление


Давление – зависимая переменная
Поток и объем могут варьировать (зависимые
переменные)
Время (HFOV)

давление, поток, объем могут варьировать
Кривые Р-Т, V-T, F-T для вентиляции
с контролем по давлению и объему
Respiratory care : a guide to clinical practice / edited by George G. Burton, John E. Hodgkin, Jeffrey J. Ward . — 4th ed.
Характеристики дыхательного цикла
при ИВЛ с управлением объему
И.И. Канус, В.Э. Олецкий Современные режимы искусственной вентиляции легких:
Учебно-методическое пособие. – Мн.: БелМАПО, 2004. – 64 с.
Формы инспираторного
потока
Вентиляции с управлением по
объему
Преимущества :
 Гарантированная доставка заданного дыхательного объема и
обеспечение минутной вентиляции независимо от показателей
респираторной механики
Недостатки:
 Отсутствие возможности частичной респираторной поддержки
 Достижение синхронизации ИВЛ со спонтанным дыханием
требует постоянного подбора инспираторного потока
 Высокий риск травмы легких при неправильном выборе
параметров вентиляции
 Сложное косвенное управление средним давлением в
дыхательных путях
 Чувствительность к герметичности дыхательного контура
 Неравномерная вентиляция зон легких с различной
податливостью и сопротивляемостью – подаваемый ДО
поступает преимущественно в хорошо податливые зоны легких
Структура дыхательного цикла при
вентиляции с управлением по давлению
Управление параметрами
инспираторного потока за счет
изменения скорости достижения
заданного давления
И.И. Канус, В.Э. Олецкий Современные режимы искусственной вентиляции легких:
Учебно-методическое пособие. – Мн.: БелМАПО, 2004. – 64 с.
Преимущества и недостатки
вентиляции с управлением по
давлению
Преимущества:
Обеспечение инспираторного запроса больного при сохранном спонтанном
дыхании. Чем сильнее попытка доха, тем больше градиент давлений и
выше поток.
Возможность участия больного в управлении не только частотой дыхания, но
и дыхательным объемом, т.е. имеется возможность осуществления
частичной респираторной поддержки.
Улучшение распределения газа в легких с гетерогенными механическими
свойствами за счет замедляющегося характера потока.
Снижению риска травмы легких благодаря ограничению максимального
давления.
Прямое управление давлением и длительностью вдоха, что позволяет
непосредственно контролировать среднее давление в дыхательных путях.
Возможность обеспечения вентиляции легких при отсутствии герметичности.
Недостатки:
Не гарантирует доставку заданного дыхательного объема и минутной
вентиляции.
Быстрое изменение показателей респираторной механики, скопление секрета
в дыхательных путях или эндотрахеальной трубке может привести к
гиповентиляции и угрожающей гипоксии.
Вентиляция с ограничением
давления на вдохе
Кривые
давлениевремя, объемвремя, потоквремя при
вентиляции
легких в
режиме СМV
Кривые
давление-время,
объем-время,
поток-время при
вентиляции
легких в режиме
AssistCMV
Кривые
давлениевремя, объемвремя, потоквремя при
постоянной
принудительной
вентиляции
легких,
контролируемой
по давлению
(РСV), CMV
IMV
Ingento EP & Drazen J: Mechanical Ventilators, in Hall JB, Scmidt GA,
& Wood LDH(eds.): Principles of Critical Care
Принцип синхронизации дыхания при
вентиляции легких в режиме SIMV (PuritanBennett 760)
Структура дыхательного цикла при
вентиляции в режиме SIMV с
поддержкой давлением
И.И. Канус, В.Э. Олецкий Современные режимы искусственной вентиляции
легких: Учебно-методическое пособие. – Мн.: БелМАПО, 2004. – 64 с.
SIMV (VC) и SIMV (РC)
PS
Изменение скорости достижения
заданного давления
И.И. Канус, В.Э. Олецкий Современные режимы искусственной вентиляции легких:
Учебно-методическое пособие. – Мн.: БелМАПО, 2004. – 64 с.
Циклирование в режиме PS
Изменение параметров
циклирования
Кривые
давлениевремя,
объем-время,
поток-время
при
вентиляции
легких в
режиме CPAP
BiLevel
Опция BiLevel - Вентилятор серии 800
BIPAP, BIPAP/ASB
Режим BiLevel с поддержкой
давлением
Опция BiLevel - Вентилятор серии 800
APRV
Алгоритмы, используемые для
автоматического управления
вентиляцией
1. Управление потоком в рамках текущего
дыхательного цикла
2. Автоматическое изменение параметров
вентиляции от цикла к циклу
3. Алгоритмы автоматизации перевода на
спонтанное дыхание
Кривые давление-время, поток-время при
вентиляции легких в режиме поддержки
давлением с обеспечением данного объема
Кривые
давлениевремя,
объем-время,
поток-время
при
вентиляции
легких в
режиме PRVC
Mandatory Minute Volume Ventilation
(вентиляция с принудительным
минутным объемом)
Давление в контуре вентиляции и трахее при
вентиляции с использованием
автоматической компенсации сопротивления
эндротрахеальной трубки
Структура дыхательного
цикла в режиме PPS
Список рекомендуемой
литературы



Горячев А.С., Савин И.А. Основы ИВЛ
издание 3-е:-М., ООО «МД», 2013
И.И. Канус, В.Э. Олецкий Современные
режимы искусственной вентиляции легких:
Учебно-методическое пособие. – Мн.:
БелМАПО, 2004. – 64 с.
Сатишур О.Е. Механическая вентиляция
легких. – М.:Мед.лит., 2006.-352 с.
Спасибо за
внимание!