Ventilation modes 1 Вентиляционные режимы – наименования и принципы функции © 2016 Пациента, присоединенного к вентилятору, можно вентилировать различными способами. Принципиально вентиляция может проходить в принудительном (управляемом) режиме, когда всю вентиляционную работу выполняет вентилятор, или когда существенную долю вентиляционной работы выполняет вентилятор и маленькую долю (для запуска активации ассистора – триггера), выполняет пациент своим дыхательным усилием. В таком случае, инспириум запускается или вентилятором или спонтанным дыхательным усилием пациента (триггером). В случае, когда пациент дышит спонтанно, способный выполнять только часть или почти всю вентиляционную работу, вентилятор выполняет поддержку спонтанного дыхания (вспомогательная вентиляция). В обоих случаях – безралично, какой уровень PEEP мы применяем. В качестве примера в хаосе наименований режимов можно привести следующий небольшой список режимов ИВЛ, которые можно в течение 25 минут найти в интернете: 1. «Controlled mandatory ventilation» (<<CMV») 2. «Continuous mechanical ventilation» (<<CMV») 3. «Controlled mechanical ventilation» (<<CMV») 4. «Control mode» 5. «Continuous mandatory ventilation + assist» 6. «Assist control» (<<AO» 7. «Assist/control» (<<AlO» 8. «Assist-control ventilation» (<<ACV») (<<A-O» 9. «Assisted mechanical ventilation» (<<AMV») 10. «Volume controlled ventilation» (<<VCV») 11. «Volume control» (<<VO» 12. «Volume control assist control» 13. «Volume cycled assist control» 14. «Ventilation + patient trigger» 15. «Assist/control +pressure control» 16. «Pressure controlled ventilation» (<<PCV») 17. «Pressure controlled ventilation + assist» 18. «Pressure control» (<<PC») 19. «Pressure control assist control» 20. «Time cycled assist control» 21. «IPPV 22. «PSV 23. «CPAP 24. «PC CSV 25. « Dual control – DC-CSV 26. «ASB 27. « IMV 28. «SIMV 29. «VC IMV Ventilation modes 2 30. «PC IMV 31. «VC IMV+PS 32. «PC IMV+PS 33. «DC IMV + CPAP 34. «BIPAP 35. « DuoPAP 36. «Bilavel 37. «Bivent 38. «2LV 39. «APRV 40. «BiPAP+PC 41. «BIPAP+PS 42. «BIPAP+AS 43. « MMV 44. «EMMV 45. «VV+ 46. «VS 47. «VTP/S 48. «PRCV 49. «Auto-mode 50. «PAV 51. «PPS 52. «ASV 53. «APMV 54. 3LV, 4LV 55. HFM CPAP, Bubble CPAP 56. NAVA 57. APRV Кто сможет объяснить работу вентилятора и принципы приведенных режимов, исходя из бизофизических принципов? В следующих главах мы попытаемся более точно определить вентиляционные режимы и их функцию. Задачей настоящей главы о вентиляционных режимах является объяснение некоторых совсем основных, отличающихся друг от друга, в основном, в наименовании режимов, применяемых у вентилятора Chirolog AURA-V, и также основных функциональных свойств, используемых у отдельных вентиляционных режимов. Согласно публикации фирмы Dräger и проектам ASA, хотя по своей концепции немного отличающихся, рекомендуем применять новые наименования, которые довольно однозначно определяют не только вид режима, но также его физические принципы, на основании которых он работает. Ventilation modes 3 О режимах немного по другому и логично. Вентиляторы позволяют применять 4 группы основных вентиляционных режимов. 1. Вентиляция с управлением по объему (Volume Control) 2. Вентиляция с управлением по давлению (Pressure Control) 3. Вентиляция с управлением по потоку (Flow Control) или с дуальным управлением (Flow/Pressure = Dual Control) поток/давление 4. Спонтанные/ассистированные режимы (Spontaneous Assist) A. Кроме основных вентиляционных режимов вентиляторы AURA позволяют применять компьютером ассистированные режимы вентиляции. CAV – computer assisted ventilation – это вид вентиляции, у которой компьютерная система оценивает несколько параметров механики легких, спонтанного дыхательного усилия пациента и настроенных параметров вентиляционной поддержки, величины которых приспосабливает таким образом, чтобы они достигли найболее оптимальных параметров ИВЛ, минимизуя адверсивные действия ИВЛ на организм пациента. 1. AutoStart – быстрый старт вентилятора на основании введенных демографических параметров (только рекомендуемые функции) 2. AutoOpti (ManualOpti) – оптимизация параметров ИВЛ таким образом, чтобы было достигнуто как можно меньше пиковое давление Paw в контуре, но с минимальным PEEPi в альвеолярном пространстве, т.е. основные условия протективной ИВЛ 3. PMLV –programmed multilevel/multifrequency ventilation – программированная многоуровневая/многочастотная вентиляция. 4. AWean – поддержка автоматического отсоединения от вентилятора 5. APMV – автоматическая пропорциональная вентиляция (automatic poportional minute volume) APMV не является специальным режимом, a разновидностью управления вентиляцией: в виде volume control, pressure control и flow control, которые выше режимов ИВЛ и при помощи подходящего управления параметрами отдельных режимов поддерживает врачом заданную минутную вентиляцию, причем в случае спонтанной дыхательной активности пациента MV сделает возможным превысить, но не достигать значений, которые меньше заданных. APMV относится к группе вентиляции с поддержкой компьютером - CAV B. Вентиляторы AURA позволяют применение и настройку некоторых других параметров, подходящих для регулировки и приспособления вентиляции состоянию пациента. 1. 2. 3. 4. 5. Bias flow Рампа (Flow ramp) TC - Tubus compensation NIV – неинвазивная вентиляция в режимах, управляемых по давлению AF - Automatic flow (autoflow) Ventilation modes 4 6. AE – automatic экспириум (защита от избыточного давления в контуре при кашле и десинхронизации пациента и вентилятора) C. Вентиляторы AURA оснащены компьютерной системой, которая анализирует параметры механики легких PulmoMon в цифровом и также графическом виде, и также системой мониторирования параметров потребления, доставки O2 и метаболизма MetaMon, и также аналитическими экранами с минитрендами (2 часа) параметров, важных для Weaning и для Recruitment. D. Вентилятор оснащен также специфическим «неинвазивным» вспомогательным режимом ИВЛ – так называемым CFVS - continuous flow ventilation support для спонтанно, но недостаточно, вентилирующего пациента, особенно с хроническим обструктивным заболеванием легких, но также при отсоединении от долгосрочной вентиляции ИВЛ. E. Кроме стандартных способов ИВЛ, можно применять у детей, новорожденных и недоношенных также назально CPAP (nCPAP), и также модулированное по высокой частоте CPAP – HFMCPAP (high frequency modulated CPAP). С частотой до 1000 циклов/min. Вентиляционные режимы, управляемые по объему. 1. VC – CMV - режим, управляемый по объему, без ассистора 2. VC - CMV –AC режим, управляемый по объему, с активным ассистором (триггером) 3. VC – SIMV – режим IMV, управляемый по объему, синхронизированный 4. VC – PMLV - multilevel/multifrequency вентиляция, управляемая по объему Кроме режима /1/, остальные режимы являются вполне совместимыми с режимом APMV, управляемым компьютером, который поддерживает заданную величину минутной вентиляции (в режиме VC – CMV не имеет значения) Вентиляционные режимы, управляемые по давлению. 1. PC ...(PC-CMV) - режим, управляемый по давлению, без функции ассистора 2. PC – AC – режим, управляемый по давлению, с ассистором 3. PC – 2LV – двухуровневая вентиляция как и (Bilevel, BiPAP), также в сочетании с PS 4. PC - APRV- вентиляция при помощи освобождения давления в дыхательных путях 5. PC – SIMV – управляемый по давлению синхронизированный режим IMV 6. PC – HF – вентиляция, управляемая по давлению, с супрафизиологическими частотами 5. PC – PMLV- multilevel/multifrequency вентиляция, управляемая по давлению multilevel/multifrequency 6. PC – PMLV- HF - multilevel/multifrequency вентиляция, управляемая по давлению, с суперпозицией супрафизиологических частот Все режимы вполне сочетаемы с компьютером управляемым режимом APMV, который поддерживает заданную величину минутной вентиляции. Ventilation modes 5 Вентиляционные режимы, управляемые потоком или сочетанием поток/давление 1. 2. 3. 4. 5. FC/DC –PS- CMV – pressure support control, управляемый режим pressure support FC/DC – PS –AC – pressure support asist (классический режим PSV) FC/DC – PS – AWM – pressure support – automatic weaning mode FC – PS – PMLV – управляемая по потоку multilevel/multifrequency вентиляция FC- CFVS - continuous flow ventilation support Режимы /1 – 4 / совместимы с управлением APMV Режимы спонтанного дыхания с ассистенцией. 1. 2. 3. 4. 5. SPO – CPAP/PS – CPAP с поддержкой давлением SPO – CPAP – классический CPAP SPO – CFVS - continuous flow ventilation support SPO – nCPAP – nasal CPAP for newborn SPO – HFMCPAP – высокочастотно модулированный CPAP для маленьких детей и новорожденных Режим /1/ совместим с управлением APMV и сравним с режимами CPAP-VS и также с пропорциональной поддержкой давлением. Все режимы, которые совместимы с APMV, одновременно совместимы с более высоким видом компьютерной ассистенции (CAV – computer assisted ventilation). Виды режимов. Первичная величина, управляемая вентилятором, в настроенном режиме определена префиксом (VC – volume control), (PC – pressure control), (FC- flow control), у режимов, который ассистируют спонтанному дыханию, может быть управление вентилятором по давлению и по потоку, дуальные (DC- dual Control), и также с компьютерной ассистенцией – CAV (computer assisted ventilation). SPO – является префиксом для спонтанного дыхания. Второе сокращение в названии является стандартным названием для описания функции так, как в литературе обычно применяется, т.е. режим ИВЛ. В случае, когда вид режима очевиден из префикса, для определения настройки, позволяющей ассистированную вентиляцию, применяем сокращение (AC – Assist/control) Управляемые переменные старта инспириума. Инспириум может быть вызван пациентом или аппаратом. Можно сказать, что инспириум включается пациентом или инспириум включается вентилятором. Включение управляемого инспириума пациентом. Если включение инспириума управляемого и вспомогательного вдоха пациентом, у него должна присутствовать спонтанная, хотя и не достаточная, дыхательная активность. В большинстве вентиляторов применяется триггер потока, который зарегистрирует поток газа в начале инспириума и включает инспириум управляемого 6 Ventilation modes вдоха. Некоторые вентиляторы применяют нагнетальный (разрежение) триггер, который по своему физическому принципу является менее чувствительным. Чувствительность триггера можно менять таким образом, что инспириум активируется только при выбранной интенсивности потока (разрежения). В течение дыхательного цикла существует промежуток времени, в течение которого аппарат «ожидает» триггерный импульс от пациента, который мы называем триггерным окном. У вентиляторов AURA оно настраивается автоматически. Включение управляемого инспириума вентилятором. Вентилятором включаемый искусственный инспириум является независимым от дыхательной активности пациента, обычно у пациентов без спонтанного дыхания. Включение инспириума является эксклюзивно зависимым от настройки параметров времени (f – частота, Ti:Te (Ti%), или величина Ti). В некоторых режимах вентиляции является возможным включение инспириума компьютером вентилятора (после оценки параметров вентиляции компьютером диагностической системы вентилятора CAV). Включение экспириума. Экспириум включается (начинается) после истечения установленного времени (циклирование по времени), после уменьшения инспираторного потока (циклирование по потоку), после достижения давления в контуре – (циклирование по давлению) - (только некоторые вентиляторы) и включается компьютером вентилятора (после оценки параметров вентиляции компьютером диагностической системы вентилятора). Принципы переключения дыхательного цикла Начало инспириума 1. Ассистировано пациентом 2. По времени – включается вентилятором 3. По времени/потоку с ассистенцией компьютера вентилятора Начало экспириума Потоком – падение потока Циклирование по времени - вентилятором По времени/потоку с ассистенцией компьютера вентилятора 7 Ventilation modes Какие вентиляционные режимы применяем в различных формах нарушения вентиляции? – ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ. Рис. 1. Схема применения классических вентиляционных режимов при относительно гомогенной дистрибьюции газов в легких, общие сведения. Спонтанное дыхание модификации Дыхательные мышцы - сила Суфициентное Центральное управление вентиляцией Интактное Ассистированное спонтанное дыхание Дыхательные мышцы - сила Инсуфициентное Центральное управление вентиляцией Интактное Управляемое дыхание Дыхательные мышцы – сила Инсуфициентное паралич Центральное управление вентиляцией НЕТ Смешанное дыхание – впомогательное + управляемое Дыхательные мышцы - сила Инсуфициентное Центральное управление вентиляцией НАРУШЕННОЕ НЕСТАБИЛЬНОЕ Вентиляционная работа исключительно за аппаратом Вентиляционная работа исключительно за пациентом Вентиляционная работа частично за пациентом, частично за аппаратом Вентиляционная работа, глав. образом, за аппаратом, только небольшая доля за пациентом На приведенном рисунке изображены нарушения вентиляции, обычно вызванные нарушением мышечной силы, или координации мышц и нарушением центральной регулировки дыхания. Обмен газов в легких, кроме механического (определенного мышцами и их регулировкой) обмена между атмосферой и альвеолярным компартаментом, опеделяется также дистрибьюцией дыхательных газов в отдельные компартаменты легких, которые даже в физиологических условиях не обладают идентичными механическими свойствами. Кроме таким образом возникшей негомогенности дистрибьюции газов (ARDS, вирусные пневмонии, контузия легких, ятрогенное повреждение при ECC и т.п.), существуют патологические состояния с негомогенной перфузией и их сочетания. У многих хронических заболеваний с рестрикцией обменной площади легких, или также с обструкцией мелких дыхательных Ventilation modes 8 путей (хроническое обструктивное заболевание/COPD/) создаются специфические условия для обмена газов в таким образом поврежденных легких, например, у хронического обструктивного заболевания происходит декомпесация с хронической парциальной дыхательной недостаточности в общий дыхательный отказ. В случае декомпенсации хронического обструктивного заболевания дополнительным заболеванием, обычно воспалительного характера, но еще с сохраненным спонтанным дыханием (гиперкапническо/гипоксическая декомпенсация), или при усталости пациента (также «психическая зависимость») при отсоединении от долгосрочной ИВЛ. В приведенных случаях позволяют вентиляторы AURA применять некоторые специфические способы (режимы) искусственной вентиляции. FC- CFVS - continuous flow ventilation support В случае большой негомогенности дистрибьюции газов: 1. PC - PMLV – programmed multilevel/multifrequency ventilation на уровне трех или четырех уровней (pressure control) 2. FC – PMLV ..... (flow control) 3. PC- PMLV + HF programmed multilevel/multifrequency ventilation + high frequency modulation. (pressure control) 4. FC-PMLV+HF .... (flow control) Эти режимы ИВЛ совместимы также с APMV, которая автоматически стабилизирует MV на установленных значениях. Аналогично эти режимы совместимы с компьютерной оптимизацией и контролем ИВЛ. 9 Ventilation modes Рис. 2 Принципы ИВЛ при негомогенной дистрибьюции газов в легких. Спонтанное дыхание Дыхате льные мышцы -сила SUFICIE Центра льное управл ение ventilá Ассистированное спонтанное дыхание Дыхател ьные мышцы силаINS Центра льное управл ение INTAKT Управляемое дыхание PC- MLV + APMV Дыхательные мышцы - сила недостачное-паралич Центральное управление вентиляцией не присутствует Дистрибьюция выразительно негомогенная Смешанное дыхание-вспомогательное+управляемое FC-PS- MLV + APMV Дыхательные мышцысила предельно недостаточное Центральное управление вентиляции нарушено нестабильное Дистрибьюция выразительно негомогенная Смешанное дыхание - вспомогательное FC- PS- MLV Дыхательные мышцысила достаточное Центральное управление вентиляции стабильное Дистрибьюция выразительно негомогенная В случаях, когда вследствие патологии легких выразительно меняется дистрибьюция газов в отдельные компартаменты, обычно не получается достигнуть соответственного обмена газов в легких, применяя классические подходы. В таких случаях является подходящим применять многоуровневую вентиляцию PMLV- programmed multilevel/multifrequency ventilation. Ventilation modes 10 Рис.3. Принципы вентиляционной поддержки FC- CFVS Вентиляционная поддержка FC - CFVS Дыхательные мышцысила недостаточное - паралич Центрльное управление вентиляцией нарушено Дистрибьюиця выразительно негомогенная Вентиляционная поддержка FC – CFVS при хроническом обструктивном заболевании легких Дыхательные мышцы сила предельно недостаточное Центральное управление вентиляцией нестабильное – нарушено при хрон. обструкт. заболевании легких Дистрибьюция выразительно негомогенная НЕТ Вентиляционная поддержка FC – CFVS при отсоединении от долгосрочной ИВЛ Дыхательные мышцысила предельно достаточное Центральное управление вентиляцией Нарушение – скорее по прихич. причинам Дистрибьюция выразительно негомогенная НЕТ FC- CFVS в качестве способа вентиляционной поддержки является неподходящим при выразительной недостаточности дыхательных мышц и при важном центральном нарушении управления вентиляцией. Естественно, не подходит для коматозных и сопорозных пациентов с GCS < 9. Ventilation modes 11 Кривые давления/потока и параметры времени отдельных основных способов ИВЛ (наименования). Сокращения и симболы P - (pressure) давление Paw - ( airway pressure) давление в дыхательных путях, давление в контуре вентилятора Ppc – (pressure of pressure control) управляющее (заданное) давление поддержки давлением PC Pps – (pressure of pressure support) управляющее (заданное) давление поддержки давлением PS Pplat - ( plateau pressure) давление «плато» во время послеинспираторной паузы PEEP - (positive end expiratory pressure) положительное давление в конце выдоха Qi , Qe – (inspiratory/exspiratory flow) инспираторный/экспираторный поток Qimax – (peak flow during breathing cycle) пиковое давление в дыхательном цикле PS i/e% - (switching flow decreasing in% of Qimax to switch inspirium to exspirium) переключающий поток в % Qimax, переключающий инспириум в экспириум в режимах PS, или в режимах, управляемых по потоку Ti – (inspiratory time) время вдоха Te –(axpiratory time) время выдоха T insuf (insufflation time – time of active inspiratory flow) инсуфляционное время Tcy – (time of breathing cycle) время дыхательного цикла T - (time) время f – (frequency) частота дыхания VT i/e ( inspiratory / exspiratory tidal volume) инспираторный/экспираторный дыхательный объем Ti% - (inspiratory time in % from breathing cycle) время вдоха в % от дыхательного цикла TT – (trigger delay time) время пуска инспираторного потока после идентификации сигнала триггера Триггерное окно – (trigger window) время, настроенное мануально или автоматически, в течение которого акцептирован триггерный сигнал от пациента TS – (trigger sensitivity) чувствительность триггера/ассистора Ventilation modes 12 Кривые давление/поток, отдельные промежутки времени и их названия, общие положения Volume control (VC) - CMV Рис. 4 Paw Pplat P (cm H2O) PEEP Qi (l/s) Qe (l/s) Tinsuf Tp T (sek) Ti Te Tcy Ti = Tinsuf + Tp (sec) Tcy (sec) = Ti+Te (sec) f (d/min) = 60/Ti+Te = 60/Tcy Ti% = (Ti /(Ti+Te))*100 = (Ti / Tcy)*100 Ti VTi = Qi T0 Te VTe = Qe Ti Управляющей величиной является объем, который поставляется в легкие пациента. Поток газов Qi поставляется в легкие в течение времени Ti. (VT = Qi * Ti ) Если активирована функция так называемой послеинспираторной паузы (Tp), потом поток газов нагнетается в легкие в течение времени Tinsuf. Но объем не меняется, поэтому возрастает поток. Вследствие инсуфлированного объема возрастает давление в дыхательных путях (Paw). В случае настройки Tp, на кривой давления возникает «зуб» Pplat – plateau давление, которое в многих случаях используется для измерения податливости и сопротивления легких. Этот параметр является довольно неточным. Управление переключением с инспириума в экспириум является управлением по времени, аналогично переключение с экспириума в инспириум. (Volume control time Ventilation modes 13 cycled). Экспириум является пассивным в атмосферу или в атмосферу с каким-то (заданным) давлением PEEP. В случае, когда активирован триггер, инспириум включается усилием пациента и переключение в экспириум запускается по времени. Режим VC –SCMV в настоящее время не очень рекомендуют, он применятся очень редко. PC - Pressure Control Рис.5 Ppc a Pps = Paw P (cm H2O) PEEP Qi (l/s) Qe (l/s) Tinsuf T (sek) Ti Te Tcy Ti = Tinsuf + Tp (sec) Tcy (sec) = Ti+Te (sec) f (d/min) = 60/Ti+Te = 60/Tcy Ti% = (Ti /(Ti+Te))*100 = (Ti / Tcy)*100 Ti VTi = Qi T0 Te VTe = Qe Ti Управляющей величиной является давление (Ppc), которое настраивает врач. Во время Ti = Tinsuf протекает газ с разницей давления в альвеолярное пространство, в котором давление возрастает, и поэтому поток газов Qi даже при выравнивании давлений между контуром и альвеолярным пространством экспоненциально падает. Переключением в экспириум управляет время Ti. У экспириума установлена продолжительность Te. Дыхательный объем VT равняется интегралу потока по Ventilation modes 14 времени во время прохождения инспириума или экспириума. VT непрямо зависит от механических свойств легких Cst, Raw (τ). Это режим Pressusre controlled Time cycled. PC-CMV. Если активирован ассистор-триггер, включение инспириума управляется пациентом, экспириум запускается временем –Te, т.е. вентилятором. Pressure controlled Patient cycled. PC-AC (SPCV). FC / DC– Flow Control или Dual Control. Рис.6 Ppc a Pps = Paw P (cm H2O) PEEP Qi Qimax (100%) PS i/e(%) (l/s) Qe (l/s) Tinsuf T (sek) Ti Te Tcy Ti = Tinsuf + Tp (sec) Tcy (sec) = Ti+Te (sec) f (d/min) = 60/Ti+Te = 60/Tcy Ti% = (Ti /(Ti+Te))*100 = (Ti / Tcy)*100 Ti VTi = Qi T0 Te VTe = Qe Ti Управляющей величиной является величина падения потока Qi по сравнению с Qimax (%) и величина давления Pps. (dual control). Во время инспириума по команде аппаратом - Ti = Tinsuf протекает газ в направлении уменьшения давления в альвеолярное пространство, в котором давление возрастает, и поэтому поток газов Qi по сравнению давлений между контуром и альвеолярным пространством экспоненциально уменьшается. Переключением в экспириум управляет падение Ventilation modes 15 инспираторного потока Qi до заданного процентного значения потока Qimax. Эта величина обычно находится в пределах с 30 по 5% Qimax – у взрослых и примерно 10 – 1 % Qimax у детей. У экспириума заданная продолжительность Te. Дыхательный объем VT равняется временному интегралу потока по времени продолжительности инспириума или экспириума. VT непрямо зависит от механических свойств легких Cst, Raw (τ). Режимом является режим Flow controlled Time cycled Pressure defined. FC/DC-PSCMV. Это случай, когда пациент не дышит и триггер не является активированным. Если активирован ассистор-триггер и присуща спонтанная дыхательная активность пациента, включением инспириума управляет пациент, эскпириумом -Te может, но не должен управлять вентилятор, если пациент перестанет дышать. Flow controlled Patient cycled Pressure defined FC/DC –PS-AC, классический режим (PSV) Триггер - ассистор Рис.7 Ppc a Pps = Paw P (cm H2O) PEEP Qi Настройка чувствительности Triggera TS Триггер. сигнал - интенсивность Нечувствительный Чувствительный-реагирует (l/s) Триггер. окно Qe (l/s) TT Ti Te T (sek) Tcy С точки зрения технического решения это устройство, которое мониторирует поток дыхательных газов, или давление в дыхательном контуре вентилятора. В случае присутствия у пациента дыхательной активности, происходит движение газа в направлении в легкие, датчик регистрирует это движение в виде потока или давления – разрежения (или обе величины). Чувствительность триггера TS – trigger sensitivity можно установить таким образом, что только после достижения заданного потока или разрежения активирован инспириум. Если настройка чувствительности высокая – большая чувствительность – триггер реагирует даже при небольшом изменении потока и давления (зеленая стрелка). В случае настройки маленькой чувствительности, у Ventilation modes 16 пациентом активированного потока или разрежения триггер инспириум не активирует (красная стрелка). Является подходящим настраивать чувствительность триггера на как можно очень чувствительные значения, но такие, чтобы артефакты не запускали инспириум. Сделать триггер нечувствительным с целью так называемой инспираторной тренировки в настоящее время считается скорее вредным, так как в альвеолярном компартаменте может во время инспириума возникать опасное высокое разрежение, которое может вызвать интерстициальный отек легких. Триггерное окно (trigger window) является промежутком времени, когда «вентилятор ждет» поступления триггерного импульса. В большинстве случаев он автоматически настраивается в зависимости от значений Ti, Te, f и режима. TT – trigger time (trigger delay time) представляет собой промежуток времени с момента регистрации триггерного сигнала по фактически возникший инспираторный поток в дыхательном контуре, но он должен быть как можно короче. Некоторые вспомогательные функции при ИВЛ. Bias-flow. Bias flow – это выражение довольно трудно перевести. По значению это приблизительно «источник потока», «резервный поток» газов. Он постоянный, но с возможностью настройки, поток газов, протекающий дыхательным контуром вентилятора во время экспираторной фазы дыхательного цикла вентилятора. Он создает динамический запас газов в контуре. Этот «динамический запас» пациент ипользует в инициальной инспираторной фазе дыхательныого цикла в виде объема газов, который он может вдохнуть еще до активации ассистора (триггера). Только после активации ассистора начинается собственный искусственный инспириум – активная инсуфляция газа вентилятором, т.е. собственная инспираторная фаза дыхательного цикла вентилятора. С другой стороны, свободный поток газов в инициальной фазе инспириума позволяет почти без сопротивления активировать ассистор потока. Bias flow (BF) может выразительным способом оказывать влияние на альвеолярное инспираторное давление PAI в его инициальной фазе, когда это давление является выразительно отрицательным и его экстремальное уменьшение в отрицательные значения может существенным способом оказывать влияние на трансудацию жидкостей и растворов в альвеолярное пространство. Физические принципы. При нормальных обстоятельствах, при применении bias flow протекает контуром в эскпираторной фазе ИВЛ, кроме выдыхаемого газа, также заданный поток = bias flow. Этот поток настраивают обычно с 1 по 30 l/min. Рис.8 Ventilation modes 17 Поток вдоха „Y“ соединение Искусственный вдох Bias flow Спонтанный вдох Применение BIAS FLOW Датчик потока Поток выдоха Выдох Pa c По схеме видно, что во время экспираторной фазы, в инициальной инспираторной фазе спонтанного дыхательного усилия пациента, с точки зрения вентилятора, это все еще экспираторная фаза (перед активной инсуфляцией вентилятором газов в легкие пациента) может пациент до активации триггера вдыхать дыхательный газ из объема bias flow. После активации ассистора возникает искусственный инспираторный поток, который генерирован вентилятором. В экспираторной фазе вытекает выдыхаемый газ из пациента и через контур как будто bypass-ом – через „Y“ соединение протекает также газ, генерированный в виде bias flow. Значимые биофизические свойства „bias flow“ 1. Как было уже раньше сказано, применение BF улучшает скорость активации ассистора (триггера). 2. Позволяет в инициальной инспираторной фазе спонтанной дыхательной активности пациента, сделать вдох из «динамического запаса дыхательных газов» 3. Найболее значимым полезным свойством является уменьшение альвеолярных давлений на вдохе и их неблагополучных действий на легкие Framp Framp – (flow of ramp) рампа (наклон начальных кривых давления и потока). С клинической точки зрения Framp представляет настраиваемую модификацию инсприаторной кривой потока, значение которой состоит в том, что при уменьшении инспираторного потока Qimax = Finsp скорость возрастания давления в контуре (Ppc, Pps) замедляется и время достижения переключающего давления (в режиме PS ) увеличивается. Второе, но не несущественное действие замедления потока в режимах с управлением по давлению поддержкой состоит в более медленном увеличении давления в дыхательных органах, и тем самым «напорный удар» в инициальной фазе инспириума существо уменьшится, что приводит к меньшему травматизированию Ventilation modes 18 легочного паренхима. На экране вентилятора при слежении за кривой давления это проявляется ее «наклоном» направо, и из этого вытекает название - рампа. На следующих картинках схематически изображено уменьшение Finsp и его влияние на давление и поток газов в контуре. Рис.9 Framp в режиме - PS (ASV) Paw Плато Крутая кривая возрастания Paw Qi=100 l/min Qi = 50 l/min 0 Наклон возрастания кривой Paw Framp=Qi max = 100 l/min Ограничение Framp= Qimax с 100 по 50 l/min Qe T (sek) На Рис.13 видно, что при настройке Framp, например, на максимальное значение, например, 100 l/min, кривая возрастания Paw является крутой. При ограничении Framp до 50 l/min наблюдается меньше амплитуда потока и также наклон кривой Paw направо (в виде закрывающейся рампы - шлагбаума). Ventilation modes 19 Рис.10 Framp в режиме FC- PS (ASV) оптимальная настройка Pps Наклон кривой возрастания кривой Paw Paw Плато Крутая кривая возрастания Paw Qi=100 l/min Qi = 50 l/min Framp=Qi max = 100 l/min Ограничение Framp =Qimax с 100 по 40 l/min 0 Qe T (sek) На Рис. 14 видно настройку Framp с 100 l/min по 40 l/min, что приводит к еще больше наклону кривой Paw. В случае, если уменьшить Framp ниже критического значения, может возникнуть такое уменьшение Paw, что оно не достигнет значения Ppc (Pps). Поэтому при настройке Finsp неизбежно следить за наклоном кривой и настроить Finsp на значения, когда в верхней части кривой Paw находится еще плато. Рис.14 Ventilation modes 20 Рис.11. Framp в режиме PS (ASV) является неправильной настройкой! Framp в режиме FC - PS (ASV) неправиьлная! настройка Pps Наклон возрастания кривой Paw Paw Крутая кривая возрастания Paw Qi=100 l/min Framp=Qi max = 100 l/min Qi = 25 l/min Ограничение Framp =Qimax с 100 по 25 l/min 0 Qe T (sek) На Рис. 15 видно, что настройка Finsp на значение 25 l/min проводила в данном симулированном случае к тому, что наклон возрастания кривой Paw является на столько большим, что не достигает ни значения заранее настроенного давления Pps. Такого вида настройка приводит к выразительному падению VT и к проблемам с переключением дыхательных циклов. Такая настройка является неподходящей. Из выше приведенных примеров вытекает, что к настройке Finsp (рампы) необходимо подходить чувствительлно, непрерывно следив за видом кривой Paw, чтобы оптимально настроить «наклон рампы», что является полезным свойством, но наклон не должен быть слишком большим или неподходящим. Оптимальный вид наклона кривой Paw изображен на Рис. 14 SIGH – вздох (глубокий вдох) И у нормального здорового человека при спонтанном дыхании после нескольких десяток дыхательных циклов происходит один глубокий вдох. Физиологически это объясняется потребностью продуть воздухом неактивные бронхоальвеолярные компартаменты. Также в течение ИВЛ, которая особенно в режимах без спонанной дыхательной активности является стереотипной, является подходящим вставить в последовательность искусственных дыхательных циклов один «вздох» - углубленный инспириум. С учетом этого является возможным вентилятор напрограммирогать таким образом, чтобы был после определенного (заданного) количества стереотипных искусственных дыхательных циклов вставлен один углубленный вдох. Углубление является примерно на 50% больше VT или Ppc (Pps). Ventilation modes 21 Выбор частоты углубленного цикла проводится в виде настройки SIGH в качестве одного углубленного цикла после 10 – 100 стандартных циклов. Т.е., если установить SIGH на значение 50, потом каждый 50-ый вдох будет углубленным. Рис.12 SIGH – пример в режиме FC- PS (ASB) Pps + 50% Pps Paw SIGH Qi Qe T (sek) На Рис. 16 изображен пример вставления одного углубленного вдоха в режиме PS, когда вентилятор при применении SIGH вставляет давление поддержки давлением (Pps) на значение на 25% больше установленной. Таким образом в легкие пациента попадает больше объем газов = вздох. В режимах, управляемых по объему, вставляет вентилятор объем VT , который примерно на 50% больше. В случае выхода за пределы настроенного предела давления в контуре Paw max, давление и объем будут ограниченными и активируется тревога превышения максимального давления в контуре вентилятора. Поэтому необходимо внимательно настроить верхний предел Paw max. Tubus компенсация (TC) – компенсация трубки Определение: «Tubus компенсация» (TC) представляет собой у ИВЛ компенсацию потер давления (потоков), которые возникают вследствие сопротивления эндотрахеальной трубки (TT) Rt во время искусственного вдоха. Чем больше поток газов во время вдоха и чем меньше диаметр ЕТ трубки, тем больше сопротивление Rt и тем больше разница давлений (дельта P) между давлением в дыхательном контуре (Paw) и давлением в трахее (Pt). У ИВЛ это обозначает, что давление, настроенное в контуре вентилятора, всегда больше, чем фактическое давление, которое находится в трахеальном пространстве. При вентиляционной поддержке Rt проявляет себя как элемент в системе, который усложняет поток газов в дыхательные пути. Элиминировать это сопротивление с точки зрения потока не является возможным, и поэтому, особенно при привыкании пациента от вентилятора (weaning) может Rt являться одним из факторов, который ухудшает способность пациента и персонала отсоединить пациента от вентилятора. Ventilation modes 22 Решением является компенсация сопротивления Rt с помощью давления таким способом, что потерью давления (дельта P), которая зависит от потока, компенсирует вентилятор увеличением Pps (Paw) до значения Pps+Pkomp, т.е. давления, нужного для потери давления интубационной трубки в зависимости от фактического потока, определенного эндотрахеальной трубкой ETT (TT). Так как Rt является нелинейной величиной, необходимо приспосабливать управление Paw фактическому потоку газов во время вдоха Qi. Рис. 13. TC TC – tubus compensation – компенсация сопротивления ET трубки Pps + Pkomp Pps Paw без компанесации Qi=60 l/min 0 Qe T (sek) Автоматический экспириум Представляет автоматизированную защиту от высокого пикового давления в дыхательной системе при десинхронизации и кашле пациента в течение ИВЛ (особенно в режимах VC). Вентилятор определяет быстрое превышение Paw max и ограничивает возрастание давления, ограничивая поток и также уменьшая давление таким образом, что часть потока отпускается в атмосферу «выше PEEP». Это является защитой пациента от потенциальной баротравмы. Ventilation modes 23 Рис. 14. Автоматический эспириум Автоматический экспириум без AE Пациент кашлял = большое увеличение Paw выше Paw max без AE с софтверной аппликацией AE предел давления Paw max Paw max (cm H2O) PEEP Qi (l/s) Предел потока VT Qe (l/s) T (sek) APMV - automatic proprtional minute volume – автоадаптивная регуляционная система на основе установленной MV (минутной вентиляции) = MVs. Определение: Автоадаптивный пропорциональный - режим ИВЛ „automatic propоrtional minute volume“ (APMV) – это прогрессивный способ стабилизации минутной вентиляции пациента на желаемом уровне при помощи пропорциональной регулировки вентиляционных параметров вентилятора в заданном диапазоне с целью достижения программированной минутной вентиляции MV = MVs. Вентилятор сервосистемой программы автоматически присваивает величины давления (Ppc Pps, Ph), потока газов в инспириуме (Qi) и частоты (f) таким образом, чтобы результирующая MV была идентичной с заранее заданной величиной MVs. Этот автоадаптивный автоматически пропорционально управляемый режим можно применять у всех основных режимов ИВЛ, которые работают с управление ИВЛ по давлению. APMV подходит применять у пациентов со спонтанной дыхательной активностью, но также у апноических пациентов. MVs поправляет обмен газов – минутную вентиляцию (MV) при меняющихся механических свойствах легких в течение ИВЛ. PEEP ( positive end expiratory pressure) – положительное давление в конце выдоха. Определение: PEEP является модификацией давления в дыхательных путях, при котором не происходит падение давления в конце выдоха до значений атмосферного давления (Pb), а до программированного сверхатмосферного значения = PEEP. Ventilation modes 24 Все выше приведенные вентиляционные режимы у аппарата SV Chirolog AURA можно применять с положительным давлением в конце выдоха, т.е. PEEP. NIV – (non invasive ventilation) неинвазивная (мало инвазивная) вентиляция. Определение: Мало инвазивную, или неинвазивную, вентиляцию можно определить как способ вентиляционной поддержки, при которой нет необходимости применять инвазивное обеспечение дыхательных путей. Значит, не нужна классическая интубация и/или трахеотомия. В большинстве случаев возможна аппликация при помощи лицевой маски, в определенных специальных случаях назальной маски или мундштука. Также CFVS является одним из вариантов NIV. Ventilation modes 25 Названия вентиляционных режимов и теория принципа их функции. Управляемая вентиляция. Определение: Управляемая вентиляция – это такой способ искусственной вентиляции легких, у которой всю дыхательную работу, нужную для соответственного обмена газов в легких принимает на себя техническое оборудование, т.е. вентилятор. Вспомогательная вентиляция. Определение: Вспомогательная вентиляция (вентиляционная поддержка) – это такой способ искусственной вентиляции легких, когда часть вентиляционного объема, нужного для соответственного обмена газов в легких принимает на себя техническое оборудование (вентилятор) и часть обеспечивает пациент своим спонтанным дыхательным усилием. Соотношение вентиляционной работы, произведенной при помощи спонтанной вентиляции, и управляемой вентиляции, зависит от клинического состояния пациента, технических возможностей вентиляторa и эрудиции персонала. Модификация спонтанного дыхания Определение: Это такой способ действия на спонтанное дыхание, при котором обычно посредством действия давления (потока) модифицируем стабильность альвеолярного компартамента с целью содержания «открытых легких» и улучшения дифузии газов на альвеолярной мембране. Аппарат не принимает на себя никакую вентиляционную работу. Режимы ИВЛ и их определения: CMV (continuous mandatory (mechanical) ventilation) (VC- volume control) – вентиляция, управляемая по объему. (VC-CMV) Определение: Это такой способ управляемой вентиляции, у которого обмена газов в легких достигается прерывистой инсуфляцией установленного объема (VC volume control- управление по объему) в дыхательные органы пациента. При этом частота вентиляции близка физиологическим значениям. Управляющей величиной является дыхательный объем (VT), зависимой величиной является давление в дыхательных путях (Paw). SCMV (assisted ventilation, synchronized continuous mechanical ventilation) (SVC- synchronized volume control – синхорнизированная вентиляция, управляемая по объему) (VC-SCMV) Определение: Это ассистированная вентиляция, или синхронизированный способ вентиляции, управляемой по объему, у которой обмена газов в легких достигается прерывистой инсуфляцией установленного объема, синхронно с дыхательной активностью пациента. Синхронизации достигается активированием ассистора (триггера), который запускает искусственный инспириум (вдох) из вентилятора. PC (PCV -pressure controlled ventilation) – вентиляция, управляемая по давлению (PC- CMV) Ventilation modes 26 Определение: Это способ управляемой вентиляции, у которой обмена газов в легких достигается прерывистой инсуфляцией газа при заданном давлении Ppc – pressure of pressure control, (PC pressure control – управление по давлению), в дыхательные органы пациента. При этом частота вентиляции близка физиологическим значениям. Управляющей величиной является давление в дыхательных путях (Ppc), зависимой величиной является дыхательный объем (VT). SPC (SPCV) (SPCV –synchronized pressure controlled ventilation) – синхронизированная вентиляция, управляемая по давлению. (PC – AC) Определение: Это способ управляемой вентиляции, когда обмена газов в легких достигается прерывистой инсуфляцией газа при заданом давлении Ppc ( PC pressure control- управление по давлению) в дыхательные органы пациента. Синхронизации достигается активированием ассистора (триггера), который запускает искусственный инспириум из вентилятора. SIMV (synchronized intermittent mandatory ventilation) – синхронизированная заместительная вентиляция. (VC – SIMV) Определение: Это такой способ вентиляционной поддержки, когда в последовательность спонтанных дыхательных циклов пациента (на уровне PEEP) вставлен один синхронизированный искусственный инспириум с заранее настроенными параметрами вентиляции (управляемой по объему SIMV-v), причем соотношением спонтанных и искусственных вентиляционных циклов можно управлять по времени, или управлять ним при помощи изменения соотношения спонтанных дыхательных циклов и искусственных циклов. SIMV (synchronized intermittent mandatory ventilation) – синхронизированная заместительная вентиляция. (PC – SIMV) Определение: Это такой способ вентиляционной поддержки, когда в последовательность спонтанных дыхательных циклов пациента (на уровне PEEP) вставлен один синхронизированный искусственный инспириум с заранее настроенными параметрами вентиляции (управляемой по давлению SIMV-p), причем соотношение спонтанных и искусственных вентиляционных циклов может быть управляемым по времени, или соотношением спонтанных дыхательных циклов и искусственных циклов. В режиме SIMV является возможным спонтанное дыхательное усилие поддерживать при помощи PS. PS / PSV ( pressure support ventilation) – поддержка давлением. (FC/DC – PS-AC) Определение: Поддержка давлением – это такой способ вентиляционной поддержки, когда каждое инспирационное усилие пациента поддерживается вентилятором, обычно так, что вентилятор поддержит спонтанное дыхательное усилие таким потоком дыхательной смеси, при котором достигнет предельного, заранее заданного избыточного давления (Ppc- pressure of pressure support) в дыхательном контуре. Переключение в экспираторную фазу произойдет при падении потока газов системой обычно в 25% - 1% от значений максимального потока в дыхательном цикле. Ventilation modes 27 Дыхательное усилие, при котором произойдет ассистенция, обычно можно настроить в виде значения чувствительности ассистора. PS / CMV( pressure support ventilation) – поддержка давлением с управляемой продолжительностью цикла (FC/DC – PS-CMV) Определение: Поддержка давлением с управляемым дыхательным циклом – это такой способ вентиляционной поддержки, когда каждое инспираторное усилие пациента поддерживается вентилятором обычно таким образом, что вентилятор удерживает спонтанное дыхательное усилие таким потоком дыхательной смеси, при котором достигнет предельного, заранее установленного избыточного давления (Ppcpressure of pressure support) в дыхательном контуре. Переключение в экспираторную фазу произойдет при падении потока газов системой обычно в 25% - 1% от значений максимального потока в дыхательном цикле. Дыхательное усилие, при котором произойдет ассистенция, обычно можно установить в виде значения чувствительности ассистора. Инициализацию следующего дыхательного цикла производит аппарат (не ассистор, или также ассистор) в зависимости от настроенной частоты дыхания – при помощи аппарата. Инспириумом управляется таким же образом как у режима PS, экспириумом – его продолжительностью управляет аппарат. APRV - (airway pressure release ventilation) – вентиляция при помощи освобождения давления в дыхательных путях. (PC – APRV) Определение: APRV (BiPAP) – это такой способ вентиляционной поддержки, когда у спонтанно дышущего пациента на двух программно чередующихся значениях давления возникает при переходе с более высокого уровня давления (Ph = Ppc) на более низкий уровень Plow = PEEP вытекание дыхательных газов из функциональной остаточной емкости (FRC), на его значение этот объем увеличился при переходе с более низкого уровня на более высокий уровень. Чередование уровней давления синхронизировано со спонтанным дыханием при помощи ассистора. У пациента имеется возможность спонтанного инспириума на обоих уровнях давления. При применении APRV пациент дышит не менее 80% времени на величине более высокого давления (как при CPAP), которое потом уменьшается до более низкого давления – освобождение давления, на время на много меньше. Чередование уровней давления при настройке APRV является следующим: Ppc : PEEP = 4:1 по 5:1. 2-Level - (two level ventilation) - вентиляция на двух уровнях давления = (BiPAP® – bilevel /biphasic/ positive airway pressure. BiLevel®). (PC – 2LV) Определение: это такой способ вентиляционной поддержки, когда у спонтанно дышущего пациента на двух программно чередующихся значениях давления происходит при переходе с более высокого уровня давления Ph = (Ppc) на более низкий уровень Plow =(PEEP) вытекание дыхательных газов из FRC, на которое этот объем увеличился при переходе с более низкого уровня на более высокий уровень. Чередование уровней давления синхронизировано со спонтанным дыханием при помощи ассистора. У пациента возможность спонтанного инспириума на обоих уровнях давления. Соотношение чередования уровней давления (более высокое давление) Ph : (более низкое давление) PEEP обычно находится в пределах с 2:1 по 1:2. При применении соотношения 4:1 и больше, настройка такая же, как у APRV. Т.е. Ventilation modes 28 можно сказать, что (BiPAP) - 2-Level является определенной модификацией режима APRV, или наоборот. 2-Level +PS - (two level ventilation with pressure support) - вентиляция на двух уровнях давления с поддержкой давлением на более низком уровне = (BiPAP+PS, BiPAP-SIMV® – bilevel /biphasic/ positive airway pressure. BiLevel+PS ®, ). (PC – 2LV + PS) Определение: это такой способ вентиляционной поддержки, когда у спонтанно дышущего пациента на двух чередующихся значениях давления происходит при переходе с более высокого уровня давления Ph = (Ppc) на более низкий уровень Plow =(PEEP) вытекание дыхательных газов из FRC, на которое этот объем увеличился при переходе с более низкого уробня на более высокий. Чередование уровней давления синхронизировано со спонтанным дыханием при помощи ассистора. У пациента возможность спонтанного инспириума на обоих уровнях давления. На нижнем уровне давления (PEEP) является возможным применять дыхательную поддержку спонтанного дыхания с помощью поддержки давлением (PS), которая синхронизирована с дыхательной активностью пациента – ассистор. В случае применения при спонтанном дыхании на нижнем уровне давления вентиляционной поддержки с помощью PS, этот режим является эквивалентным с режимом BiPAP – SIMV у некоторых зарубежных производителей. PMLV ( Programmed multilevel/multifrequency ventilation) многоуровневая вентиляция. (PC – MLV, FC-PS-MLV, VC-MLV, PC – MLV HF) Определение: это способ искусственной вентиляции легких или вентиляционной поддержки у спонтанно дышущего пациента или апноического пациента, когда дыхательный цикл состоит из больше (не менее трех) на различное давление запрограммированных уровней давления PEEP, PEEPh,PEEPh1..... Ppc или Paw, частоту которых возможно также программировать. При этом, в качестве основного режима можно настроить VC-SCMV, PC-SCMV, 2-Level или FC/DC-PS режим, которые синхронизированы с дыхательным усилием пациента. Этот режим, покуда у него более 3 уровней давления, является подходящим использовать только у апноического пациента, когда отдельным чередованием уровней давления управляет исключительно программа вентиляторa. CPAP (continous positive airway pressure) – непрерывное избыточное давление в дыхательных путях (дыхательных органах – в течение обеих фаз дыхательного цикла). (SPO – CPAP) Определение: CPAP – это такая модификация давления в дыхательных путях спонтанно вентилириующего пациента, когда сверхатмосферное давление в дыхательных путях сохраняется в течение всего дыхательного цикла. Существуют модификации спонтанного дыхания с CPAP, комбинированной с поддержкой PS, и также модификации назального nCPAP для применения у новорожденных, или с высокочастотным модулированием кривой давления. (SPO – nCPAP, SPO – HFMCPAP) Ventilation modes 29 nCPAP (nasal continous positive airway pressure) – непрерывное избыточное давление в дыхательных путях (дыхательных органах - в течение обеих фаз дыхательного цикла с аппликацией назальной трубкой). (SPO – nCPAP) Определение: CPAP – это такая модификация давления в дыхательных путях спонтанно вентилирующего пациента, у которой поддерживается сверхатмосферное давление в дыхательных путях в течение всего дыхательного цикла. HFMCPAP (high frequency modilated continous positive airway pressure) – высокочастотным способом модулированное непрерывное избыточное давление в дыхательных путях (дыхательных органах - в течение обеих фаз дыхательного цикла). (SPO – HFMCPAP) Определение: HFMCPAP – это такая модификация давления в дыхательных путях спонтанно вентилирующего пациента, у которой поддерживается сверхатмосферное давление в дыхательных путях в течение всего дыхательного цикла и избыточное давление модулировано высокочастотной осцилляцией с частотой 500 1000 циклов/min с амплитудой с 10 по 50% от среднего значения настроенного давления -CPAP. HFMCPAP является возможным проводить биназальной трубкой, но также ET трубкой. CFVS (CFS) (continuous flow ventilatory support – continuous flow support) – вентиляционная поддержка непрерывным потоком. (SPO – CFVS) Определение: CFS – это такой способ вентиляционной поддержки, у которой в трахеальное пространство спонтанно, но не полностью суфициентно дышущего пациента, поступает катетером непрерывный (определенный) поток газов, причем промывкой анатомического мертвого пространства достигается улучшения альвеолярной вентиляции и уменьшения вентиляционной работы. Ventilation modes 30 Работа (функция) вентиляторa у отдельных режимов ИВЛ с точки зрения обмена газов и зависимостей поток/давление. В следующем тексте и на русинках мы попытаемся в принципиальном и упрощенном виде объяснить отдельные вентиляционные режимы с точки зрения обмена газов, чтобы объяснить основные функции выбранного из приведенного перечня названий режима. CMV - (VC-CMV) (continous mandatory (mechanical) ventilation) (VC- volume control) – вентиляция, управляемая по объему Рис.15 По кривой CMV (IPPV) потока очевидно, что Vэто вентиляция, Paw управляемая по объему, с постоянным потоком газов во время инспириума (Qi). Экспириум Qi является пассивным и характер поток (Qe) является экспоненциально Qe дегрессивным. Так как управляющей T (sek) величиной является дыхательный объем (VT = интеграл потока Qi по времени Ti), вид кривой давления и ее максимальная величина (Paw) являются зависимыми величинами. Величина Paw зависит от статической податливости легких (Cst) и от резистенции – сопротивления дыхательных путей (Raw) в соотношении к поставляемому объему газов VT. SCMV (VC-SCMV) (synchronized continous mandatory (mechanical) ventilation) (SVC- synchronized volume control) – синхронизированная вентиляция, управляемая по объему Рис.16 По кривой потока видно, что SCMV (IPPV) речь идет о вентиляции, управляемой по объему, с Paw постоянным потоком газов во время инспириума (Qi), который спускается Asistenčný signál- trigger ассистированным сигналом Qi ассистора – (триггера). Экспириум является пассивным и характер Qe потока (Qe) является экспоненциально дегрессивным. Так как T (sek) управляющей величиной Ventilation modes 31 является дыхательный объем (VT = интеграл потока Qi по времени Ti), вид кривой давления и ее максимальное значение (Paw) является зависимой величиной. Величина Paw зависит от статической податливости легких (Cst) и от резистенции – сопротивления дыхательных путей (Raw) в соотношении к поставляемому объему VT. PC (PC-CMV) (PCV -pressure controlled ventilation) – вентиляция, управляемая по давлению SPC (PC – AC) (SPCV –synchronized pressure controlled ventilation) – синхронизированная вентиляция, управляемая по давлению APRV- (PC – APRV) (airway pressure release ventilation) – вентиляция, вызванная освобождением давления в дыхательных путях 2-Level (PC -2LV) - (two level ventilation) - вентиляция на двух уровнях давления = (BiPAP – bilevel /biphasic/ positive airway pressure. BiLevel). Выше приведенные 4 основных режима ИВЛ представляют собой комплексное решение управляемых вентиляционных режимов, принцип управления которых является оригинальным решением у аппаратов SV Chirolog AURA. Основным способом вентиляции, из которых они исходят, является режим PC, или SPC. (PC-CMV, или PC-A/C) Принципиально режим PC (без активации ассистора) сегодня применяют только у пациентов без спонтанной дыхательной активности – у апноических пациентов. Как только появится дыхательная активность пациента, применяются синхронизированные режимы. Если не использовать синхронизацию, обычно происходит так называемая «борьба пациента с вентилятором». На Рис. 3 объясним виды потоков и давлений и апноического пациента в классическом режиме PCV. Рис.17 В первую очередь, мы должны иметь в виду, что PCV управляющей Paw Ppc величиной для обмена газов в этом режиме ИВЛ является давление (Ppc – pressure of Qi pressure control), величину которого мы настраиваем. В Qe зависимости от механических T (sek) свойств легких (Cst и Raw) происходит генерирование потока и вторично также дыхательный объем (VTi) (VT = интеграл по времени Qi). Давление Ppc является обычно постоянным, вследствие чего генерирован экспоненциально дегрессивный поток газов в инспириуме (Qi). Экспираторный поток всегда является экспоненциальным – пассивным. Время вдоха (Ti) и время выдоха (Te) являются жестко запрограммированными в виде настроенной Ventilation modes 32 частоты вентиляции (f) и соотношения времен вдоха и выдоха (Ti:Te), или в виде процентного выражения времени Ti от продолжительности дыхательного цикла (Tcy) = %Ti. Выше описанный режим будет работать таким же способом, как мы его описали у пациента без дыхательной активности, т.е. у апноического пациента. Но, что произойдет, если у пациента существует или в течение ИВЛ в режиме PCV началась эффективная спонтанная дыхательная активность? Если частота спонтанной дыхательной активности пациента близка или меньше настроенной частоты – программированной на вентиляторе, начинает работать ассистор (триггер) и вентилятор начнет вентилировать с частотой на основании асстенционного сигнала. Но что будет, если дыхательная активность пациента существенно больше программированной на вентиляторе частоты? Обычно произойдет десинхронизация, пациент начинает «бороться с вентилятором». И что делать с вентиляционным режимом SPCV у спонтанно дышущего пациента? Чтобы избежать выше описанной проблемы, в вентиляторе имеется новый способ автоадаптивности режима SPCV с переходом в режим 2-level (Bilevel BiPAP). Если у пациента присутствует спонтанная вентиляция в режиме SPCV, вентилятор определяет эту активность и автоматически переходит в классический режим 2-Level (Bilevel, BiPAP) и позволит пациенту спонтанно дышать во время инспираторной и во время экспираторной фазы программированного дыхательного цикла. Переход из режима SPCV в режим 2-Level является полностью автоматизированным. Если у пациента снова возникнет апноэ, вентилятор продолжает вентиляцию в режиме PCV. Значит, вентиляционный режим SPCV является автоматическим, без необходимости настраивать параметры, при помощи режима, позволяющего спонтанное дыхание пациента на верхнем уровне давления (Ppc = Ph), и также на нижнем уровне давления (PEEP = Plow). Об изменении программирования времен (f, Ti%) решает врач. Рис.18. 2-Level ventilation Из рисунка очевидно, что 2-level (Bilevel, BiPAP) пациент спонтанно дышит на верхнем Ppc = Ph уровне давления и Paw также на нижнем Ppc PEEP уровне давления. При спонтанном дыхании генерирован объем Qi VT, определенный вентиляционным усилием пациента. При переходе с Qe верхнего уровня давления на T (sek) нижний генерировано VT в виде изменения давления (дельта P) между верхним и нижним уровнем давления артефициально. Ventilation modes 33 Возможности, предоставляемые вентиляционным режимом SPCV – этот режим обеспечит минимальную дезинхронизацию пациента и вентилятора в виде автоадаптивного перехода между режимами SPCV и 2-level. В случаях, когда индикован вентиляционный режим APRV (PC-APRV), является достаточным изменить программированную частоту (f) и Ti% настроить выше 80% Рис.19 APRV Принципиально, режим APRV 2-level (APRV) является Ppc = Ph идентичным с режимом 2-level, Paw Ppc только PEEP продолжительность спонтанного дыхания на верхнем Qi уровне давления (Ph = Ppc) должна составлять приблизительно 80% Qe от дыхательного цикла, как это было T (sek) предложено авторами APRV (Stock и Downs). 2-Level +PS (PC – 2LV/PS)- (two level ventilation with pressure support) вентиляция на двух уровнях давления с поддержкой давлением = (BiPAP+PS – bilevel /biphasic/ positive airway pressure with PS. BiLevel+PS). (BIPAP-SIMV). В многих случаях при применении режима 2-level возникает ситуация, когда вентиляционное усилие спонтанной вентиляции не является достаточным для эффективного обмена газов, т.е. для генерирования дыхательного объема спонтанной вентиляции (VTsv) как минимум до значения 1,5 кратного анатомического мертвого пространства. VTsv = 1,5-2 x VDA. В этом случае спонтанная вентиляция является неэффективной. Чтобы избежать такого рода неэффективной вентиляции, является возможным на нижнем уровне давления (PEEP) вставить вентиляционную поддержку при помощи режима PS. Это сочетание 2-Level вентиляции и PS. Обмен газов проводится как при переходе с верхнего уровня давления на нижний, так поддержкой давлением спонтанного дыхания на нижнем уровне (PEEP) с помощью PS таким образом, чтобы VT спонтанного дыхания находился на значении, превышающем 1,5-3 кратное VDA, или по усмотрению врача. В случае применения при спонтанном дыхании на нижнем уровне давления вентиляционной поддержки с помощью PS, этот режим является эквивалентным так называемому режиму BiPAP – SIMV, у некоторых зарубежных производителей. См. Рис.20. Ventilation modes 34 Рис. 20 2-Level + PS 2-level s PS (Bileve+PSl) Ppc = Ph Pps Paw Ph PEEP VTsv- podporovej PS Qi VTsv na hornej hladine Qe VT pri prechode Pps(Ph)/PEEP T (sek) PS (PSV) (FC/DC-PS-AC) (pressure support ventilation) – поддержка давлением. ASV- assisted spontaneous ventilation Этот режим является одним из найболее толерантных вентиляционных режимов с точки зрения десинхронизации и «борьбы» пациента с вентилятором. В отличие от других режимов его управление положено на сохранении постоянного настроенного давления (Pps – pressure of pressure support), но управление продолжительностью инспириума является по потоку. При падении потока вдыхаемых газов ниже 25-1 % от значения максимального потока (Qimax), окончит вентилятор инспираторную фазу дыхательного цикла и переключит в экспириум, время которого определено ассистором – триггером. Рис.21. PSV, ASV PS (ASV) Paw Qi Qe Qimax Падение Qi ниже 25% Qimax Сигнал триггера T (sek) В первую очередь, необходимо иметь в виду, что управляющей величиной для обмена газов в этом режиме ИВЛ является поток газов Qi и также давление (Pps – pressure of pressure support), величину которого мы настраиваем. В зависимости от механических свойств легких (Cst и Raw) генерирован поток и вторично также инспираторный Ventilation modes 35 дыхательный объем (VTi) (VT = интеграл по времени Qi). Давление Pps является обычно постоянным, что генерирует экспоненциально дегрессивный поток газов в инспириуме (Qi). Экспираторный поток является всегда экспоненциальным – пассивным. Продолжительность инспириума (Ti) определена управлением посредством потока Qi, при падении Qi ниже 25-1% Qimax. Экспириум (Te) не является жетско запрограммированным, он зависит от активности пациента - триггера. Принципиально режим PS работает на такой же физической базе также в комбинированных режимах (2Level + PS, SIMV+PS, 3-Level с PS), как это описано выше. PS CMV (FC/DC-PS-CMV) (pressure support continuous mandatory ventilation ) – управляемая поддержка давлением. Этот режим является управляемой вентиляцией, биофизически основанной на принципах поддержки давлением с таким различием, что дыхательный цикл не спускается триггером, а аппаратом, в зависимости от заданной частоты дыхания. В отличие от других режимов его управление основано на сохранении постоянного настроенного давления (Pps – pressure of pressure support), но управление продолжительностью инспириума по потоку. При падении потока вдыхаемых газов ниже 25-1 % от значения максимального потока (Qimax), окончит вентилятор инспираторную фазу дыхательного цикла и переключит в экспириум, продолжительность которого определяется с помощью программированной частоты (f). В случае, когда пациент дышит спонтанно, частоту определяет ассистор-триггер. SIMV-v (VC -SIMV) (synchronized intermittent mandatory ventilation) – синхронизированная заместительная вентиляция. В настоящее время постепенно уходят от применения SIMV режимов из-за того, что и в случае хорошей синхронизации, вставление искусственного вдоха в последовательность спонтанных вдохов, приводит часто к десинхронизации пациента с вентилятором. Но этот режим является возможной альтернативой вентиляционной поддержки у некоторых пациентов. Принцип функции SIMV находится на рис. 8 Рис.22 SIMV VC - SIMV Paw Paw Qi Qe PEEP VT- riadené VT-spontánne T (sek) В этом режиме соединены практически 2 режима ИВЛ – для управляемого инспириума один цикл, управляемый по объему (VC) и для спонтанных циклов- Ventilation modes 36 автоматическая вентиляционная поддержка на уровне PEEP для облегчения спонтанного дыхания. SIMV-p (PC -SIMV) (pressure control synchronized intermittent mandatory ventilation) – управляемая по давлению синхронизированная заместительная вентиляция. В этом режиме соединены практически 2 режима ИВЛ – для управляемого инспириума один цикл, управляемый по давлению (PC), и для спонтанных циклов – автоматическая вентиляционная поддержка на уровне PEEP для облегчения спонтанного дыхания. Рис.23 PC - SIMV Paw Paw Qi Qe PEEP VT- управляемое VT-спонтанное T (sek) SIMV-v + PS (VC -SIMV+PS) (volume control synchronized intermittent mandatory ventilation with PS) – управляемая по объему, синхронизированная заместительная вентиляция с поддержкой давлением (FC-PS) спонтанных вдохов. В этом режиме соединены практически 2 режима ИВЛ – для управляемого инспириума один управляемый по объему (VC) или по давлению (PC) и спонтанные циклы – вентиляционная поддержка на уровне PS для поддержки спонтанного дыхания. CPAP (FC-CPAP) (continous positive airway pressure) – непрерывное избыточное давление в дыхательных путях (дыхательных органах – в течение обеих фаз дыхательного цикла). CPAP является в настоящее время одним из вариантов неинвазивной вентиляции, которую можно, кроме интубированных пациентов, применять при помощи хорошо уплотненной лицевой маски. Ventilation modes 37 Рис. 24. CPAP CPAP Pps = PEEP Paw Pps Qi Qe T (sek) По кривым P и Q видно, что речь идет о спонтанном дыхании на заданном уровне избыточного давления (Paw). Вентиляционный режим CPAP выведен из режима PS и на вентиляторе его настраивают таким образом, что величина Pps настроится на такое же значение как PEEP, т.е. пациент будет спонтанно дышать на одном уровне давления PEEP= Pps=Paw. nCPAP (FC-nCPAP) – это в принципе аппликация CPAP, при помощи назальной маски, и у новорожденных и недоношенных детей при помощи биназальной трубки. Естественно, его можно использовать также у интубированного пациента или у пациента с трахеостомией. Рис.25 Ventilation modes 38 HFMCPAP (FC-CPAP + HF) это такой способ CPAP, когда на базе основного давления намодулирована высокочастотная осцилляция с частотой с 500 по 1000 циклов/min. с амплитудой величиной в 10 – 50% от значения PEEP. Аппликация проводится биназальной трубкой у новорожденных и детей с низким весом при рождении. Рис. 26 HFMCPAP Paw Paw PEEP T (sek) CFVS (FC =CFVS) (continuous flow ventilatory support – continuous flow support) – вентиляционная поддержка непрерывным потоком. Рис.27. CFVS (CFS) По рисунку видно, что Paw поток газов (Q = Finsp), который Paw программирован, является постоянным. При спонтанном дыхании, которое должно присутствовать Qi Finsp на кривой давления, =Qi появляются дискретные изменения ± Paw, Qe которые вызваны потоком газов в дыхательных путях. T (sek) В начале присоединения пациента к CFVS при подготовке вентиляторa и катетера является полезным измерить перед введением давление Paw после присоединения катетера (без пациента), чтобы узнать его сопротивление. Если в течение вентиляционной поддержки CFVS (VPKP) Ventilation modes 39 увеличится давление Paw на 50-75% по сравнению с исходным, это свидетельствует о загрязнении катетера мокротой и необходимости его замены. PMLV (VC-MLV, PC-MLV, FC MLV) ( programmed multilevel/multifrequency ventilation.) – многоуровневая/многочастотная программированная вентиляция – трехуровневая вентиляция. Многоуровневую вентиляцию возможно настроить в основных режимах VC, PC и FC. На клинической практике применяют PC-A/C и FC-PS режимы для применения в моде PMLV Предположим, что пациент вентилирован вентиляционным режимом pressure control (PC или PS) настроенными параметрами Ppc = 2 kPa, f = 30 вдохов/min, TI:TE = 1:1. Этот вентиляционный режим тогда считаем режимом впереди, т.е. считаем его основным уровнем ИВЛ. На фоне этого вентиляционного режима применяем, например, по очереди два уровня PEEP с параметрами PEEPh (PEEP high) = 1 kPa , PEEP = 0,2 и f PEEPh = 1/3 от частоты PC = 10 вдохов/min. Соотношение TI : TE надстроечного уровня пускай будет 1:1, т.е. (Tihigh) Ti%h = 50%. На рис. 11 мы видим чередование трех уровней давлений. Рис. 28 3.Level ventilation P(kPa) PCV ( f=30, TI : TE = 1:1, Ppc = 1 kPa, PEEP= 0,2 kPa 3-level ventilation Te Ppc = 1kPa nad PEEP high Ti (PC) 2 1 f PEEPh = 10/min PEEPh Ti % h = 50% PEEP 2 4 PEEPh = 1kPa 6 8 10 12 14 t ( sek.) t = PEEPh (Ti-h) t= PEEP (Te-h) Ti%h = 50% Более подробная информация находится в главе PMLV. NIV (non invasive ventilation) и Leakage – утечка при NIV Основной проблемой аппликаций NIV при помощи лицевой маски, назооральной маски или мудштуком является утечка газов мимо маски. Часть газов обычно во время инспириума утекает неплотными местами, т.е. применяемое VT отличается от VTG, которое генерировано вентилятором. Т.е., VTE выразительно меньше VTI = (VTGгенерированное). Об этой разнице обычно сообщает вентилятор в виде тревоги „leakage- утечка“. Такая тревога в условиях классической инвазивной вентиляции сообщает о неплотности контура или ЕТ трубки. Ventilation modes 40 Величину утечки обычно выражают в % от поставляемого объема газов во время инспириума, т.е. VTI . В случае, если например, VTI составляет 1000 ml, но VTE составляет только 500 ml, вентилятор оценивает утечку как 50%. Если использовать NIV, кде утечка обычно около 10-40%, необходимо настроить «толерантность» утечки на определенное значение. С этой целью на вентиляторе предусмотрен элемент управления LEAKAGE, при помощи которого настраивается «позволенная» утечка, которую вентилятор не будет оценивать как тревогу. Обычно она настраивается на значения около 20 – 45%. В течение NIV рекомендуем аппликовать вентиляционные режимы «по давлению» PC, FC/DC, режимы, управляемые по объему являются неподходящими. Режимы, управляемые по давлению уже по своему физическому принципу компенсируют утечки мимо маски до 50% VT. Для клинического применения поэтому является подходящим также у аппарата SV AURA-V применять у NIV только режимы, управляемые по давлению, или потоку или режимы, управляемые дуальным способом. Заключение. Хаос наименований и непонимания основных биофизических принципов вентиляционных режимов являются причиной того, что в большинстве случаев применяют 2-3 режима ИВЛ из-за непознания функции данного режима.Это вредно пациенту, так как основной целью при ИВЛ должна быть максимальная протективность с применением соответственнного режима ИВЛ с параметрами, настроенными таким образом, чтобы они как можно больше защищали легкие от нашего противофизиологического вмешательства в течение несколько часов, дней, месяцев и годов. Мы пытались объяснить хотя бы основные принципы отдельных режимов и их биофизический принцип при обмене газов в легких. Совсем новые подходы будут детально объяснены в специализированных главах.
