Преимущества высокочастотного синхронизированного дыхания и пропорциональной вспомогательной вентиляции. Используемое оборудование

Искусственное дыхание с контролируемым объемом.
До недавнего времени новорожденных и недоношенных с дыхательной недостаточностью поддерживали с помощью обычной ИВЛ. Прогресс в сфере микроэлектроники и компьютерной техники сделал возможным измерение и регулировку очень малых дыхательных объемов и привел к тому, что различные фирмы (Stephanie, Fa Stephan Medizintechnik, Gackenbach) предлагают в своих дыхательных аппаратах для новорожденных возможность контроля объема дыхания и регуляции давления.

При этом, дают так называемую “гарантию объема”(например Drager Babylog 8000). Дыхательный объем может быть соответственно установлен врачом, необходимое дыхательное давление будет устанавливаться в соответствии с механическими особенностями дыхательной системы, пока оно не превысит установленные параметры.

Одно из кратких руководств описывает функцию этих разновидностей ИВЛ
более подробно.
     
ИВЛ с контролируемым объемом теоретически могла бы положительно повлиять на уровень гипоксемии у недоношенных детей, находящихся под искусственной вентиляцией, посредством быстрого изменения механизма дыхания, но до сих пор исследования в этой области не проводились.

Клинические исследования.

     Функциональные возможности этой вентиляции были проверены в многочисленных, в основном краткосрочных клинических испытаниях на недоношенных новорожденных. Как и ожидалось, при ИВЛ с котролируемым объемом наблюдались несущественные различия по сравнению с ИВЛ с контролируемым давлением. Было проведено два независимых исследования, при которых недоношенные новорожденные в течение длительного времени находились под действием ИВЛ с контролируемым объемом и ИВЛ с контролируемым давлением. Данные сравнивались с контрольной группой.

     В обоих исследованиях не было установлено значительного влияния на пациентов с хроническими легочным заболеваниями. Но надо отметить, что в обоих случаях наблюдалось относительно небольшое количество больных (50и60чел.). Кроме того, нет данных о влиянии ИВЛ с контролируемым объемом на такие показатели как смертность, динамика неврологической симтоматики и прочее, что возможно выявить только при проведении долгосрочных исследований.

Обобщение.
      ИВЛ с контролируемым объемом, так называемая “гарантия объема”, ведет к тому, что сокращается время нахождения пациента на аппаратном дыхании.
Но отсутствие долгосрочных и многочисленных исследований не дают оснований рекомендовать ИВЛ с контролируемым объемом и давлением как основной метод ИВЛ.

Пропорциональная вспомогательная вентиляция.
     Коренные отличия форм смешанного спонтанного и искусственного дыхания. Методы SIMV и Assist-Control основаны на попытке улавливания пусковым механизмом момента начала фазы спонтанного вдоха и совмещением его с началом искусственного вдоха. В дальнейшем искусственный дыхательный цикл строго соответствует установленному по времени, давлению и объему дыханию, тем самым не давая возможности пациенту самостоятельно дышать. При ИВЛ с поддерживаемым давлением стремятся к тому, чтобы момент окончания механического вдоха скомпоновать таким образом, чтобы давление дыхательной смеси не препятствовало спонтанному выдоху. При окончании вдоха механическое вдувание прекращается, даже если пороговая величина вдуваемого потока не была достигнута. Таким образом, пациенты получают больше “самостоятельности” в дыхании. Теперь они могут оказывать влияние на начало и конец дыхательного цикла, при том, что давление и объем вдоха остается “навязанным”. Разгрузка искусственного дыхания, или”Respiratory Medical unloading”(RMU)и
пропорциональная вспомогательная вентиляция,или Proportional Assist Ventilation”(PAV), напротив, являются методами поддержки дыхания, в корне отличающиеся от обычных тем, что дыхательный аппарат -это помпа, которая обеспечивает определенные показатели дыхательного объема и давления при срабатывании пускового механизма.

При RMUPAV непрерывно анализируется поток дыхательной смеси и дыхательный объем в течение каждой фазы спонтанного дыхания. Это происходит за счет датчиков, расположенных между эндотрахеальной трубкой и Y-образной частью дыхательной системы. Давление дыхательной смеси непрерывно регулируется при каждом вдохе-выдохе таким образом, чтобы оно всегда увеличивалось пропорционально вдыхаемым объемам спонтанного дыхания. В фазу выдоха вентиляционное давление вновь соответствует положительному давлению окончания выдоха(PEEP), таким образом, выдох происходит за счет расслабления дыхательной мускулатуры и эластичности легких. “Утечка” давления при искусственном дыхании приводит к моментному напряжению дыхания во время каждого спонтанного вдоха. Она имитирует спонтанный дыхательный цикл и усиливает эффективность ИВЛ. Подобный метод ИВЛ сравним с механической усилительной системой как речь- микрофон- громкоговоритель. Пациент самостоятельно определяет все параметры дыхательного цикла(периодичность, частота, дыхательный объем и так далее) Кривая дыхательного давления меняется в соответствии с временем, пропорционально спонтанным дыхательным напряжениям.

В 1992г.была принята единая терминология “Proportional Assist Ventilation”
(PAV-только для вдоха). RMU-для вдоха и выдоха.

     Специфические параметры, установленные для RMUPAV и их функций. 

     Предварительные сведения.
Механическая работа дыхательной мускулатуры при спонтанном дыхании делится на эластичную (растяжение) и упругую (сжатие) составляющие.
Эластическая составляющая должна восстановить растянутые во время вдоха легкие, она увеличивается при снижении эластичности легочной ткани. Эластичность выражается в виде отношения необходимого давления к дыхательному объему (в см водяного столбамл).      Податливость (растяжимость), выраженная в млсм вод,ст.,не что иное, как величина, обратная эластичности. Упругая составляющая работы дыхательной мускулатуры необходима для преодоления сопротивления дыхательных путей (бронхов, трахеи, и эндотрахеальной трубки). Чем уже дыхательные пути, тем выше их сопротивление и тем больше давление потока дыхательной смеси. Отношение расхода давления в см вод.ст. к единице потока дыхательной смеси в лс равно сопротивлению дыхательных путей в смлс. Оно закономерно увеличивается при обструктивных заболеваниях легких.

При PAV обе составляющие дыхательной работы выборочно компенсируются посредством специфического повышения давления вентиляции в фазу вдоха, что приводит к уменьшению дыхательной работы. Возникает вопрос, оставлять ли пациенту такое количество дыхательной работы, которое производится при нормальной работе легких. Таким образом, пациент дышит по определенной системе, т.е. с присоединенным респиратором, который обеспечивает характеристики дыхания здоровых легких.

     Эластическая разгрузка (Elastice unloading) или Объемно пропорциональная помощь (Volume -proportional assist).      Давление искусственного дыхания (в см вод.ст.) при эластичной разгрузке повышается пропорционально мгновенно установленному объему вдоха(мл). Следовательно, в дыхательном аппарате устанавливается отношение повышенного дыхательного давления к единице объема в см вод.ст.мл. Кроме того, дыхательный аппарат непрерывно фиксирует моментальные дыхательные объемы, например, путем непрерывного улавливания сигналов от сенсоров(датчиков) дыхательного потока. Затем аппарат в течение нескольких миллисекунд повышает дахательное давление соответственно установленному фактору усиления (например, на 2см вод.ст. после вдоха в 2 мл дыхательного объема при установленном усилении в 1см вод.ст.мл). В результате уменьшается нагрузка на пациента при искусственном дыхании. Упругая разгрузка (Resistive Unloading) или Поточно-пропорциональная помощь (Flow-Proportional Assist). Дыхательное давление при упругой разгрузке повышается пропорционально установленному потоку (скорости) дыхательного газа при вдохе (лс). На аппарате определяется отношение дыхательного давления к единице скорости дыхательного газа (в см вод.ст.лс). Величина этого параметра показывает на сколько снижается упругая составляющая дыхательной работы. Например, если новорожденный дышит самостоятельно через эндотрахеальную трубку с внутренним диаметром 2,5 мм и упругость этой трубки равна 20 см вод.ст.лс, то упругая разгрузка должна быть установлена в размере 20 см вод.ст.лс, чтобы у ребенка не началось повышение упругой составляющей дыхательной работы, обусловленное наличием трубки.

Давление в конце фазы выдоха.
Величина дыхательного давления в конце фазы выдоха при RMUPAV влияет на функциональную остаточную емкость легких как при обычных способах ИВЛ. Настройка повышенного усиления при RMUPAV. При настройке аппарата увеличение дыхательного давления ведет к увеличению объема легких таким образом, что благодаря обратной зависимости между объемом легких и дыхательным давлением возникает новый рост дыхательного давления. При начавшемся вдохе в условиях перегрузки, без участия пациента происходит пассивное раздувание легких до установления верхней границы давления на дыхательные пути или дыхательного объема. При этом вспомогательная вентиляция происходит следующим образом: пациент начинает дыхательный цикл, который продолжается искусственным дыханием с контролируемым объемом и давлением. Сверхкомпенсацию можно распознать с помощью кривой давления на дыхательные пути. С началом вдоха давление быстро поднимается до установленной верхней границы. Чем выше усиление, тем быстрее происходит рост давления на дыхательные пути, который возвращается к установленному значению РЕЕР сразу или после достижения максимального раздувания легких. Установленная верхняя граница давления защищает пациента от чрезмерного давления при затрудненном дыхании или икоте с большими дыхательными объемами.

Действия при RMUPAVв случае индивидуально подбираемых параметров искусственного дыхания.
Наиболее простой метод при клиническом введении RMU PAV состоит в том, чтобы сначала уменьшить “усиление” до нуля, начав CPAP или SIMV с низкой частотой, следом за этим активировать RMU PAV- режим работы и потом медленно повышать степень эластичной разгрузки. При этом врач(медсестра) должен следить за дыханием ребенка, степенью грудных втяжений и кривой давления на дыхательные пути на мониторе дыхательного аппарата. В общем, можно ожидать, что при хорошо установленном RMUPAV верхнее давление вдоха будет меняться, и оно на несколько см вод.ст. ниже верхнего давления при обычной ИВЛ, применяемой ранее. Новорожденные и недоношенные дети дышат, как правило, “быстро и ровно” , при этом частота дыхания зачастую достигает 60-100 в минуту и выше, а дыхательный объем около 5 мл на кг веса. Продолжительность вдоха не велика и составляет около 0,2-0,25сек. Подходящая степень разгрузки также может быть установлена, так как при адекватно подобранном дыхании грудные втягивания сглаживаются. Объемы дыхания зависят от массы тела ребенка. Дети весом менее 1000г нуждаются в эластичной разгрузке более чем 1см вод.ст.мл. В любом случае, измерения упругости и растяжимости (эластичности) в клинических условиях затруднены, не точны и требуют массу времени. Для клинического применения описанные выше методы достаточно надежны и безопасны.Последствия наличия щели в эндотрахеальной трубке при RMU PAV Дыхательный газ выходит через щель между эндотрахеальной трубкой и трахеей, таким образом не достигается определенный объем дыхания Утечка ошибочно фиксируется датчиком как поток вдоха. Размер эндотрахеальной трубки и гортани также, как и величина дыхательного давления определяют степень утечки газа, которая со временем увеличивается. При RMU PAV утечка может привести к повышению давления в дыхательных путях, непропорциональному повышению фактического объема легких и соответственно, фактического потока дыхательных газов в легкие. Таким образом, утечка может мешать вспомогательному искусственному дыханию, особенно если она изменяетсяв размерах. При очень большой утечке давление на дыхательные пути будет быстро изменяться между РЕЕР и установленной верхней границей давления. Маленькая утечка проявляется только при окончании фазы вдоха, когда давление на дыхательные пути настолько возрастает, что вследствие растяжения трахеи и гортани происходит открытие в эндотрахеальной трубке, которое в фазу выдоха при низком давлении снова закрывается. В этом случае давление на дыхательные пути при RMU PAV протекает типично, но неожиданно возрастает (как и сигнал о потоке) при окончании фазы вдоха. Программное обеспечение респираторов Stephani оценивает величину утечки по определенному алгоритму и корректирует измеренный сигнал о потоке до определенного уровня, что позволяет работать RMUPAV.,не смотря на маленькую или среднюю щель в эндотрахеальной трубке.

Поддерживающая вентиляция при апноэ или гиповентиляции.

При RMUPAV в случае апноэ или гиповентиляции нужно своевременно использовать классическую, достаточно эффективную пассивную ИВЛ.
Программное обеспечение в респираторах для грудных детей от Stephani делает вывод о возникновении апноэ, если сигнал о поступлении дыхательной смеси снижается до нуля, а также, если на основании сигнала о поступлении все установленные вдыхаемые объемы настолько малы, что находятся ниже установленного минимума. Этот нижний порог для определения изменения объема дыхания заранее установлен на 1мл, но может быть изменен через меню. Чем выше будет установлен порог, тем быстрее при маленьких объемах , вследствие предполагаемой гиповентиляции вступит в действие поддерживающая вентиляция, т.е. тем скорее пациент в случае поверхностного дыхания будет подвержен классической ИВЛ. В этой связи будут оценены только выдыхаемые объемы, находящиеся в легких, тогда как объемы вдоха могут содержать элементы потери. Если прибор выявляет апноэ или гиповентиляцию, пассивная классическая поддерживающая вентиляция начинается с определенной задержкой. Задержка должна быть установлена врачом тем меньше, чем тяжелее легочное заболевание(легочная недостаточность). Это основывается на том, что в случае апноэ при RMUPAV артериальное насыщение гемоглобина кислородом тем быстрее, чем меньше функциональные остаточные возможности и вместе с этим, находящийся в легких запас кислорода. Параметры поддерживающей вентиляции устанавливаются врачом, как при обычной классической контролируемой ИВЛ: с учетом максимального давления вдоха, времени выдоха и вдоха и формы нарастания давления при вдохе. Параметры должны быть таковы, чтобы образующаяся при задержке во время перехода к поддерживающей вентиляции гипоксия могла быть устранена, но при этом ребенок не должен подвергнуться гипервентиляции. Гипервентиляция может привести к полному подавлению собственной дыхательной активности так, что RMUPAV не будет работать.

Физиологические эффекты RMUPAV .

Грудные втягивания и региональное распределение дыхательных объемов.
Пониженная растяжимость легких иили повышенная ригидность дыхательных путей приводит к усиленным грудным “втягиваниям” у самостоятельно дышащих недоношенных детей. Грудные “втягивания” связаны с уменьшением вентиляционной эффективности дыхательной мускулатуры и с повышенной дыхательной работой. Компенсация сниженной растяжимости легких иили повышенной ригидности дыхательных путей посредством RMUPAV уменьшает степень грудных втягиваний и повышает таким образом эффективность легочной мускулатуры у новорожденных животных и недоношенных новорожденных с острой дыхательной недостаточностью. Эти исследования в дальнейшем показали, что при RMUPAV ,по сравнению со спонтанным дыханием, относительно большая часть дыхательных объемов поступает в легкие за счет расширения грудной клетки, в то время как степенью смещения диафрагмы в брюшную полость изменяется меньше. Таким образом, RMUPAV стабилизирует слабую грудную клетку недоношенных детей при наличии грудных втягиваний при спонтанном дыхании.

Легочная потребность в давлении.
Легочная потребность в давлении на единицу вентилируемого объема при RMUPAV ниже, чем при классических способах ИВЛ. Это объясняется профилем вентиляционного давления при вдохе, который может быть настроен при RMUPAV на индивидуальные особенности легких. На этом базируется предположение, что посредством RMUPAV может быть уменьшен риск возникновения баротравмы при ИВЛ.

Влияние на регуляцию дыхания.

Основная цель клинического применения RMUPAV состоит в том, чтобы вывести патологическую усиленную дыхательную работу на уровень, соответствующий нормальным индивидуальным особенностям дыхания пациента. При подобном применении RMUPAV в опытах на животных, при условии регуляции дыхания центральной нервной системой, наблюдалась нормализация дыхания и снижение ранее усиленной активности дыхательного центра, а также повышение дыхательных объемов и тенденция к нормализации оксигенации крови. Глубоко недоношенные новорожденные дети развивают при RMUPAV обычно частое поверхностное дыхание, при этом частота дыхания составляет 60-100 в минуту. Дыхательный объем при этом 5 мл на кг массы тела или несколько ниже. Время вдоха 0,2-0,25 сек или несколько меньше. Так как эти дети из-за функциональной недостаточности почек предрасположены к метаболическому ацидозу, можно было бы опасаться, что вследствие разгрузки при RMUPAV произойдет компенсирующая гипервентиляция, которая могла бы привести к резкому увеличению дыхательных объемов и объемной травме легких. Эти опасения все же не подтвердились в клинических испытаниях. Напротив, была отмечена тенденция к высоким значениям РаСО2 и небольшим дыхательным объемам, в сравнении с классической и триггерной (пусковой) вентиляцией. В общем, наблюдался эффект, который по результатам других исследований рассматривался как “защищающий легкие”.

Состояние артериального давления при RMUPAV.
Артериальное давление обычно изменяется вследствие колебаний плевры, обусловленных спонтанным дыханием. Эти колебания ведут к разнице между работой правого и левого желудочков сердца в зависимости от фазы дыхания. При вдохе выброс правого желудочка превышает выброс левого желудочка, при выдохе - наоборот. RMUPAV снижает амплитуду синхронных с дыханием колебаний плевры в зависимости от величины примененных “усилений” и таким образом снижает также величину зависящих от дыхания колебаний артериального давления.

Клинические исследования.

RMUPAV был основательно проверен на предмет целесообразности клинического использования в неонатологии на животных с моделями различных легочных заболеваний. Кроме того, проводится контролируемое клиническое испытание на недоношенных детях с острыми и хроническими заболеваниями легких. При обеих формах заболевания потребность в давлении при вентиляции при эквивалентном газовом обмене при RMUPAV была ниже, чем при контролируемой ИВЛ, АС и SIMV. Эти исследования доказывают эффективность RMUPAV для недоношенных детей с легочными заболеваниями при кратковременном применении врачом, который хорошо знаком с концепцией. До сих пор RMUPAV был протестирован на протяжении максимум 16 часов на одном и том же пациенте в условиях контроля. Пока не было исследований по применению методик при других заболеваниях легких и сердечной патологии у новорожденных. RMUPAV можно сочетать с SIMV, в этом случае, спонтанное дыхание между принудительными вентиляционными периодами будет поддерживаться не только за счет СРАР, но и благодаря разгрузке.

Обобщение.

RMUPAV - это новейший способ ИВЛ, нацеленный на специфическую компенсацию изменений, возникших в результате дыхательной недостаточности. Это дает пациентам преимущества при спонтанном дыхании по сравнению с другими формами вентиляции. Действенность этого метода была проверена с помощью многочисленных экспериментов. В клинических исследованиях были выявлены определенные преимущества, например, пониженное давление на дыхательные пути. Но долгосрочных исследований этого метода пока не было и влияние его на стабильность газообмена, на развитие неврологической симптоматики у детей пока не выявлено. Поэтому применение этого способа вентиляции не может быть рекомендовано при обычных клинических условиях.

Полезная статья? Поделитесь с друзьями из соцсетей!

Возврат к списку